"LCD" đổi hướng tới đây. Đối với các định nghĩa khác, xem LCD [định hướng].
Công nghệ màn hình tinh thể lỏng hay LCD [tiếng Anh: Liquid-Crystal Display] là loại công nghệ hiển thị cấu tạo bởi các tế bào [các điểm ảnh] chứa tinh thể lỏng có khả năng thay đổi tính phân cực của ánh sáng và do đó thay đổi cường độ ánh sáng truyền qua khi kết hợp với các kính lọc phân cực. LCD có ưu điểm là phẳng, cho hình ảnh sáng, chân thật và tiết kiệm năng lượng.[1]
Cấu trúc các lớp của một màn hình tinh thể lỏng đen trắng không tự phát sáng [thường thấy trên máy tính bỏ túi].
1. Kính lọc phân cực thẳng đứng để lọc ánh sáng tự nhiên đi vào.
2. Lớp kính có các điện cực ITO. Hình dáng của điện cực là hình cần hiển thị.
3. Lớp tinh thể lỏng.
4. Lớp kính có điện cực ITO chung.
5. Kính lọc phân cực nằm ngang.
6. Gương phản xạ lại ánh sáng cho người quan sát.
Có hai kiểu cấu tạo màn hình tinh thể lỏng chính, khác nhau ở thiết kế nguồn sáng.[3]
Trong kiểu thứ nhất, ánh sáng được phát ra từ một đèn nền, có vô số phương phân cực như các ánh sáng tự nhiên. Ánh sáng này được cho lọt qua lớp kính lọc phân cực thứ nhất, trở thành ánh sáng phân cực phẳng chỉ có phương thẳng đứng. Ánh sáng phân cực phẳng này được tiếp tục cho truyền qua tấm thủy tinh và lớp điện cực trong suốt để đến lớp tinh thể lỏng. Sau đó, chúng tiếp tục đi tới kính lọc phân cực thứ hai; có phương phân cực vuông góc với kính lọc thứ nhất, rồi đi tới mắt người quan sát. Kiểu màn hình này thường áp dụng cho màn hình màu ở máy tính hay TV. Để tạo ra màu sắc, lớp ngoài cùng, trước khi ánh sáng đi ra đến mắt người, có kính lọc màu.
Ở loại màn hình tinh thể lỏng thứ hai, chúng sử dụng ánh sáng tự nhiên đi vào từ mặt trên và có gương phản xạ nằm sau, dội ánh sáng này lại cho người xem. Đây là cấu tạo thường gặp ở các loại màn hình tinh thể lỏng đen trắng trong các thiết bị bỏ túi. Do không cần nguồn sáng nên chúng tiết kiệm năng lượng.
LCD ma trận thụ độngSửa đổi
LCD ma trận thụ động [dual scan twisted nematic, DSTN LCD] có đặc điểm là đáp ứng tín hiệu khá chậm [300ms] và dễ xuất hiện các điểm sáng xung quanh điểm bị kích hoạt khiến cho hình có thể bị nhòe. Các công nghệ được Toshiba và Sharp đưa ra là HPD [hybrid passive display], cuối năm 1990, bằng cách thay đổi công thức vật liệu tinh thể lỏng để rút ngắn thời gian chuyển đổi trạng thái của phân tử, cho phép màn hình đạt thời gian đáp ứng 150ms và độ tương phản 50:1. Sharp và Hitachi cũng đi theo một hướng khác, cải tiến giải thuật phân tích tín hiệu đầu vào nhằm khắc phục các hạn chế của DSTN LCD, tuy nhiên hướng này về cơ bản chưa đạt được kết quả đáng chú ý.[4]
LCD ma trận chủ độngSửa đổi
LCD ma trận chủ động thay thế lưới điện cực điều khiển bằng loại ma trận transistor phiến mỏng [thin film transistor, TFT LCD] có thời gian đáp ứng nhanh và chất lượng hình ảnh vượt xa DSTN LCD. Các điểm ảnh được điều khiển độc lập bởi một transistor và được đánh dấu địa chỉ phân biệt, khiến trạng thái của từng điểm ảnh có thể điều khiển độc lập, đồng thời và tránh được bóng ma thường gặp ở DSTN LCD.[4]
Nếu điện cực của một điểm ảnh con không được áp một điện thế, thì phần tinh thể lỏng ở nơi ấy không bị tác động gì cả, ánh sáng sau khi truyền qua chỗ ấy vẫn giữ nguyên phương phân cực, và cuối cùng bị chặn lại hoàn toàn bởi kính lọc phân cực thứ hai. Điểm ảnh con này lúc đó bị tắt và đối với mắt đây là một điểm tối.
Để bật một điểm ảnh con, cần đặt một điện thế vào điện cực của nó, làm thay đổi sự định hướng của các phân tử tinh thể lỏng ở nơi ấy; kết quả là ánh sáng sau khi truyền qua phần tinh thể lỏng ở chỗ điểm ảnh con này sẽ bị xoay phương phân cực đi, có thể lọt qua lớp kính lọc phân cực thứ hai, tạo ra một điểm màu trên tấm kính trước.
Màu sắc được tạo ra bởi sự phối màu phát xạ từ ba loại điểm ảnh đỏ, lục và lam.
Hình ảnh hiện ra trên tấm kính trước là do sự cảm nhận tổng thể tất cả các điểm ảnh, ở đấy mỗi điểm ảnh mang một màu sắc và độ sáng nhất định, được quy định, theo quy tắc phối màu phát xạ, bởi mức độ sánh của ba điểm ảnh con của nó [tỉ lệ của ba màu đỏ, lục và lam], tức được quy định bởi việc bật/tắt các điểm ảnh con ấy.
Để làm điều này, cùng một lúc các điện thế thích hợp sẽ được đặt vào các điểm ảnh con nằm trên cùng một hàng, đồng thời phần mềm trong máy tính sẽ ra lệnh áp điện thế vào những cột có các điểm ảnh con cần bật.
Ở mỗi thời điểm, các điểm ảnh ở một trạng thái bật/tắt nhất định - ứng với một ảnh trên màn hình. Việc thay đổi trạng thái bật/tắt của các điểm ảnh tạo ra một hình ảnh chuyển động. Điều này được thực hiện bằng cách áp điện thế cho từng hàng từ hàng này đến hàng kế tiếp [gọi là sự quét dọc] và áp điện thế cho từng cột từ cột này đến cột kế tiếp [sự quét ngang]. Thông tin của một ảnh động từ máy tính được chuyển thành các tín hiệu quét dọc và quét ngang và tái tạo lại hình ảnh đó trên màn hình.[5]
- Phối màu phát xạ
- ^ LCD [Liquid Crystal Display] Circuits. Lưu trữ 2016-03-04 tại Wayback Machine hobbyprojects.com, 2014. Retrieved 01 Apr 2015.
- ^ Hiroshi Kawamoto. The History of Liquid-Crystal Displays, Proceedings of the IEEE, 90, No. 4 [April 2002], p. 460–500.
- ^ Tim Sluckin, 2005. Ueber die Natur der kristallinischen Flüssigkeiten und flüssigen Kristalle. Bunsen-Magazin, 7.
- ^ a b Wild P. J., Matrix-addressed liquid crystal projection display, Digest of Technical Papers, International Symposium, Society for Information Display, June 1972, p. 62–63.
- ^ LCD Monitor Parameters: Objective and Subjective Analysis Temporal Resolution. Webvision. Retrieved 01 Apr 2015.
- Màn hình LCD là gì?
- Màn hình HDR là gì?
- Màn hình OLED là gì?