NoThInG
AltruisT
Regjistruar: 20/03/2008
Vendbanimi: Ballkan
Mesazhe: 70
|
Njohuri mbi LCD-tė (Liquid Crystal)
- Kristalet e lëngëta
- Çka i bën të veçanta kristalet e lëngëta
- Historia e treguesve me kristal të lëngët
- Treguesit me kristal të lëngët LCD-të
- Si punojnë LCD-të
- Ndërtimi i një LCD-je të thjeshtë
- Teknologjia e LCD-ve
- Publikimet e fundit në teknologjinë e LCD-ve
- Literatura
Kristali i lëngët
Kristali i lëngët apo LC-ja (angl. Liquid Crystal) është substancë, e cila sillet si e lëngët dhe e ngurtë. Në këtë kristal, molekulat mund të lëvizin pranë njëra tjetrës relativisht lehtë, pothuaj si molekulat në lëngje. Megjithatë, të gjitha molekulat në kristalin e lëngët tentojnë që të jenë të orientuara në mënyrë të ngjashme, pothuaj sikur rregullimi molekular në kristalin e ngurtë. Kristalet e lëngëta e ruajnë natyrën e tyre të dyfishtë, të lëngët dhe të ngurtë, vetëm mbi një shkallë të caktuar të temperaturës dhe shtypjes.
Në temperaturat mjaft të larta ose shtypjet e ulëta, renditja orientuese kalon në rrotullime të rastësishme të molekulave, duke shkaktuar që kristali i lëngët të bëhet kristal i zakonshëm. Në temperaturat mjaft të ulëta ose shtypje të larta, molekulat në kristalin e lëngët humbin mundësinë e lëvizjes pranë njëra tjetrës dhe kristali i lëngët ngurtësohet.
Shumë klasë të kristaleve të lëngëta, përfshijnë format nematike, kolesterike dhe lloje të ndryshme të atyre smektike, secila e karakterizuar me renditje të ndryshme hapësinore të molekulave. Tiparet optike të kristalit të lëngët, shpesh mund të manipulohen me nënshtrimin e kristalit të lëngshëm fushës magnetike ose asaj elektrike, që e ndërron orientimin e molekulave të tij. Për shembull, me zbatimin e një fushe të vogël elektrike, disa substanca të kristalit të lëngshëm, ndryshojnë nga të kthjellëta në të errëta ose fitojnë aftësinë e rrotullimit të dritës së polarizuar.
Këto lloje të kristaleve të lëngëta, përdoren për të ndërtuar ekranë (displejë) që përdoren në ora digjitale, kalkulatorë, televizorë, kompjuterë dhe pajisje të tjera.
Disa kristale të lëngëta, reflektojnë gjatësi të ndryshme valore të dritës, varësisht nga orientimi i molekulave të tyre. Orientimi i molekulave varet nga temperatura. Këto lloje të kristaleve të lëngëta, përdoren në termometra, që paraqesin ngjyra të ndryshme, që i përgjigjen temperaturës së substancës me të cilën kristali i lëngët është në kontakt.
Çka i bën të veçanta kristalet e lëngëta
Kristalet e lëngëta janë materiale të renditura pjesërisht diku në mes të fazave të tyre të ngurta dhe të lëngëta. Molekulat e tyre shpesh janë në formë të shkopinjve apo pllakëzave ose në forma të tjera, të cilat i nxisin ato që të radhiten në mënyrë kolektive në një drejtim të caktuar. Renditja e kristaleve të lëngëta, mund të manipulohet me forcë mekanike, magnetike dhe elektrike. Kristalet e lëngëta janë shumë të ndjeshme ndaj temperaturës, pasi që në temperaturë shumë të ulët ato shndërrohen në kristale të ngurta, ndërsa në temperaturë shumë të lartë në të lëngët, dukuri kjo që mund të vërehet në ekranet e laptopëve kur është shumë nxehtë ose shumë ftohtë.
Në vitin 1960, fizikani teoricient francez Pierre Gilles de Gennes (në fotografi), i cili punonte në magnetizëm dhe super-përçueshmëri, ktheu interesimin e tij në hulumtimin e kristaleve të lëngëta dhe shpejt gjeti analogji magjepse në mes kristalit të lëngët dhe superpërçuesve si edhe materialeve magnetike.
Puna e tij është shpërblyer me Çmim Nobel në Fizikë në vitin 1991. Zhvillimi modern i kristaleve të lëngëta, që atëherë ka qenë ndikuar nga puna e Pierre Gilles de Gennes.
Historia e treguesve me kristal të lëngët - LCD-ve
Kristalet e lëngëta për herë të parë u zbuluan në vitin 1888, nga botanisti austriak Friedrich Reinitzer. Reinitzer, i cili punonte në Institutin e Fiziologjisë së bimëve pranë Universitetit të Pragës, vërejti se, kur ai e shkriu një kolesterol të çuditshëm si lëndë (kolesteryl benzoatin), në fillim u bë lëng i turbullt dhe pastaj kur temperatura u ngrit, u pastrua. Pas ftohjes, lëngu u kthye në të kaltër para se të kristalizohet përfundimisht.
Pas tetëdhjetë viteve RCA bëri LCD-në e parë eksperimentale më vitin 1968. Që atëherë, prodhuesit e LCD-ve, vazhdimisht kanë zhvilluar ndryshimet dhe përmirësimet në teknologji, duke i sjellur LCD-të në nivel mahnitës të ndërlikueshmërisë teknike.
Treguesit me kristal të lëngët LCD-të
Treguesit me kristal të lëngët (angl.Liquid Crystal Display) janë tregues apo displejë, të cilët nuk emetojnë dritë, por ndikojnë në ndryshimin e ndriçimit që bie në ta. Nën ndikimin e tensionit të jashtëm, LCD-ja e shpërhap dritën, kështu që sipërfaqja deri atëherë e ndritshme errësohet. LCD-ja përbëhet prej një shtrese të hollë të kristalit të lëngët të vendosur ndërmjet dy sipërfaqeve prej qelqi, të cilat nga ana e brendshme janë të veshura me një film përçues të tejdukshëm me formë të dëshiruar, si për shembull të segmentit, të karakterit ose të matricës me pika.
Treguesit me kristal të lëngët (LCD-të) janë llojet më të zakonshme të treguesve me panel (tabllo) të rrafshët (angl. Flat Panel Displays - FDP) dhe që janë përdorur së tepërmi qysh nga viti 1970. Të gjitha LCD-të shfrytëzojnë faktin, që molekulat organike të caktuara (kristalet e lëngëta) mund të riorientohen me anë të fushës elektrike. Meqë këto materiale janë optikisht aktive, struktura e tyre natyrale e thurur mund të përdoret për ta kthyer polarizimin e dritës p.sh. për 90 shkallë.
Si punon LCD-ja
Polarizimi i dritës, ka të bëjë me orientimin fizik të valëve të rrezatuara në hapësirë. Nëse vektori i dritës lëkundet në një drejtim të caktuar, kemi të bëjmë me dritën e polarizuar, e cila është koncept i rëndësishëm në punën e ekranëve me LCD.
Dihet se drita përbëhet prej grimcave që quhen fotone, të cilat lëvizin me shpejtësi të dritës. Derisa lëvizë, fotoni lëkundet (dridhet) në rrafsh, i cili është pingul me drejtimin e tij, por brenda këtij rrafshi, drejtimi i lëkundjeve është i rastësishëm për dritë normale (të papolarizuar).
Disa procese dëmtojnë drejtimin e lëkundjeve. Për shembull, nëse drita e diellit reflektohet në sipërfaqen e rrugës ose në sipërfaqen e detit të hapur, drita e reflektuar përmban më tepër lëkundje paralele në këtë sipërfaqe se në ate pingule me të. Në këtë rast drita është polarizuar pjesërisht. Disa materiale, siç është plastika, e përdorur në syzet e diellit, për polarizim, mund të absorbojë pothuajse të gjitha elementet e lëkundjeve (dridhjeve) në drejtim të caktuar dhe i lejon vetëm ato të lëkundjeve të drejtimit pingul. Në syzet normale, drejtimi i lëkundjeve të pranuara është vertikal. Kjo është pse syzet e diellit për polarizim mund të përdoren për të larguar shkëlqimin verbues të reflektimit të dritës nga sipërfaqja e rrugës ose sipërfaqja e detit të hapur.
Këto katër shigjeta (nën a), paraqesin rrezet e papolarizuara të dritës. Siq mund të shihni, shigjetat anojnë në drejtime të rastësishme. Katër shigjetat paralele (nën b) paraqesin dritën e polarizuar.
Për të polarizuar dritën, mund të përdoret filtri polarizues çfarë ka në syze të diellit.
Por, çka ka të bëjë kjo me LCD-të ?
LCD-të konvencionale në parim përbëhen nga një pako prej dy polarizuesve të kundërt me kristal të lëngët në mes. Nëse molekulat shtrihen pingul me rrafshin e polarizuesve, do të thotë përgjatë drejtimit të rrezeve të dritës, ato nuk kanë ndikim në gjendjen e polarizimit. Si rrjedhim, polarizuesit e kundërt nuk do të lëshojnë dritën të depërtojë. Celula nuk duket më. Në anën tjetër, nëse molekulat rregullohen (renditen), të jenë paralel me rrafshin e polarizuesve, do të thotë, në rrafshin në të cilin lëkundet drita, prania e kristalit të lëngët do të ndikoj (veproj) fuqishëm në gjendjen polarizuese.
[
Në këtë rast, ndodh që lëkundjet e dritës e shoqërojnë këtë gërshetim nga një polarizues në tjetrin, kështu që tërë drita në fakt e kalon celulën pa u absorbuar, pavarësisht nga fakti se polarizuesit janë të kundërt.
Prandaj celula duket e shndritshme. Siç është cekur më herët, kristalet e lëngëta janë të ndjeshme ndaj forcave elektrike. Nëse e zbatojmë një fushë mjaft të fortë elektrike në kristal të lëngët të llojit të duhur, molekulat e tij do të renditen vetëvetiu paralel me fushën elektrike. Pra tani, duke zbatuar tension mbi celulën e kristalit të lëngët, do të thotë se përgjatë drejtimit të dritës, do të prishet gërshetimi dhe në vend të kësaj shtyhen molekulat në drejtim, në të cilin ato nuk ndikojnë në gjendjen polarizuese të dritës. Tani, e tërë drita është absorbuar nga polarizuesit e tërthortë (të kundërt) dhe celula nuk duket më kur në të vepron fusha elekrike.
Me krijimin e një matrice prej katrorëve, që në vend të caktuar kontrollon gjendjen e gërshetimit në hapësirat e tyre përkatëse, do të fitohet një LCD, që përmban numër të madh të pikselëve.
Por, gjërat fillojnë të bëhen më interesante, kur ne dëshirojmë ekran LCD me ngjyra edhe pse kemi të bëjmë me një proces mjaft të komplikuar. Pothuaj se sikur një monitor me gyp katodik (CRT) që ka tri pika të ngjyrosura fosfori të ndryshme për secilin piksel (RGB technology, RedGreenBlue), LCD-ja me ngjyra ka tri sektore të LCD-së për secilin piksel, njërin të lyer me të kuqe, njërin me të gjelbër dhe tjetrin me të kaltër.
Ndërtimi i një LCD-je të thjeshtë
Kombinimi i katër fakteve në vijim, i bën të mundshme LCD-të:
- Drita mund të polarizohet
- Kristalet e lëngëta mund të transmetojnë dhe ndërrojnë polarizimin e dritës
- Struktura e kristaleve të lëngëta mund të ndërrohet nga rryma elektrike
- Ka substanca të tejdukshme që mund të përçojnë elektricitetin.
LCD-ja është pajisje që përdorë këto katër fakte në mënyrë të çuditshme!
Ndërtimi i një LCD-je është më thjeshë se që mund të mendohet. Fillohet me kristalin e lëngët të vendosur në mes dy shtresave të holla të qelqta sikur është shpjeguar më lart dhe i shtohen dy elektroda të tejdukshme.
Në figurën 6 janë paraqitur shtresat që e përbëjnë LCD-në: nga një pasqyrë (A) e cila e bën atë të jetë reflektuese, pastaj një shtresë prej qelqi (B) me një shtresë të hollë të polarizuar në anën e poshtme dhe një rrafsh i elektrodës së përbashkët (C) i përbërë nga indiumi - oksidi i kallajisur i vendosur sipër. Rrafshi i elektrodës së përbashkët mbështjellë hapësirën e tërë të LCD-së. Sipër tij është një shtresë e substancës së kristalit të lëngët (D). Pastaj vjen një tjetër pjesë e qelqtë (E) me një elektrodë në formë të drejtëkëndëshit në pjesën e poshtme dhe në pjesën e sipërme vjen një tjetër shtresë e hollë për polarizim (F), në kënd të drejtë me të parën..
Elektroda është e montuar në burimin e energjisë si një bateri. Kur aty nuk ka rrymë elektrike, drita, duke depërtuar nëpërmjet ballit të LCD-së, thjeshtë do të qëlloj pasqyrën dhe do të kërcej prapë jashtë. Por kur bateria i furnizon elektrodat me rrymë elektrike, kristalet e lëngëta në mes të rrafshit të përbashkët të elektrodave dhe elektrodave në formë të drejtëkëndëshit, shthuren dhe nuk e lejojnë dritën të depërtoj në atë vend. Kjo e bën që LCD-ja, ta paraqesë drejtëkëndëshin si një hapësirë të zezë.
Ndërtimi i një LCD-je është më thjeshë se që mund të mendohet. Fillohet me kristalin e lëngët të vendosur në mes dy shtresave të holla të qelqta sikur është shpjeguar më lart dhe i shtohen dy elektroda të tejdukshme.
Në figurën 6 janë paraqitur shtresat që e përbëjnë LCD-në: nga një pasqyrë (A) e cila e bën atë të jetë reflektuese, pastaj një shtresë prej qelqi (B) me një shtresë të hollë të polarizuar në anën e poshtme dhe një rrafsh i elektrodës së përbashkët (C) i përbërë nga indiumi - oksidi i kallajisur i vendosur sipër. Rrafshi i elektrodës së përbashkët mbështjellë hapësirën e tërë të LCD-së. Sipër tij është një shtresë e substancës së kristalit të lëngët (D). Pastaj vjen një tjetër pjesë e qelqtë (E) me një elektrodë në formë të drejtëkëndëshit në pjesën e poshtme dhe në pjesën e sipërme vjen një tjetër shtresë e hollë për polarizim (F), në kënd të drejtë me të parën..
Elektroda është e montuar në burimin e energjisë si një bateri. Kur aty nuk ka rrymë elektrike, drita, duke depërtuar nëpërmjet ballit të LCD-së, thjeshtë do të qëlloj pasqyrën dhe do të kërcej prapë jashtë. Por kur bateria i furnizon elektrodat me rrymë elektrike, kristalet e lëngëta në mes të rrafshit të përbashkët të elektrodave dhe elektrodave në formë të drejtëkëndëshit, shthuren dhe nuk e lejojnë dritën të depërtoj në atë vend. Kjo e bën që LCD-ja, ta paraqesë drejtëkëndëshin si një hapësirë të zezë.
Publikimet e fundit në teknologjinë e LCD-ve
Polymer Vision, bijë e kompanisë së madhe elektronike Philips, ka prezantuar ekranin e parë mbështjellës të ndërtuar prej LCD-ve me teknologjinë TFTLCD apo të LCD-ve me transistorë me shtresë të hollë (angl. Thin Film Transistors TFT). Ekrani monokromatik ka diagonale prej 12 cm (5 inç), me rezolucion 320x240 pikësh dhe mund të mbështillet në vetëm 2 cm.
Në vend se të ketë bazë prej qelqi, inxhinierët e Polymer Vision, transistorët të cilët shërbejnë për kontrollimin e secilës pikë, i kanë vendosur në plastikën mbështjellëse dhe në këtë mënyrë kanë krijuar një ekran të tërë, i cili mund të mbështillet madje edhe kur në të paraqitet forografia.
E tërë komponentja është e trashë vetëm 25 mikronë, nën të cilin gjendet tablloja (paneli) 200 mikronësh prej "lëngut elektronik". Tensioni nevojitet vetëm për të ndërruar fotografinë e paraqitur, por jo edhe që ajo të mbetet e paraqitur, gjë që këtë teknologji e bën të përshtatshme për shfrytëzim në aparate, të cilat kushtëzohen nga shpenzimi i vogël, praktikisht në të gjitha aparatet mobile.
__________________
Nga Pema e Heshtjes Varet Fruti i Qetesise
Denonco kėtė mesazh tek moderatorėt | IP: e regjistruar
|
20 Mars 2008 12:59
Lord_Of_The_Strings
)
Forumi Horizont > Shkenca > Informatikė & Programim > Njohuri mbi LCD-tė (Liquid Crystal)
