مقاله ساختار نمایشگر های LCD

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله ساختار نمایشگر های LCD دارای ۵۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله ساختار نمایشگر های LCD  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله ساختار نمایشگر های LCD،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن مقاله ساختار نمایشگر های LCD :

ساختار نمایشگر های LCD

خلاصه :
تکنولوژی LCD یا کریستال مایع از زمانی در حدود یک دهه قبل برای اولین بار برای استفاده در کامپیوترهای قابل حمل laptab پا به عرصه ظهور گذاشت.
فردریک یک گیاه شناس اتریشی کاشف کریستال مایع است او مشاهده کرد زمانی که یک ماده شبیه کریستال مایع را ذوب می‌کند این مایع که در ابتدا تیره بوده و با بالارفتن حرارت رنگ آن روشن‌ می‌شود پس از خنک کردن مایع قبل از تبلور نهایی به رنگ آبی تبدیل می‌شود.

تلویزیون‌ها و مانیتورهای LCD ساختاری ساندویچی مانند دارند.
دو نوع LCD در رایانه وجود دارد : LCD های ماتریسی فعال و غیرفعال که بیشتر کامپیوترهای laptab کریستال مایع ماتریسی فعال دارند.
LCD در نور می‌تواند قطبیده شود و کریستال‌های مایع می‌توانند منتقل شوند و جهت نور قطبیده شده را تغییر دهند. ساختار کریستال‌های مایع می‌تواند از سوی جریان الکتریکی تغییر یابند و نیز مواد شفافی موجودند که قادرند جریان الکتریسیته را هدایت کنند.

مقدمه

دنیای امروز دنیای فن‌آوریهای پیشرفته می‌باشد، هر روز از گوشه و کنار جهان خبر اختراعات و اکتشافات جدید به گوش می‌رسد و یکی از این ابداعات که کم‌کم فراگیر می‌شود تکنولوژی LCD است.

قبل از LCD از مانیتورهای CRT بیشتر استفاده می‌شد اما بدلیل مزیت‌هایی که LCD نسبت به CRT دارد امید است با افزایش تولید و بالارفتن تکنولوژی تولید مانیتورهای LCD جایگزین مانیتورهای CRT شود.

تاریخچه LCD
قبل از LCD مانیتورهای CRT استفاده می‌شد.
مانیتورهای CRT :این مانیتورها به مانیتورهای لامپ اشعه کاتودیک یا مانیتورهای مجهز به تفنگ کاتدی مشهور هستند. در این مانیتورها سه تفنگ الکترونی با رنگ‌های قرمز، سبز و آبی وجود دارد که الکترون‌ها را به سرعت به پشت صفحه نمایش پرتاب می‌کند. سطح داخلی صفحه نمایش به یک ماده فسفری آغشته شده است که در اثر برخورد الکترونها به یک نقطه از این سطح فسفری، با سوختن فسفرها از آن نور منعکس می‌شود.

LCD :تکنولوژی LCD یا کریستال مایع از زمانی در حدود یک دهه قبل برای اولین بار برای استفاده در کامپیوترهای قابل حمل Laptab پا به عرصه ظهور گذاشت.
LCD توسط یک اتریش به نام فردریک کشف شد که مشاهدات او در این مقاله آمده است.
امروز تلویزیونهای رنگی، LCD ساختاری ساندویچ مانند دارند که ساختار LCD و روشهای ساخت آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
اصول نمایشگرهای رنگی LCD های ماتریسی فعال و غیرفعال که دو ساختار آنها و نیز تلویزیون و پروژکتور ویدئویی LCD از جمله مطالبی هستند که در این مقاله می‌خوانیم.

مقایسه‌ی LCD با CRT
– از نظر اندازه و وزن، LCD با اختلاف بسیار زیادی جلوتر از CRT قرار دارد.
– از نظر کیفیت تصویر، تقریباً مساوی پیش می‌روند اما در آینده بدلیل محدودیت‌های CRT همچون قطر ثابت الکترون،LCD پیشی خواهد گرفت.
– از نظر وضعیت واقعی، تلویزیون‌های CRT 24 اینچ به ۲۳ اینچ نزدیکترند. در حالی که یک LCD 19 اینچ نزدیک ۲۰ اینچ قطر دارد.

– از نظر قیمت که مهمترین عامل است، LCDها بسیار گرانتر از CRT هستند که در آینده با افزایش تولید و بالارفتن تکنولوژی تولید، این مانع نیز از سر راه LCD کنار خواهد رفت.

کریستال مایع چیست؟
– LCD ها یا کریستال مایع اولین بار در سال ۱۸۵۵ از سوی یک گیاه شناس اتریشی به نام فردریک رینیتز کشف شد او مشاهده کرد زمانی که یک ماده شبیه کریستال را ذوب می‌کند این مایع که در ابتدا تیره بود و با بالارفتن حرارت رنگ آن روشن می‌شود پس از خنک کردن مایع قبل از تبلور نهایی به رنگ آبی تبدیل می‌شود.

– کریستال مایع از نظر ماهیت ماده‌ای است نه جامد و نه مایع ولی به مایع نزدیکتر است.
– و در صورتی که از نظر الکتریکی برانگیخته شود، نور گذرنده از خود را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

امروزه تلویزیون‌ها، مانیتورهای LCD رنگی یک ساختار ساندویچی دارند.
TFT لایه نازک ترانزیستوری صفحه نمایش مایع است با ساختاری ساندویچی، که کریستال مایع بین دو صفحه شیشه‌ای پر شده است.
شیشه TFT تعدادی پیکسل‌های نمایش دارد، و یک شیشه فیلتر رنگ، یک فیلتر رنگ برای تولید کردن رنگ دارد.

کریستال مایع بر طبق تفاوت در ولتاژ بین شیشه فیلتر رنگ و شیشه TFT حرکت می‌کند.

ساختار LCD با روشهای ساخت
حال به شرح مختصر و فهرست وار ساختار مواد کریستال مایع و فرآ‎یند تولید یک LCD ساده‌ی ماتریسی می‌پردازیم.
در ساختار ساندویچی، LCD های رنگی ساختاری دارند که اجزای آن به آرایشی ساندویچ مانند تبدیل می‌شوند این اجزا عبارتند از :
۱ فیلتر پولاریزاسیون (شفاف سازی) که نور ورودی و خروجی را کنترل می‌کند.
۲ زیر لایه‌ی شیشه‌ای که فیلتر کردن الکتریسیته را از الکترودها متوقف می‌سازد.

۳ الکترودهای شفاف که LCD را تحریک می‌کنند به منظور عدم تداخل با مجتمع سازی رنگ تصویر، در این الکترودها از یک ماده‌ی فوق‌العاده شفاف استفاده می‌شود.

۴ لایه‌ی مسیردهی که از فیلم (نوارهای باریک) برای به صف کردن مولکولها در جهتی ثابت استفاده می‌کند.
۵ کریستال‌های مایع.
۶ فضاگذار که فضای یکنواخت را بین صفحات شیشه‌ای حفظ می‌کند.
۷ فیلتر رنگ که از طریق استفاده از فیلترهای قرمز، سبز و آبی رنگها را نمایش می‌دهد.
۸ نور زمینه صفحه نمایش از پشت روشن است تا صفحه‌ی نمایش روشن‌تر باشد.
اصول نمایشگرهای رنگی :
در سیستم‌های ماتریس- نقطه‌ای، نقاط سبز، آبی و قرمز، از طریق استفاده از فیلترهایی برای هر یک از سه رنگ اصلی به دست می‌آیند. با ترکیب کردن این سه رنگ می‌توان به انواع مختلف رنگها دست یافت.

LCD های ماتریسی فعال و غیرفعال :
دو نوع LCD در رایانه وجود دارد : LCDهای ماتریسی فعال و غیرفعال.
نمایشگر ماتریسی فعال :
بیشتر کامپیوترهای جدید laptab صفحه نمایش کریستال مایع ماتریسی فعال دارند.
LCD ماتریسی فعال ساختار لایه‌ای دارد.

در مزیت کریستال‌های مایع این است که به عنوان سوئیچ‌های کوچکی برای خاموش و روشن کردن پیکسل‌های تصویر استفاده می‌شود.

یک LCD وسیله‌ای است که از ۴ الگو یا واقعیت فیزیکی بهره می‌گیرد :
اول اینکه نور می‌تواند قطبیده شود، دوم اینکه کریستال‌های مایع می‌توانند منتقل شوند و جهت نور قطبیده شده را تغییر دهند. سوم اینکه ساختار کریستال‌های مایع می‌توانند از سوی جریان الکتریکی تغییر یابند و آخرین مورد اینکه موارد شفافی موجودند که قادرند جریان الکتریسیته را هدایت کنند.

درون صفحه‌ها الکترودهای شفاف و فیلترهای رنگ هستند که هر کدام به عناصر کوچکی که SaB Pixel نامیده شده است تقسیم می‌شوند.
نمایشگر ماتریس‌های غیرفعال :
ماتریس غیرفعال از یک شبکه‌ ساده برای تأمین شارژ پیکسل‌های موجود در روی نمایشگر استفاده می‌کنند. ایجاد شبکه در واقع مرحله پردازش است که با دو لایه شفاف آغاز می‌شود. مواد کریستال مایع مابین دو لایه شفاف قرار خواهد گرفت یک فیلم قطبیده به بخش خارجی از هر یک از این لایه اضافه می‌شود. سیستم ماتریسی غیرفعال نواقصی دارد از جمله زمان پاسخ کوتاه و کنترل ولتاژ بدون دقت.

همانطور که گفته شد ماتریس‌های غیرفعال از یک شبکه‌ ساده برای تأمین شارژ پیکسل‌های موجود روی نمایشگر استفاده می‌کنند. ایجاد شبکه در واقع یک مرحله پردازش است که با دو لایه شفاف آغاز می‌شود به یکی از این لایه‌ها ستون‌ها و به دیگری ردیف‌هایی واگذار می‌شود که از مواد هادی و شفاف ساخته می‌شوند که معمولاً از جنس قلع هستند.
ستون‌ها و ردیف‌ها به مدارهای مجتمع(ICها) مرتبط می‌شوند و زمانی که شارژ از سطر یا ستون خارج شود. این مدارها، کنترل خواهد شد.
در ماتریس‌های LCD Passiae هیچ وسیله Swiching وجود ندارد و هر پیکسل برای بیشتر از یک فریم زمانی آدرس دهی شده است.

آدرس دهی فعال محدودیت‌های مالتی پلکس کردن را به وسیله‌ی گنجاندن یک عنصر Swiching فعال حذف می‌کند.
ساختار سیستم‌های تحریک ماتریسی :
ساختار سیستم‌های تحریک ماتریسی ساده :
الکترودهای x بر روی زیر لایه‌ی پایین سلول کریستال مایع قرار دارند و الکترودهای y بر روی زیرلایه‌ی بالا هستند. سیگنال‌های الکتریکی با زمان‌بندی مناسب به این الکترودها اعمال می‌شود تا پیکسلهای هدف انتخاب شوند.

ساختار سیستم‌های تحریک ماتریسی فعال :
در این ساختار ترانزیستورهای سوئیچینگ از نوع TFT و یا دیودهایی به هر پیکسل (Pixel) متصل است تا الکترودهای x وy را خاموش و روشن کند. سیگنال‌های سوئیچینگ به الکترودهای x اعمال می‌شوند و سپس سیگنالهای ویدئو به الکترودهای y داده می‌شوند.

تلویزیون LCD panel vision
تلویزیون‌های Projection اخیراً بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. از یک LCD کوچک و چندین آینه برای تولید تصویری بزرگ استفاده می‌شود. این همان دلیل پیکسلهای بزرگ در این تلویزیون‌هاست.
پروژکتور ویدئویی LCD : Projector Video LCD
این دستگاهها از یک LCD بسیار کوچک برای هر رنگ و چندین آینه برای تولید تصویر بزرگ استفاده می‌کند.
آموخته ایم که ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز دارد که به تازگی هم دو حالت دیگر به آن اضافه شده است. جامدات شکل خاصی دارند، یعنی مولکولهای آنها موقعیت خاصی نسبت به یکدیگر

داشته و نمی توانند آزادانه به هر سو حرکت کنند . ولی مولکول های مایعات چنین قیدی نسبت به هم ندارندو در کل حجم آن در حرکت اند . کریستالهای مایع موادی هستند که ظاهر مایع دارند، اما مولکولهای آنها آرایش خاصی نسبت به یکدیگر دارند ، درست مانند جامدات که در شکل هم به راحتی دیده میشود. به همین دلیل کریستال مایع خصوصیاتی شبیه به مایع و جامد داشته و به همین دلیل با چنین اسم متناقضی خوانده می شوند . این مواد به شدت به دما حساس اند و

اندکی حرارت لازم است تا آنها را به مایع واقعی درآورد و یا اندکی سرما تا به معمولی تبدیل شود. به همین دلیل است که LCD ها در مقابل تغییرات دما عکس العمل نشان داده و به عنوان دماسنج طبی استفاده می شوند . جالب این است که به دلیل همین حساسیت نمی توان از کامپیوترهای کیفی یا نظایر آن در هوای بسیار سرد و یا مثلاً در آفتاب داغ ساحل دریا استفاده کرد . در این وضعیت معمولاً LCD ها عکس العمل های عجیب و غریبی از خود نشان میدهند .

ویژگی های مورد استفاده در LCD
انواع مختلفی از مواد شناخته شده اند که در دمای معمولی چنین خصوصیاتی دارند. اما دسته ای از آنهاهستند که به جریان الکتریسیته هم حساس هستند و مولکولهای آن متناسب با جریان برق ورودی می چرخند و تغییر زاویه می دهند . این خصوصیت عجیب اثر جالبی هم دارد. وقتی نور از درون یک کریستال مایع این چنین عبور کند، پلاریزاسیون یا قطبش آن هم جهت با مولکولهای کریستال می شود . از همین خاصیت برای LCD ها استفاده شد. با این توضیح که چون

کریستالهای مایع شفاف و هادی الکتریسیته هستند ، به راحتی می توان آنها را در جریان الکتریسیته قرار داد و نور را از آن عبور داد. برای این کار به جز کریستال مایع به ۲ تکه از این شیشه پلاروید یا قطبشگر هم نیاز است. احتمالاً این شیشه ها را دیده اید. اگر دو تکه از این شیشه ها را روی هم قرار دهید. نور به راحتی از آن عبور می کند . اما وقتی یکی از آنها را ۹۰ درجه نسبت به

دیگری بچرخانید ، دیگر نور رد نمی شود . این اتفاق به این دلیل روی می دهد که هر شیشه نو را فقط در جهت خاص محور خود عبور می دهد . اگر دو شیشه هم محور باشند نور به راحتی عبور می کند اما اگر محورها با هم زاویه ۹۰ درجه داشته باشند نور رد نخواهد شد . روش ساخت LCD

برای ساخت LCD دو شیشه پلاروید را با ۹۰ درجه اختلاف نسبت به یکدیگر قرار می دهند و یک کریستال مایع بین آنها می گذارند . وقتی کریستال به جریان برق وصل نباشد؛ نور از قطبشگر اول می گذرد و وارد کریستال مایع می شود جهتش ۹۰ درجه تغییر کرده و به همین دلیل از قطبشگر دوم هم عبور کرده و به چشم می رسد. اما وقتی که جریان به کریستال وصل باشد ،نور دیگر

چرخشی نخواهد داشت و نمی تواند از کریستال دوم عبور کند . ساختن یک LCD همان طور که در بالا توضیح داده شد، بسیار ساده تر از آن است که به نظر می آید . فقط به یک ساندویچ شیشه و کریستال نیاز داریم. اما همین ساندویچ ساده ۸۰ سال پس از کشف کریستالهای مایع ساخته شد. کریستال مایع را یک گیاه شناس اتریشی در سال ۱۸۸۸ برای اولین بار در حین ذوب جامدی از مشتقات آلی کشف کرد . اما اولین LCD را یک کارخانه آمریکایی در سال ۱۹۶۸ ساخت .

تکنولوژی ساخت LCD هر روز متکامل تر شده و جای بیشتری در صنایع امروز به خود اختصاص می دهد . البته هنوز هم تحقیقات برای ساخت نمونه های بهتر و کاراتر این وسیله ادامه دارد.
چرا LCD هاکریستالهای مایع( liquid crystal) نامیده می‌شوند؟

به نظر می‌رسد عنوان کریستال مایع تضادی به همراه داشته باشد؛ عبارت کریستال(crystal) تداعی کننده یک ماده جامد نظیر کوارتز (معمولا به سختی یک سنگ) است، در حالی که مایع متفاوت از کریستال است. در این مطلب خواهید فهمید که چگونه کریستال مایع ترفندهای جالبی می‌زند و پی به تکنولوژی اساسی که باعث می‌شود LCDها کار کنند، خواهیم برد. همچنین خواهید آموخت که چگونه ویژگی‌های عجیب کریستال‌های مایع مورد استفاده واقع می‌شوند تا نوع جدیدی از شاتر(shutter) ایجاد شده و چگونه شبکه‌های این شاترهای ریز، باز و بسته می‌شوند(تا مدلهایی ایجاد نماید که اعداد، کلمات و تصاویر را به نمایش دهند.)

تاریخچه LCDها
امروزه به هر کجا که بنگریم LCDها را می‌بینیم، رشد این تکنولوژی مدت زمانی را سپری نمود. زمان طولانی از زمان کشف کریستالهای مایع به کثرت کاربردهای این وسیله طی شد تا اینکه ما از استفاده این وسیله لذت ببریم.
کریستالهای مایع اولین بار در سال ۱۸۸۸ توسط یک گیاه‌شناس اطریشی به نام فردریک رینیتزر(Friedrinch Rreinitzer) کشف شد. او مشاهده کرد زمانی که یک ماده شبیه کلستریل را ذوب می‌کند (اسید بنزوئیک کلستریل)، در ابتدا یک مایع تیره بوده و سپس در صورتی که درجه حرارت بالا رود، روشن می‌شود. پس از خنک کردن، مایع قبل از تبلور نهایی به رنگ آبی تبدیل می‌شود.

از ساخت آزمایشی اولین LCD در سال ۱۹۶۸، مدت ۸۰ سال می‌گذرد. از آن هنگام سازندگان LCD گونه‌های ماهرانه و جالبی از این وسیله را به لحاظ تکنولوژیکی توسعه دادند و LCDها را از لحاظ تکنیکی به سطح بالایی رساندند و روند رو به رشد تکنولوژی ساخت این وسیله همچنان رو به فزونی است.

تاکنون مدل های متفاوتی از LCD ها مطرح و عرضه شده است :
– شرکت IBM در سال ۱۹۸۱ مانتیورهای CGA)Color Graphic Adapte) را معرفی کرد. مانتیورهای فوق قادر به نمایش چهار رنگ با وضوح تصویر ۳۲۰ پیکسل افقی و ۲۰۰ پیکسل عمودی می باشند.
– شرکت IBM در سال ۱۹۸۴ مانیتورهای EGA)Enhanced Graphiv Adapter) را معرفی کرد. مانیتورهای فوق قادر به نمایش شانزده رنگ و وضوح تصویر ۳۵۰ * ۶۴۰ بودند.

– شرکت IBM در سال ۱۹۸۷ سیستم VGA)Video Graphiv Array) را معرفی کرد. مانیتورهای فوق قادر به نمایش ۲۵۶ رنگ و وضوح تصویر ۶۰۰ * ۸۰۰ بودند.
– شرکت IBM در سال ۱۹۹۰ سیستم XGA)Extended Graphics Array) را معرفی کرد. سیستم فوق با وضوح تصویر ۶۰۰*۸۰۰ قادر به ارائه ۸/ ۱۶ میلیون رنگ و با وضوح تصویر ۷۶۸ * ۱۰۲۴ قادر به نمایش ۶۵۵۳۶ رنگ است . اغلب صفحات نمایشگر که امروزه در سطح جهان عرضه می گردند ، UXGA)Ultra Extended Graphics Array) استاندارد را حمایت می نمایند. UXGA قادر به ارائه ۸ / ۱۶ میلیون رنگ با وضوح تصویر ۱۲۰۰ * ۱۶۰۰ پیکسل است .

کریستالهای مایع ( liquid crystals)
همه ما می‌دانیم که ماده دارای سه حالت عمومی است؛ جامد، مایع و گاز. مولکولهای جامدات همیشه و در همان محلی که قرار دارند موقعیت خودشان را نسبت به بقیه حفظ می‌کنند.
مولکولهای موجود در مایعات برعکس جامدات هستند و قادرند وضعیت خودشان را تغییر دهند و در یک حالت غیر عادی وجود دارند؛ در صورتی که مواد فراوانی هستند که در یک حالت غیر عادی وجود دارند؛ یعنی به نوعی شبیه به یک مایع و نیز شبیه یک جامد! هستند. زمانی که مواد در این حالت

قرار می گیرند، مولکولهایشان گرایش دارند که وضعیت خودشان را حفظ نمایند. شبیه مولکولهای موجود در یک جامد. اما به طرف موقعیت‌های متفاوت نیز در حرکت خواهند بود. شبیه مولکولهای موجود در مایع. این توضیحات بدین خاطر ذکر شد که به این نکته اشاره شود که کریستالها هم مایع، جامد و یا مایع هستند.

بنابراین آیا کریستالهای مایع شبیه جامدات عمل می‌کنند یا مایعات و یا شبیه چیز دیگری؟
از شواهد بر می‌آید که کریستالهای مایع به حالت مایع نزدیک‌تر هستند تا جامد. آنها مقادی متوسطی از گرما را دریافت کرده تا یک ماده مناسب را از یک حالت جامد به کریستال مایع تبدیل

کنند و فقط مقدار بیشتری گرما را جهت تبدیل همان کریستال مایع به حالت مایع واقعی دریافت می‌کنند. به خاطر این که کریستالهای مایع به درجه حرارت بسیار حساس هستند، آنها برای ساختن دماسنجها و ; کاربرد دارند. دلیل اینکه چرا صفحه نمایش یک کامپیوتر لپ‌تاپ در یک هوای سرد یا در خلال یک روز داغ در کنار ساحل به خوبی نمایش می‌دهد، به خاطر همین کریستالها می‌باشد!.

همانگونه که انواع زیادی از جامدات و مایعات وجود دارد، انواع زیادی از مواد دارای خاصیت کریستال مایع نیز موجود است. بدلیل حرارت و طبیعت مواد، کریستالهای مایع در چندین حالات متفاوت می‌توانند باشند. در این مطلب درباره حالت نماتیک(nematic) از کریستالهای مایع صحبت خواهیم کرد.

یک مشخصه از کریستالهای مایع این است که تحت تاثیر جریان الکتریکی قرار می‌گیرند. یک نوع ویژه از کریستال مایع نماتیک، نماتیکهای بهم تابیده (TN)نامیده می‌شود. پراکندن یک جریان الکتریکی به این کریستالهای مایع، آنها را به درجات متنوعی بسته به مقدار ولتاژ جریان، از بهم تابیدگی خارج می‌سازد. LCDها از این کریستالهای مایع استفاده می‌کنند، به خاطر اینکه به جریان الکتریکی به عنوان کنترل گذر نور واکنش نشان می‌دهند.

انواع کریستالهای مایع
بیشتر مولکولهای کریستال مایع به شکل ترکه هستند و در گروه‌های ترموتروپیک(thermotropic) و لیتروپیک(lytrotropic) هستند. کریستالهای مایع ترموتروپیک برای تغییرات در درجه حرارت یا در بعضی حالات، در فشار واکنش نشان می‌دهند. واکنش کریستال مایع لیتروپیک که در ساخت صابون و مواد پاک کننده استفاده می‌شود، بستگی به نوع حلالی دارد که مخلوط می‌شوند.

کریستالهای مایع ترموتروپیک یا از نوع ایزوتراپیک(isotropic) و یا نماتیک(nematic) هستند. تفاوتهای کلیدی این دو در این است که مولکولها در مواد کریستالهای مایع از نوع ایزوتراپیک در آرایش، بدون ترتیب هستند، در حالی که نماتیک‌ها دارای نظم تعریف شده‌ای بوده ودارای مدل هستند.
در حال نماتیک، کریستالهای مایع می‌توانند بیشتر در راهی که مولکولها خودشان جهت‌گیری

می‌کنند طبقه بندی شوند. سماتیک، لایه‌هایی از مولکولها را ایجاد می‌کند. تعداد فراوانی از حالات سماتیک موجود است، نظیر سماتیک نوع c که مولکولها در یک لایه به یک زاویه‌ای از لایه قبلی زاویه‌دار می‌شوند. حالت متداول دیگر حالت کلستریک (cholestric) می‌باشد که به نماتیک کایرال (chiral nematic) نیز شهرت دارد؛ در این حالت مولکولها تا اندازه‌ای از یک لایه به لایه دیگر منحرف می‌شوند و در یک ساختار مارپیچی شکل می‌گیرند.

کریستالهای مایع فروالکترونیک (FLC) (4)
از مواد کریستال مایع استفاده می‌کنند که دارای مولکولهای کایرال هستند و در یک نظم سماتیک نوع C هستند. به خاطر اینکه طبیعت مارپیچی از این مولکولها اجازه زمان پاسخ سوییچ میکروثانیه‌ای را می‌دهد، به طور اخص FLCها را برای نمایشگرهای پیشرفته، مناسب می‌سازد. کریستالهای مایع فروالکترونیک با سطح مقاوم(SSFLC) (5) فشار کنترل شده را از طریق استفاده از سطح شفاف بکار می‌گیرد؛ از حالت مارپیچی مولکولها، برای ایجاد سوییچ سریعتر جلوگیری می‌کند.

ایجاد یک LCD ساده
ترکیب ۴ نکته زیر امکان LCDها را فراهم می‌سازد:
* نور می‌تواند پلاریزه شود.
* کریستالهای مایع می‌توانند منتقل شوند و نور پلاریزه شده را تغییر دهند.
* ساختار کریستالهای مایع می‌توانند توسط جریان الکتریکی تغییر یابند.
* مواد شفافی موجودند که قادرند جریان الکتریسیته را هدایت کنند.
یک LCD وسیله‌ای است که این ۴ الگو را بکار می‌گیرد. برای ایجاد یک LCD دو بخش شفاف پلاریزه شده باید در اختیار باشد. یک پلیمر خاصی که شیارهای میکروسکوپی در سطح ایجاد می‌کند و در کنار بخش شفافی که فیلم پلاریزه شده بر روی آن نیست، کشیده می‌شود. شیارها بایستی در همان جهتی که فیلم پلاریزه می‌شود، باشند. سپس نوبت افزودن روکشی از کریستالهای مایع

نماتیک به یکی از فیلترها می‌باشد. شیارها اولین لایه از مولکولها برای تنظیم کردن (با جهت فیلتر) را سبب می‌شود. سپس دومین قطعه از بخش شفاف با فیلم پلاریزه شده در جهت زاویه راست به اولین قطعه اضافه می‌شود. هر لایه متوالی از مولکولهای TN، بتدریج منحرف می‌شوند تا اینکه فوقانی‌ترین لایه در یک زاویه ۹۰ درجه تا انتها باشد و فیلترهای بخش شفاف پلاریزه شده را به هم جفت می‌کند.

چنانچه نور به اولین فیلتر برخورد کند آن پلاریزه می‌شود و چنانچه نور از میان لایه‌های کریستالهای مایع بگذرد مولکولهای سطح نور ارتعاش پیدا می‌کند و برای جور شدن زاویه‌شان تغییر می‌یابد. در صورتی که نور به دورترین جهت از مواد کریستال مایع برسد آن در همان زاویه (در لایه پایانی مولکولها) مرتعش می‌شوند. اگر آخرین لایه با دومین فیلتر شفاف پلاریزه شده همخوانی داشته باشد نور گذر خواهد کرد.

اگر ما یک شارژ الکتریکی را برای مولکولهای کریستال مایع به کار گیریم آنها از هم باز خواهند شد. زمانی که آنها مرتب شدند زاویه نوری که از میان آنها می‌گذرد تغییر می‌یابد و بنابراین زمانی نمی‌گذرد که با زاویه فیلتر پلاریزه شده فوقانی یک جور در خواهد آمد در نتیجه هیچ نوری از میان ناحیه‌ای ازLCD که آن ناحیه را تیره‌تر از نواحی اطراف می‌کند، عبور نمی‌کند.

ساخت یک LCD ساده، آسان است. این کار می‌تواند با قرارگیری سطح شفاف(شیشه‌ای) و کریستالهای مایع که قبلا به آنها اشاره شده است و با افزودن دو الکترود شفاف به آن آغاز شود. به عنوان مثال تصور کنید که شما می‌خواهید که ساده‌ترین LCD ممکن را فقط با یک الکترود بر روی آن ایجاد کنید. لایه‌ها شبیه شکل ۲ خواهند بود.

این LCD که به آن پرداخته می‌شود ساده و مقدماتی است. در قسمت پشت، یک آینه است(A)، این آینه کار انعکاس نور LCD را بر عهده دارد. بعد از این یک بخش شفاف (B) با فیلم پلاریزه شده بر روی بخش انتهایی و یک سطح الکترود (C) که از اکسیدایندیم ساخته می‌شود، اضافه می‌شود. یک سطح تمام فضای LCDرا می‌پوشاند. بالای آن لایه‌ای از ماده کریستال مایع است(D)، بعد از این لایه بخش دیگری از سطح شفاف وجود دارد(E)؛ با الکترودی به شکل مستطیلی در بخش انتهایی و در قسمت فوقانیLCD، فیلم پلاریزه شده و دیگری(F) هست که نسبت به اولی در زاویه راست وجود دارد.

الکترود به یک منبع تغذیه وصل می‌شود(شبیه یک باتری)، زمانی که جریانی نباشد، نور از رو به روی LCD وارد می‌شود و به سادگی به آینه برخورد کرده و به حالت اول خویش برمی‌گردد. زمانی که باتری جریان لازم را برای الکترودها فراهم می‌سازد، کریستالهای مایع مابین الکترود سطح مشترک و الکترود مستطیلی شکل، نور را در آن ناحیه، از عبور کردن متوقف می‌کنند. این عمل باعث می‌شود که LCD مستطیل را به صورت یک ناحیه تیره نشان دهد.

توجه داشته باشید که LCD ساده مورد نظر شما به یک منبع نور خارجی نیاز دارد. مواد کریستال مایع هیچ نوری از خودشان ساطع نمی‌کنند. LCDهای کوچک و ارزان غالبا منعکس کننده هستند؛ یعنی چیزی را که نمایش می‌دهند، بایستی نور را از منابع نور خارجی انعکاس دهند. به عنوان نمونه در مورد LCD یک ساعت، اعداد بر روی صفحه نمایش داده می‌شود؛ جایی که الکترودهای کوچک، کریستالهای مایع را شارژ می‌کنند، بنابراین نور از میان فیلم پلاریزه منتقل نمی‌شود.

بیشتر نمایشگرهای کامپیوتر توسط لامپ‌های فلورسنت داخلی، روشنایی تولید می‌کنند؛ کنار، بالا و یا پشت LCD یک سطح انتشار سفید در پشت LCD نور را هدایت کرده و آن را پخش می‌نماید. در این مسیر از میان فیلترها، لایه‌های کریستال مایع و لایه‌های الکترود، مقادیر زیادی از این نور از دست می‌رود (گاهی اوقات بیش از نیمی از آن.)

در این مثال، شما یک سطح الکترود مشترک و یک الکترود دارید که کنترل می‌کند کریستالهای مایع به یک شارژ الکتریکی پاسخ دهد. اگر لایه طوری در اختیار گرفته شود که شامل تعداد بیشتری الکترودهای منفرد باشد می‌توان نمایشگرهای پیشرفته‌تری ساخت.

سیستم LCD

LCDهای از نوع سطح مشترک یا (common-plane-Based) برای نمایشگرهای معمولی مناسب است؛ نیاز دارد همان اطلاعات را از نو به کرات نمایش دهد. ساعت و تایمرهای مایکروویو در این مجموعه جای دارند. هر چند نمایشگر با نوع الکترود و با فرمت شش ضلعی از قبل برای این نمایشگرها معمول بود و لی تقریبا امکان شناخت با هر شکل دیگری وجود دارد. برای رویت شکلهای الکترودها می‌توانید به کارتهای بازی، ماشینهای مراسلات و… مراجعه کنید.

دو نوع اصلی از LCD در کامپیوترها وجود دارد؛ ماتریس غیر فعال( passiv matrix) و ماتریس فعال (active matrix) LCD های ماتریس غیر فعال از یک شبکه ساده، برای تامین شارژ پیکسلهای موجود بر روی نمایشگر استفاده می‌کنند. ایجاد شبکه در واقع یک مرحله پردازشی است. آن با دو لایه شفاف آغاز می‌شود. به یکی از این لایه‌ها ستونها و به دیگری ردیف‌هایی واگذار می‌شود که از مواد هادی و شفاف ساخته می‌شود؛ اینها معمولا اکسیدایندیم قلع هستند. ستونها و ردیفها به مدارات مجتمع(ICها) مرتبط می‌شوند و زمانی که شارژ از ستون یا سطر خارج شود با این مدارات، کنترل خواهد شد. مواد کریستال مایع مابین دو لایه شفاف ذکر شده قرار خواهد گرفت؛ یک فیلم پلاریزه به بخش خارجی از هر یک از این لایه اضافه می‌شود.

سادگی سیستم ماتریس غیرفعال جالب است اما نواقصی نیز به همراه دارد؛ از جمله زمان پاسخ کوتاه و کنترل ولتاژ بدون دقت. زمان پاسخ به توانایی LCD برای تازه‌سازی(refresh) نمایش تصویر بر می‌گردد. راحت‌ترین راه برای مشاهده زمان پاسخ کوتاه در یک LCD ماتریس غیر فعال این است که نشانگر ماوس را به سرعت از سمت صفحه نمایش به سمت دیگر حرکت دهبد؛ در حالتی که این

حرکت انجام می‌شود به “سایه”هایی که در پی نشانگر ظاهر می‌شود توجه کنید. کنترل ولتاژ با عدم دقت از توانایی ماتریس غیر فعال جلوگیری می‌کند و در یک زمان تنها بر یک پیکسل تاثیر می‌گذارد. زمانی که ولتاژ برای از هم باز کردن یک پیکسل بکار گرفته می‌شود، تصاویر پیکسلهای اطراف نیز تا حدی از هم باز می‌شود که باعث می‌شود تصاویر تار به نظر آمده و کنتراست خود را از دست بدهد.

LCDهای ماتریس فعال به TFTها وابسته هستند. اساسا TFTها ترانزیستورها و خازنهای کوچک سوییچ شونده هستند. آنها در یک ماتریس و بر روی یک لایه شفاف مرتب می‌شوند. برای آدرس‌دهی یک پیکسل، ردیف مناسب سوییچ شده و سپس شارژ به ستون اصلی ارسال

می‌شود. خازن قادر به نگهداری شارژ تازه به دوره تازه‌سازی بعدی می‌باشد. اگر دقیقا مقدار ولتاژی که برای یک کریستال تامین می‌شود کنترل گردد، خواهید توانست آن را از هم باز کنید(فقط برای گذر مقداری از نور)، بیشتر نمایشگرهای امروزی در هر پیکسل ۲۵۶ سطح روشنایی پیشنهاد می‌کنند.

پیشرفت‌های LCD

تکنولوژی LCD مدام در حال رشد است. LCDهای امروزی چندین گونه از تکنولوژی کریستال مایع را بکار می‌گیرند که شامل این موارد هستند: (۷)STN، (۸)DSTN ، (۱۰) FLC و (۱۰)SFLC
اندازه نمایشگر محدود به مشکلات کنترل کیفیت(QC) می‌شود که به سازنده‌های آنها برمی‌گردد. جهت افزایش اندازه نمایشگر سازنده‌ها بایستی پیکسلها و ترانزیستورهای بیشتری به محصول اضافه کنند. چنانچه آنها تعداد پیکسلها و ترانزیستورها را اضافه کنند شانس وجود ترانزیستورهای با کیفیت پایین را افزایش می‌دهند. سازندگان بزرگ LCD غالبا در حدود ۴۰ درصد از آنها در خط تولید

خود رد می‌کنند. سطح برگشتی‌ها مستقیما بر روی قیمت LCD اثر گذار خواهد بود؛ چون فروش LCDهای خوب قیمت ساخت (چه جنس خوب و چه بد آن ) را پوشش می‌دهد. تنها، پیشرفت در ساخت، به خرید نمایشگر‌هایی که قدرت خریدش برای مشتریان امکان پذیر است. در تعداد بسیار زیاد منجر می‌شود
چطور صفحه نمایش LCD کار می‌کند؟

هر روز نمایشگرهای کریستال مایع یا LCD:Liquid Crystal Display را در اطراف خود می‌بینید. از تلفن همراهتان گرفته تا ساعت دیجیتالی یا نمایشگرهای تلویزیون و کامپیوتر.
نام کریستال مایع کمی نا آشنا و غیر معمول به نظر می‌رسد چون تصوری که از کریستال داریم ماده‌ای سخت و کاملاً جامد است. بیایید در این مورد بیشتر بدانیم و سپس به سراغ معرفی صفحه نمایش LCD برویم.

همه ما می‌دانیم که سه حالت ماده وجود دارد. جامد، مایع و گاز. مولکول‌های جامد در قید نیروی بین مولکولی هستند و به همین دلیل با نظم مشخصی جسمی معمولاً سخت را تشکیل می‌دهند. در مقابل مولکول‌های مایع از نیروی جاذبه مولکولی کمتری برخوردار هستند ولی باز هم این نیرو به اندازه‌ای است که آن‌ها را با هم متحد قرار دهد و مانند گاز آزادانه در محیط، به صورت بی‌نظم حرکت نکنند.

در این میان بعضی مواد حالتی بین مایع و جامد به خود می‌گیرند. به این معنی که هم مانند جامد در قید نیروی بین مولکولی هستند و هم مانند مایع به حالت سیال حرکت می‌کنند. کریستال مایع بیشتر به حالت مایع تمایل دارد تا جامد.
با این حال مقدار گرمایی که برای مایع کردن کریستال جامد نیاز است تقریباً زیاد است. به همین دلیل است که صفحه نمایش‌های LCD در دماهای مختلف رفتار غیر عادی از خود نشان می‌دهند.
با توجه به نوع کریستال، انواع مختلفی از کریستال مایع وجود دارد. نوعی از کریستال مایع که از آن در ساخت LCD استفاده می‌شود نسبت به عبور جریان رفتار‌های مختلفی از خود نشان می‌دهد. یکی از این رفتار عبور و گسیل نور از خود است.

کریستال‌های مایع را به دو دسته تقسیم می‌کنند. نوعی از آن گرما گرا هستند و به تغییرات گرمایی واکنش نشان می‌دهند. نوع دیگر به تغییرات شیمیایی واکنش نشان می‌دهند.
نوع اول را نیز از نظر ساختار مولکولی به دو نوع تقسیم می‌کنند. نوعی که در شکل گیری در محیط به حالت تصادفی شکل می‌گیرد و نوع دیگری که خود حالت مشخص و آرایش مخصوصی دارد.

شکل گیری نوع دوم بستگی به اثر یک عامل خارجی دارد. این عامل می‌تواند یک جریان الکتریکی باشد و یا یک قالب فیزیکی که کریستال تحت آن شکل گیرد. کریستال مایع معمولاً حالتی گره مانند به خود می‌گیرند ولی با عبور جریان رشته‌های آن‌ها از یکدیگر باز می‌شوند و به صورت منظم شکل می‌گیرند.

در ساخت LCD چهار موضوع کلی وجود دارد:
• اینکه نور می‌تواند قطبی شود
• کریستال مایع می‌تواند نور را تغییر و از خود عبور دهد
• ساختار کریستال مایع با عبور جریان تغییر می‌کند
• و اینکه موادی شفاف وجود دارند که جریان را از خود عبور می‌دهند
برای ساخت LCD ابتدا نیاز به دو شیشه قطبی شده (Polarized) نیاز داریم. روی طرفی از شیشه که قطبی نشده است ماده‌ای پلاستیکی کشیده می‌شود. این ماده باعث می‌شود تا شبکه‌هایی بر روی سطح شیشه ایجاد شود.

سپس بر روی این لایه پلاستیکی، لایه‌ای از کریستال مایع نیز کشیده می‌شود. شبکه‌های تشکیل شده از پلاستیک به کریستال مایع شکل و فرم می‌دهند. سپس صفحه‌های شیشه قطبی شده که با روکش‌های پلاستیکی و کریستالی آماده شده‌اند را در ردیف‌های عمودی و افقی در مقابل یکدیگر قرار می‌دهند.

با عبور نور از هر کدام از لایه‌ها، سرعت و زاویه لرزش آن تغییر می‌کند. در انتها اگر زاویه و جهت گیری نور با شبکه تشکیل شده از پلاستیک بر بروی صفحه انتهایی مطابق باشد، نور از آن عبور می‌کند.
همانطور که گفتیم با القای جریان به کریستال مایع شکل گره مانند آن باز می‌شود. در این حالت نور را در زاویه و جهت‌ گیری متفاوت با خطوط شبکه مانند لایه بیرونی قرار می‌دهد و نور را از خود عبور نمی‌دهد و آن قسمت از کریستال تاریک‌تر به نظر می‌رسد.

کریستال مایع به هیچ عنوان از خود نور گسیل نمی‌کند. به همین دلیل برای تشکیل تصویر به غیر از القای جریان، نیاز به منبع خارجی نور نیز داریم.
برای درک بهتر این مطلب به یک ساعت دیجیتالی نگاه کنید. قسمتی از صفحه که اعداد در آن نمایش داده نمی‌شوند روشن است. این نوع صفحه‌های LCD معمولاً دارای منبع نور خارجی نیستند و تنها نور محیط را بازتاب می‌دهند. سپس با القای جریان در کریستال مایع از انعکاس نور در قسمتی که می‌خواهیم آن را نمایش دهیم جلوگیری می‌کنیم و به جای ایجاد تصویر با روشن کردن، با خاموش کردن مناطقی از صفحه‌ای روشن تصاویر را نمایش می‌دهیم.

این نوع LCDها برای صفحه نمایش‌هایی مناسب هستند که تصاویری مشخص را همواره نشان می‌دهند. صفحه‌های ۷ قسمتی یا ۷Segment مثال مناسبی برای این نوع است.

در LCDهای رنگی از نوعی نور فلورسنت استفاده می‌شود و صفحه‌ای گسترده از این نوع لامپ نور را به طور مساوی می‌تاباند تا از متناسب بودن تصویر اطمینان حاصل شود.
LCDهای ماتریسی نیز نوع دیگری از نمایش‌گر‌های LCD هستند. برای ساخت اینگونه LCDها از دو لایه شیشه‌ای به استفاده می‌شود.

به یکی از این شیشه‌ها ردیف و به دیگری یک سطرها متصل می‌شوند. هر سطر به یک مدار مجتمع متصل می‌شود و هر کدام از نوعی ماده شفاف رسانا ساخته شده است. به این ترتیب با فرستادن جریان به هر پیکسل، کریستال مایع از هم باز می‌شود و نور را عبور نمی‌دهد. این نوع LCD مشکلات بزرگی از جمله زمان طولانی برای پاسخ دارد.

صفحه نمایش‌هایی که تصاویر رنگی را نشان می‌دهند دارای سه زیر- پیکسل سبز و آبی و قرمز هستند. برای ساخت هر پیکسل یک مدار مجتمع و یک خازن نیاز است. برای یک لپ‌تاپ ساده که LCD آن ۷۶۸×۱۰۲۴ پیکسل دارد ۲۳۵۹۲۹۶ خازن و IC استفاده شده است. مشکلی که در این میان رخ می‌دهد این است که اگر تنها یکی از ترانزیستور‌ها و یا خازن‌ها به صورت دقیق کار نکنند قسمتی از صفحه از کار می‌افتد.

با فراگیر شدن استفاده از LCD و بزرگتر ساختن و بیشتر کردن پیکسل‌ها، شانس داشتن ترانزیستور‌ها و خازن‌های معیوب بیشتر می‌شود و سازندگان هم اکنون به دنبال رفع اینگونه مشکلات و رسیدن به پیکسل‌های بیشتر و بالا بردن دقت و کیفیت نمایشگر‌ها LCD هستند.

نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) به راه راست هدایت شده‌اند!
اول
نمایشگرهای کریستال مایع معروف به LCD از آن دسته دستگاه‌هایی هستند که عالم و آدم به‌خودشان حق می‌دهند تا درباره آن‌ها اظهارنظر کنند. اما کمتر کسی به فناوری بسیار زیبایی که در بطن این دستگاه نهفته است توجه می‌کند. عموم مرتبطان با دنیای IT این‌گونه می‌اندیشند که جایگزینی نمایشگرهای طناز LCD با نمونه‌های کاتودی (CRT) به سهولت ممکن نیست و سالیان بسیاری صرف خواهد شد تا این سوسول‌های کریستالی جای در پای قدرتمندان عرصه نمایش

(CRT) بگذارند. امکان دستیابی به کریستال ‌مایع در سال ۱۹۰۱ میلادی مطرح و در سال ۱۹۱۱ نیز ساختار و مشخصات آن را تشریح‌ شد. سال ۱۹۳۶ شرکت تلگراف بی‌سیم مارکونی حق امتیاز انحصاری تولید لامپ‌های نورانی کریستال ‌مایع را از آن خود کرد. این امر تا سال ۱۹۶۳ مسکوت ماند تا اینکه در این سال مقاله‌ای به ‌قلم دکتر جرج گری با عنوان ساختار مولکولی و خصوصیات

کریستال‌های‌ مایع منتشر شد. تلاش‌ها برای عملی ساختن ایده نمایشگر کریستال‌ مایع در سال‌های پایانی دهه ‌شصت میلادی با همت دکتر جرج گری و موسسه سلطنتی RRE انگلستان قدرت بیشتری گرفت که در نهایت با همکاری تیم تحقیقاتی دانشگاه Hull نخستین نمایشگرهای کریستال ‌مایع ساخته شدند. اولین LCD به‌ دردبخور توسط شرکت RCA در سال ۱۹۶۸ با

سرپرستی جناب جرج هیلمایر که بعدها شرکت Optel را بنیان نهاد معرفی شد. این LCD از فناوری DSM استفاده می‌کرد که بعدها توسعه یافت. اما اولین LCD آدمیزادی که قابل تولید انبوه و البته قابل اعتماد برای سرمایه‌گذاری بود، نه در آمریکا که در سوئیس و در سال ۱۹۷۰ پابر عرصه وجود نهاد. کار روی این سیستم‌ها شدت بیشتری گرفت.

دوم

اولین پانل نمایشگرهای LCD که از شیوه Active Matrix برای نمایش و مدیریت صفحه‌نمایش استفاده می‌کردند، در سال ۱۹۷۲ تولید شدند. دکتر پیتر برادی در سال ۱۹۷۵ برای توصیف شیوه مدیریت و تغییرات المان‌های تصویری این نمایشگرهای از واژه شبکه ‌فعال یا Active Matrix (AM) استفاده کرد که از لحاظ مفهومی و کارکرد واقعی در برابر شبکه غیرفعال یا Passive Matrix (PM) قرار می‌گیرند. در نمایشگرهای کریستال ‌مایع PM برای مدیریت پیکسل‌های هر ردیف یا ستون از

یک مدار الکتریکی استفاده می‌کردند. اطلاق نام Passive Matrix به‌معنی شبکه‌ غیرفعال به این نمایشگرها بدین علت بود که پیکسل‌های هر ستون یا ردیف تا زمان تغییر وضعیت توسط مدار الکتریکی موظف به حفظ شرایط روشنایی خود بودند. اما در نمایشگرهای کریستال ‌مایع ‌شبکه‌های فعال هر پیکسل یک ترانزیستور کنترلی اختصاصی داشت که شرایط هر پیکسل را به‌صورت جداگانه مدیریت می‌کرد. با این شیوه کیفیت نمایشگرها افزایش پیدا کرد و از طرفی میزان مصرف انرژی

توسط نمایشگر کاهش و نیز موضوع تجدید صفحات (Refresh) که در نمایشگرهای CRT معضلی بزرگ محسوب می‌شود، به‌کلی حل شد. ترانزیستورهای این نمایشگرها به‌صورت لایه‌ای نازک در پشت آن‌ها قرار گرفته و بدین‌ علت نام این نمایشگرها را Thin Film Transistor (TFT) می‌خوانند. در شیوه Active Matrix هر سلول کریستالی مانند یک خازن عمل می‌کند، بدین ‌صورت که تا زمانی ‌که وضعیت آن سلول تغییری نکرده‌ است، بار الکتریکی را در خود حفظ می‌کند که باعث شفافیت بیشتر و وضوح بیشتر این نمایشگرها نسبت به نمایشگرهای Passive Matrix خواهد شد.

سوم

نمایشگرهای شبکه‌ فعال TFT به چند دسته TN، IPS، MVA و PVA تقسیم می‌شوند. اغلب نمایشگرهای کنونی برپایه TN تولید می‌شوند، چراکه قیمت آن‌ها بسیار مناسب و ارزان‌تر از نمونه‌های دیگر است. گونه دیگر IPS نامیده می‌شود که در سال ۱۹۹۶ توسط Hitachi به‌منظور بهبود مشکل دید زاویه‌ای در نمایشگرهای TN معرفی شد. هرچه با زاویه افقی بازتری به سطح نمایشگرهای LCD نگاه کنید، کیفیت تصویر با افزایش زاویه کاهش پیدا خواهد کرد. مشکل اول IPS قیمت بالای پانل‌های آن و مشکل دیگر آن زمان پاسخ‌گویی بلندمدت آن تا ۵۰ میلی‌ثانیه است. به ‌بیان ساده، زمان پاسخ‌گویی (Response) که نمایشگرهای LCD از مهم‌ترین فاکتورها در کیفیت آن نمایشگر خواهد بود، به زمانی اطلاق می‌شود که هر پیکسل صرف می‌کند تا وضعیت خود را به‌شکل کامل تغییر دهد. البته تعریف فنی و دقیق زمان پاسخ‌گویی با چیزی که بیان کردیم

قدریدارد. تکنولوژی S-IPS برای بهبود ضعف‌های IPS معرفی شد و هم‌اکنون نیز TW-IPS توسط شرکت LG-Philips برای بهبود S-IPS معرفی شده است. در سال ۱۹۹۸ نیز Fujitsu فناوری MVA را که در واقع راه‌حل آشتی‌جویانه‌ای بود بین IPS و TN معرفی کرد. MVA تمام مشخصات یک نمایشگر خوب مانند زمان پاسخ‌گویی بسیار کوتاه، روشنایی خوب،

دید زاویه‌ای مناسب و نسبت تقابل رنگ‌های بسیاری عالی ارایه می‌کند و تنها مشکل آن قیمت تولید بالا و وجود رقیب قدرتمندی با نام TN است. Samsung به‌صورت مستقل شیوه PVA را عرضه و البته در برخی محصولات خود استفاده می‌کند که به‌نوعی توسعه‌یافته MVA محسوب می‌شود. S-PVA نیز توسط همین شرکت درحال توسعه است.

چهارم

شرکت‌های صاحب سبک در دنیای تولید پانل‌های LCD از انگشتان دو دست تجاوز نمی‌کنند. Sharp، Samsung، LG-Philips، NEC و AU Optronics از بزرگان این صنعت هستند. با نگاه اجمالی به فهرست تولیدکنندگان اصلی این محصول در دنیا می‌توان دریافت که کره‌جنوبی و تایوان اصلی‌ترین سهم در بازار تولید و فروش انواع نمایشگرهای عرضه شده در بازار جهانی را در اختیار دارند. تا اوایل اردیبهشت امسال شرکت‌های کره‌ای Samsung و LG-Philips حدود ۲۲ درصد سهم بازار و شرکت تایوانی AU Optronics که از زیرمجموعه‌های BenQ محسوب می‌شود، به‌تنهایی ۱۹ درصد سهم بازار را در اختیار داشتند. چند ماه قبل نیز شرکت AU Optronics که خود از ادغام دو شرکت Acer Display و Unipac Optoelectronics به‌وجود آمده است، اقدام به خرید شرکت

Quanta Disply از سازندگان تایوانی پانل LCD کرد تا سهم خود در بازار تولید این دستگاه را چهار درصد افزایش دهد. اتحاد در بین سازندگان پانل‌های LCD بسیار شایع شده است. کاهش هزینه R&D، طراحی، تولید و توزیع بهتر با استفاده از دو نام معتبر تجاری باعث توجه روزافزون شرکت‌ها به همکاری‌های دوجانبه شده ‌است. به‌عنوان مثال می‌توان از همکاری شرکت‌های ژاپنی NEC و

Matsushita تحت نام NEC Display Solution به‌عنوان متخصص در ساخت نمایشگرهای IPS، شرکت‌های Samsung و Sony تحت نام S-LCD به‌عنوان تولیدکننده انحصاری نمایشگرهای PVA و نیز ترکیب آسیایی اروپایی LG-Philips به‌عنوان داعیه‌دار فناوری TW-IPS و TN نام برد. لازم به‌ذکر است که AU Optronics عهده‌دار تولید تمام پانل‌های BenQ است.

Philips 170B7

در بازار نمایشگرهای LCD اروپا، شرکت هلندی Philips بدون رقیب است. بسیاری از محصولات توزیع ‌شده در اروپا در کارخانه این شرکت تولید و با نام‌های تجاری متفاوت در بازار توزیع می‌شوند. در خارج از حوزه اروپا، اما Philips نقش دیگری را بازی می‌کند، چراکه از بعد مالی حرف چندانی برای گفتن در برابر قدرتمندانی چون Samsung یا NEC نخواهد داشت، بنابراین در گستره جهانی این شرکت به‌جای سرمایه‌گذاری روی توزیع وسیع محصولات خود، دانش ‌فنی بالا و فناوری به‌روز خود را با قیمت بالا عرضه کرده و مهم‌ترین خریدار این دانش، LG Electronics ثروتمند جدید کره‌ای است

. این دو با تاسیس شرکت LG-Philips شیوه همکاری نوینی را بنیان نهاده‌اند. اما در این اشتراک مساعی، Philips به دانش ‌فنی و تخصص خود می‌نازد و LG Electronics نیز بر ثروت بالا و نفوذ خود در بازارهای جهانی تکیه دارد. از این همکاری Philips و LG Electronics هر دو منتفع شده و رابطه برنده-برنده وجود دارد. در بازار ایران که به‌گونه‌ای در کنف اختیار کره‌ای‌ها قرار دارد، نمایشگرهای Philips به‌شکل مناسبی در بازار توزیع نشده و تبلیغات موثری نیز برای شناساندن آن به عموم

مصرف‌کنندگان انجام نمی‌شود و به‌همین دلایل ساده است که نام Philips برای قاطبه خریداران در حوزه نمایشگرها ناآشنا و غیرقابل اعتماد است. کیفیت پانل و امکانات ارایه ‌شده برای نمایشگرهای LCD نقش مهمی در کیفیت کلی ایفا می‌کنند. به جرات می‌توان گفت که کیفیت پانل تولیدی این شرکت کم‌نظیر بوده و محصولات تولیدی تنها در امکانات جانبی با دیگر رقبا وارد چالش می‌شود. مدل معرفی ‌شده در این بخش از بعد کیفی در بالاترین سطح و از لحاظ قیمت در دسته ارزان‌ترها قرار گرفته ‌است. این مدل در بسیاری از سایت‌ها توصیه شده است.

NEC MultiSync LCD175VXM+

نمایشگرهای تولید شده NEC کمتر در ایران شناخته ‌شده است. نام این شرکت بیشتر با تلویزیون‌های CRT و پلاسما و نیز با دستگاه‌های نوری باکیفیت شناخته ‌شده‌ است. NEC شرکتی ژاپنی و فعال در حوزه‌های عام سخت‌افزار مانند قطعات نوری و نمایشگرها و نیز فعال در حوزه‌های خاص سخت‌افزاری مانند طراحی و تولید سیستم‌های پردازشی بزرگ است. اگر به یاد داشته باشید، چند سال پیش رکورد سریع‌ترین کامپیوتر محاسباتی دنیا با نام شبیه‌ساز زمین در اختیار NEC بود که در حال حاضر در اختیار سیستم محاسباتی Blue Gen شرکت IBM قرار دارد. با ذکر این مقدمه، پذیرش توانایی‌های این شرکت در تولید پانل‌های باکیفیت LCD سهل خواهد بود. مدل معرفی شده در این صفحه پس از محصول Philips در رده دوم قرار می‌گیرد. در مقدمه بالا گفته شد که NEC متخصص تولید نمایشگرهای TFT LCD با فناوری IPS است که توسط Hitachi توسعه داده شده است. NEC به‌‌کمک شرکت ژاپنی Matsushita که محصولات Panasonic را تولید می‌کند،

به‌همراه شرکت LG-Philips شیوه جدیدی را در ساخت پانل‌های بزرگ انتخاب کرده‌اند. درحال حاضر از این فناوری برای تولید پانل‌های ۴۲ اینچی برای تلویزیون‌های LCD استفاده می‌شود که روشنایی بیشتر و زاویه دید کناری بهتری را فراهم می‌کند. خانواده نمایشگرهای MultiSync بیست سال سابقه تولید دارند. این شیوه ابتدا در نمایشگرهای CRT و هم‌اکنون در نمایشگرهای LCD مورد استفاده قرار دارند. از فناوری TFT LCD نمی‌توان انتظار روشنایی لامپ داشت و به‌همین دلیل این شرکت تحقیقات پیوسته‌ای را برای توسعه نمایشگرهای جدیدی دنبال می‌کند که از لحاظ روشنایی همچون لامپ‌های کاتودی پرتوان هستند.

Samsung SyncMaster 770P

این شرکت یکی از چهار غول بزرگ کره‌جنوبی است که در اغلب حوزه‌ها اعم از نفت، کشتی‌سازی، تجهیزات مصرفی خودرو، بیمه، مشاوره مالی، ساختمان‌سازی، کامپیوتر، نیمه‌رساناها، موسسات فرهنگی و مطالعاتی و تولید لوازم خانگی درحال فعالیت است. نگاه اولیه به گستره فعالیت‌های این شرکت، شائبه سطحی ‌بودن این فعالیت‌ها را در ذهن ایجاد می‌کند. در پاسخ به این شبهه باید بگویم که Samsung سردمداران حوزه نیمه‌رساناهاست. بسیاری از فناوری‌‌های مورد استفاده در دنیای دیجیتال امروز توسط متخصصان این شرکت توسعه داده شده‌اند. همچنانکه در مقدمه آمده است، تکنولوژی PVA به‌عنوان یک راه‌حل جدید در ساخت نمایشگرهای TFT LCD توسط این

شرکت توسعه ‌یافته و به‌شکل انحصاری در محصولات آن استفاده می‌شود. در بین محصولات معرفی شده در این بخش، محصول Samsung از PVA به‌عنوان جایگزین TN استفاده کرده ‌است. PVA در ابتدای راه خود قرار دارد و چنان که باید نتوانسته است از تمام ظرفیت‌های خود در برابر TN استفاده کند، اما دیری نیست که TN باید رخت هجرت بربندد و میدان را به فناوری‌‌های جدید مانند DD-IPS، TW-IPS و PVA واگذار کند. نسخه اصلاح‌یافته PVA با نام S-PVA توسط متولی آن درحال تکمیل است. یکی از مشکلاتی که توسط PVA مرتفع شده ‌است، افزایش زاویه دید است.

استفاده از فناوری PVA در تولید پانل‌های TFT LCD باعث شده تا میزان دید زاویه‌ای در این نمایشگرها تا ۱۸۰ درجه افزایش یابد و به‌نوعی این مشکل از فهرست نواقص LCD حذف شود. کاهش زمان پاسخ‌گویی قابلیت دیگری است که Samsung خود را داعیه‌دار آن می‌داند. درحال حاضر نمایشگرهای این شرکت با زمان پاسخ‌گویی دو میلی‌ثانیه در خط مقدم قرار دارند.

LG Flatron L1732P

Flatron برای توصیف نمایشگرهای CRT صفحه تختی به‌کار می‌رود که هم از داخل و هم از خارج مسطح هستند. اینکه LG چه اصراری دارد تا دوطرف صفحه‌نمایش مسطح باشد، برای بنده و بسیاری دیگر نامعلوم است. در همین حال این شرکت برای نمایشگرهای TFT LCD که به‌صورت ذاتی مسطح هستند نیز از این واژه استفاده می‌کند. به‌مدد کمک‌های فنی و علم Optronics شرکت Philips و با سرمایه‌گذاری فراوان بخش تولید، نمایشگرهای LG وارد عرصه جهانی شد و البته موفقیت‌های بسیاری نیز کسب کرد. اغلب جوایزی که به نمایشگرهای LG تعلق گرفته مربوط به کیفیت طراحی ظاهری آن است، هرچند نسبت به‌ کیفیت کلی محصولات این شرکت نیز

نمی‌توان بی‌تفاوت بود. در بین مدل‌های معرفی شده در این صفحه، نمایشگر LG کمترین زمان پاسخ‌گویی را با چهار میلی‌ثانیه ارایه کرده است. درباره تفاوت‌های زمان پاسخ‌گویی و پاسخ به این پرسش که آیا بین زمان‌های پاسخ مرتبه اول محصولات مختلف، تفاوتی وجود دارد یا خیر و یا به‌بیان دیگر هدف از این پرسش، دست یافتن به این واقعیت بود که آیا بین زمان پاسخ‌گویی مورد ادعای دو میلی‌ثانیه‌ای Samsung با نمونه هشت میلی‌ثانیه‌ای تولید شده توسط BenQ تفاوت محسوسی

وجود دارد یا خیر، پاسخ بسیار جالب بود، نتیجه تحقیقات نشان‌دهنده تفاوت قابل اغماض بین زمان موجود است، یعنی بین دو میلی‌ثانیه تا ۱۲ میلی‌ثانیه در واقعیت چندان تفاوتی دیده نمی‌شود، چراکه تفاوت‌های اسمی تا قبل از پیاده‌سازی و ارایه نتیجه مطلوب فقط برای انجام تبلیغات موثر هستند. می‌توان گفت که از زمان آغاز همکاری و افزایش نظارت فنی Philips بر نمایشگرهای LG میزان اعتماد به این شرکت کره‌ای به‌دلیل اعمال نظارت‌های اروپایی افزایش یافته است.