Cara Kerja LCD (Liquid Crystal Display)

Anda mungkin menggunakan item yang berisi sebuah LCD (liquid crystal display) setiap hari. Mereka semua di sekitar kita - di komputer laptop, jam dan jam tangan digital, microwave oven, CD player dan banyak perangkat elektronik lainnya. LCD yang umum, karena mereka menawarkan beberapa keuntungan nyata dari teknologi tampilan yang lain. Mereka lebih tipis dan ringan dan menarik jauh lebih sedikit daya daripada tabung sinar katoda (CRT), misalnya.

Tetapi hanya apa hal-hal ini disebut kristal cair? Nama "kristal cair" terdengar seperti sebuah kontradiksi. Kami memikirkan kristal sebagai bahan padat seperti kuarsa, biasanya keras seperti batu, dan cair jelas berbeda. Bagaimana mungkin material menggabungkan keduanya?

Kami belajar di sekolah bahwa ada tiga negara umum materi: padat, cair atau gas. Padat bertindak cara mereka lakukan karena molekul mereka selalu menjaga orientasi dan tetap di posisi yang sama dengan menghormati satu sama lain. Molekul-molekul dalam cairan adalah justru sebaliknya: Mereka dapat mengubah orientasi dan bergerak di mana saja dalam cairan. Tetapi ada beberapa zat yang dapat berada dalam keadaan yang aneh semacam seperti cairan dan jenis seperti yang solid. Ketika mereka berada dalam keadaan ini, mereka cenderung untuk mempertahankan molekul orientasi mereka, seperti molekul-molekul dalam zat padat, tetapi juga bergerak di sekitar posisi yang berbeda, seperti molekul dalam cairan. Ini berarti bahwa bukanlah kristal cair padat atau cair. Begitulah cara mereka berakhir dengan nama yang tampaknya bertentangan.

Jadi, jangan bertindak seperti kristal cair padat atau cairan atau sesuatu yang lain? Ternyata kristal cair lebih dekat dengan keadaan cair daripada padat. Dibutuhkan jumlah panas yang adil untuk mengubah zat yang cocok dari padat menjadi cair kristal, dan hanya perlu waktu sedikit lebih panas untuk mengubah cairan yang sama kristal cair menjadi nyata. Hal ini menjelaskan mengapa kristal cair yang sangat sensitif terhadap suhu dan mengapa mereka digunakan untuk membuat termometer dan suasana hati cincin. Ini juga menjelaskan mengapa komputer laptop layar mungkin akan bertingkah aneh dalam cuaca dingin atau pada hari yang panas di pantai.

Matrix Pasif dan Aktif

Pasif-matriks LCD menggunakan kisi-kisi sederhana untuk memasok tuduhan piksel tertentu pada layar. Menciptakan grid cukup sebuah proses! Dimulai dengan dua lapisan kaca yang disebut substrat. Satu substrat diberikan kolom dan baris diberikan lainnya terbuat dari bahan konduktif yang transparan. Hal ini biasanya indium-tin oxide. Baris atau kolom yang terhubung ke sirkuit terpadu yang mengendalikan ketika muatan diturunkan suatu kolom atau baris. Materi kristal cair diapit antara dua substrat kaca, dan sebuah film polarisasi ditambahkan ke sisi luar dari setiap substrat. Untuk mengaktifkan piksel, sirkuit terpadu mengirimkan tagihan ke kolom yang benar satu substrat dan tanah diaktifkan pada baris yang benar dari yang lain. Baris dan kolom berpotongan pada pixel yang ditunjuk, dan yang memberikan tegangan untuk menguraikan kristal cair pada pixel.

Kesederhanaan sistem matriks pasif-indah, tetapi memiliki kelemahan yang signifikan, terutama waktu respons yang lambat dan tidak tepat kontrol tegangan. Waktu respon mengacu pada kemampuan LCD untuk me-refresh gambar yang sedang ditampilkan. Cara termudah untuk mengamati respons yang lambat waktu dalam pasif-matriks LCD untuk memindahkan penunjuk mouse dengan cepat dari satu sisi layar untuk yang lain. Anda akan melihat serangkaian "hantu" mengikuti penunjuk. Kontrol tegangan tidak tepat pasif matriks menghambat kemampuan untuk mempengaruhi hanya satu piksel pada suatu waktu. Ketika tegangan diberikan untuk menguraikan satu pixel, pixel di sekitarnya juga ikut menguraikan, yang membuat gambar terlihat kabur dan kurang kontras.

Aktif-matriks LCD bergantung pada transistor film tipis (TFT). Pada dasarnya, yang kecil TFTs switching transistor dan kapasitor. Mereka disusun dalam sebuah matriks pada substrat kaca. Untuk alamat pixel tertentu, baris yang tepat diaktifkan, dan kemudian muatan diturunkan kolom yang benar. Karena semua baris yang lainnya memotong kolom dimatikan, hanya kapasitor pada piksel yang ditunjuk menerima tuduhan. Kapasitor mampu menahan muatan hingga siklus refresh berikutnya. Dan jika kita dengan hati-hati mengendalikan jumlah tegangan yang diberikan ke kristal, kita bisa menguraikan hanya cukup untuk mengizinkan cahaya masuk.

Dengan melakukan hal ini sangat tepat, sangat sedikit-sedikit, LCD dapat membuat skala abu-abu. Kebanyakan menampilkan hari ini menawarkan tingkat brightness 256 per pixel.