एलसीडी डिस्प्ले कैसे काम करता है?

आधुनिक उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगों में,आयसीडी प्रदर्शनदशकों के पुनरावृत्तीय उन्नयन के बाद प्रौद्योगिकी सबसे परिपक्व, लागत प्रभावी और व्यापक रूप से लागू फ्लैट-पैनल डिस्प्ले समाधानों में से एक बनी हुई है। औद्योगिक नियंत्रण उपकरण, ऑटोमोटिव इंस्ट्रूमेंटेशन और घरेलू उपकरणों से लेकर वाणिज्यिक टर्मिनलों और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों तक, एलसीडी उत्पाद कम-शक्ति वाले औद्योगिक परिदृश्यों और उच्च-परिभाषा वाणिज्यिक प्रदर्शन क्षेत्रों को कवर करते हैं।

एलसीडी लिक्विड क्रिस्टल फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित एक निष्क्रिय प्रकाश-मॉड्यूलेटिंग डिस्प्ले तकनीक है। एलसीडी डिस्प्ले की सबसे आवश्यक विशेषता यह है कि लिक्विड क्रिस्टल सामग्री स्वयं दृश्य प्रकाश उत्सर्जित नहीं कर सकती है। विद्युत क्षेत्र क्रिया के तहत लिक्विड क्रिस्टल अणुओं के क्रमबद्ध व्यवस्था परिवर्तन के माध्यम से बाहरी बैकलाइट के संप्रेषण को समायोजित करके सभी स्क्रीन छवियां, पाठ और रंग परिवर्तन महसूस किए जाते हैं। यह निष्क्रिय प्रकाश नियंत्रण मोड एलसीडी डिस्प्ले की कम बिजली की खपत, उच्च स्थिरता और लंबी सेवा जीवन को निर्धारित करता है, और एलसीडी और स्व-चमकदार डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों के बीच मूलभूत अंतर भी बनाता है।

मानक एलसीडी डिस्प्ले सिस्टम की मुख्य घटक संरचना

एलसीडी डिस्प्ले की पूरी कार्य प्रणाली ऑप्टिकल संरचनात्मक भागों और इलेक्ट्रॉनिक ड्राइविंग घटकों की कई परतों से बनी है। नीचे से ऊपर तक, इसमें मुख्य रूप से बैकलाइट यूनिट, निचला पोलराइज़र, आईटीओ इलेक्ट्रोड के साथ ग्लास सब्सट्रेट, लिक्विड क्रिस्टल परत, रंग फ़िल्टर परत (केवल रंगीन एलसीडी), ऊपरी पोलराइज़र और सुरक्षात्मक कवर प्लेट शामिल हैं।

बैकलाइट यूनिट

एक निष्क्रिय डिस्प्ले डिवाइस के रूप में,आयसीडी प्रदर्शनस्थिर और समान दृश्य प्रकाश स्रोत प्रदान करने के लिए पूरी तरह से बैकलाइट इकाई पर निर्भर करता है। बैकलाइट इकाई संपूर्ण डिस्प्ले संरचना के निचले भाग में स्थित है, जिसमें मुख्य रूप से प्रकाश स्रोत, प्रकाश गाइड प्लेट, डिफ्यूज़र प्लेट, परावर्तक फिल्म और चमक बढ़ाने वाली फिल्म शामिल है। प्रारंभिक एलसीडी उत्पाद प्रकाश स्रोतों के रूप में सीसीएफएल कोल्ड कैथोड फ्लोरोसेंट लैंप का उपयोग करते थे, जबकि आधुनिक मुख्यधारा के एलसीडी उत्पाद एलईडी बैकलाइट समाधान अपनाते हैं, जिसमें कम बिजली की खपत, छोटी मात्रा, लंबी सेवा जीवन और उच्च चमकदार एकरूपता के फायदे हैं।

ध्रुवीकरण विधानसभा

पोलराइज़र प्रमुख ऑप्टिकल घटक हैं जो प्रकाश संचरण को नियंत्रित करते हैं और इन्हें निचले पोलराइज़र और ऊपरी पोलराइज़र में विभाजित किया जाता है, जो क्रमशः निचले और ऊपरी ग्लास सब्सट्रेट की बाहरी सतहों से जुड़े होते हैं। प्राकृतिक प्रकाश कई दिशाओं में कंपन के साथ अध्रुवित प्रकाश है। निचला ध्रुवीकरणकर्ता सभी अनियमित कंपन प्रकाश को फ़िल्टर कर सकता है और केवल एक ही दिशा में रैखिक ध्रुवीकृत प्रकाश को बनाए रख सकता है, जो लिक्विड क्रिस्टल परत के लिए मानकीकृत घटना प्रकाश प्रदान करता है।

ऊपरी और निचले पोलराइज़र के ऑप्टिकल अक्षों को डिफ़ॉल्ट स्थिति में एक क्रॉस वर्टिकल स्थिति में सेट किया जाता है, जो प्रकाश स्विच नियंत्रण को साकार करने के लिए मुख्य ऑप्टिकल संरचना है।

लिक्विड क्रिस्टल सेल परत

लिक्विड क्रिस्टल सेल परत एलसीडी डिस्प्ले की मुख्य कार्यात्मक परत है, जो अल्ट्रा-पतली पारदर्शी ग्लास सब्सट्रेट की दो परतों के बीच लिक्विड क्रिस्टल सामग्री को सील करके बनाई जाती है। दो ग्लास सब्सट्रेट्स के आंतरिक किनारों को पारदर्शी आईटीओ प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड और संरेखण फिल्मों के साथ चढ़ाया जाता है। संरेखण फिल्में लिक्विड क्रिस्टल अणुओं की प्रारंभिक व्यवस्था दिशा को सीमित कर सकती हैं, जिससे लिक्विड क्रिस्टल अणु वोल्टेज-मुक्त अवस्था में नियमित रूप से मुड़ी हुई व्यवस्था प्रस्तुत करते हैं। आमटीएन (ट्विस्टेड नेमैटिक) लिक्विड क्रिस्टल संरचनामुख्यधारा के एलसीडी उत्पादों द्वारा अपनाए गए ऊपरी और निचले सब्सट्रेट्स के बीच लिक्विड क्रिस्टल अणुओं की 90-डिग्री मुड़ी हुई संरचना बन सकती है, जो पारंपरिक एलसीडी डिस्प्ले की क्लासिक ऑप्टिकल स्विचिंग संरचना है।

ड्राइविंग और नियंत्रण घटक

लिक्विड क्रिस्टल अणुओं की सटीक व्यवस्था समायोजन को पेशेवर सर्किट की सटीक ड्राइव से अलग नहीं किया जा सकता है, जो कि इसका मुख्य इलेक्ट्रॉनिक हिस्सा भी हैएलसीएम मॉड्यूल. ड्राइविंग सिस्टम में ड्राइविंग आईसी, टाइमिंग कंट्रोल सर्किट, पंक्ति और कॉलम स्कैनिंग सर्किट और सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट शामिल हैं। एलसीडी पैनल की प्रत्येक पिक्सेल इकाई एक स्वतंत्र नियंत्रण सर्किट से मेल खाती है। पंक्ति और स्तंभ स्कैनिंग के माध्यम से, सिस्टम वास्तविक समय में प्रत्येक पिक्सेल के लिए अलग-अलग वोल्टेज सिग्नल इनपुट करता है, जिससे प्रत्येक पिक्सेल के स्वतंत्र चमक नियंत्रण का एहसास होता है।

एलसीडी डिस्प्ले का पूरा कार्य तंत्र

एलसीडी डिस्प्ले की कार्य प्रक्रियाप्रकाश उत्पादन, ध्रुवीकरण, विद्युत क्षेत्र मॉड्यूलेशन, प्रकाश संचरण स्क्रीनिंग और छवि बहाली का एक सतत चक्र है। पूरी प्रक्रिया पूरी तरह से भौतिक फोटोइलेक्ट्रिक परिवर्तनों पर आधारित है, जिसमें कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं है, इसलिए प्रदर्शन प्रक्रिया में उच्च स्थिरता और दोहराव है। ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल विशेषताओं के संयोजन में एलसीडी डिस्प्ले के कार्य सिद्धांत का चरण-दर-चरण गहन विश्लेषण निम्नलिखित है।

प्रकाश स्रोत आउटपुट और ध्रुवीकरण प्रसंस्करण

सबसे पहले, बैकलाइट इकाई का एलईडी प्रकाश स्रोत समान रूप से बिखरी हुई दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करता है। प्रकाश गाइड प्लेट और डिफ्यूज़र प्लेट द्वारा समरूप और परावर्तित होने के बाद, स्थिर सतह प्रकाश स्रोत बनता है और निचले ध्रुवीकरण पर कार्य करता है। निचला ध्रुवीकरण अध्रुवित प्राकृतिक प्रकाश को फ़िल्टर करता है और इसे यूनिडायरेक्शनल रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश में परिवर्तित करता है। इस समय, प्रकाश में एक ही कंपन दिशा होती है, जो बाद के लिक्विड क्रिस्टल मॉड्यूलेशन के लिए नींव रखती है।

वोल्टेज-मुक्त अवस्था: प्रकाश संचरण और उज्ज्वल पिक्सेल निर्माण

जब एक निश्चित पिक्सेल इकाई के आईटीओ इलेक्ट्रोड पर कोई ड्राइविंग वोल्टेज लागू नहीं किया जाता है, तो लिक्विड क्रिस्टल सेल में लिक्विड क्रिस्टल अणु संरेखण फिल्म के प्रतिबंध के तहत प्रारंभिक 90-डिग्री मुड़ व्यवस्था बनाए रखते हैं। जब रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश मुड़ी हुई लिक्विड क्रिस्टल परत से होकर गुजरता है, तो प्रकाश की ध्रुवीकरण दिशा आणविक व्यवस्था के साथ समकालिक रूप से 90 डिग्री घूम जाएगी। घूमने के बाद, प्रकाश की ध्रुवीकरण दिशा पूरी तरह से ऊपरी ध्रुवीकरणकर्ता के ऑप्टिकल अक्ष के अनुरूप होती है, इसलिए प्रकाश आसानी से ऊपरी ध्रुवीकरणकर्ता और सुरक्षात्मक आवरण प्लेट में प्रवेश कर सकता है, और अंत में स्क्रीन पर एक उज्ज्वल स्थिति प्रस्तुत कर सकता है।

वोल्टेज-एप्लाइड स्टेट: लाइट ब्लॉकिंग और डार्क पिक्सेल फॉर्मेशन

जब सिस्टम पिक्सेल इलेक्ट्रोड में एक विशिष्ट ड्राइविंग वोल्टेज इनपुट करता है, तो ऊपरी और निचले ग्लास सब्सट्रेट्स के बीच एक विद्युत क्षेत्र बनता है। विद्युत क्षेत्र बल द्वारा संचालित, मुड़े हुए लिक्विड क्रिस्टल अणु धीरे-धीरे विक्षेपित होंगे और विद्युत क्षेत्र की दिशा के साथ लंबवत व्यवस्थित होंगे। इस समय, लिक्विड क्रिस्टल परत की मुड़ी हुई संरचना गायब हो जाती है, और लिक्विड क्रिस्टल अणु प्रकाश की ध्रुवीकरण दिशा को घुमाने की क्षमता खो देते हैं। लिक्विड क्रिस्टल परत से गुजरने वाला रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश मूल कंपन दिशा को बनाए रखता है, जो ऊपरी ध्रुवीकरणकर्ता के ऑप्टिकल अक्ष के लिए पूरी तरह से लंबवत है। प्रकाश पूरी तरह से अवरुद्ध है और प्रवेश नहीं कर सकता है, और पिक्सेल एक शुद्ध काली स्थिति प्रस्तुत करता है।