Nestemäiset kiteet: löytöstä päivittäisiin näytöihin

Kuvittele maailma, jossa selkeät kuvat televisiossasi, puhelimen kirkas näyttö ja jopa digitaalisten mainostaulujen värikkäitä näytöt tulevat samasta lähteestä.Tämä maailma on todellinen nestekiteiden tieteen ansiosta - erityinen materiaali, joka toimii kuin sekä kiinteä että neste.Nestemäisiä kiteitä löydettiin yli sata vuotta sitten, ja niistä on sittemmin tullut modernin näyttötekniikan selkäranka.Se, mikä alkoi uteliaana aineen havainnointia, joka näytti sulavan kahdesti, on kasvanut edistyneisiin nestekidenäyttöihin (LCD), joita käytämme päivittäin.Tässä artikkelissa tutkimme nestemäisten kiteiden löytöä, kasvua ja monia käyttötarkoituksia osoittaen, kuinka tästä kerran salaperäisestä materiaalista tuli yleinen osa jokapäiväistä elämäämme.

Luettelo

Kuva 1: Lähikuva nestekiteistä mikroskoopin alla

Nestekiteiden löytäminen

Nestemäisten kiteiden tarina alkoi vuonna 1888, kun Friedrich Reinitzer, itävaltalainen kasvitieteilijä, kokeili porkkanoista löydettyä yhdistettä, jota kutsutaan Cholesteryl -bentsoaatiksi.Tutkimuksensa aikana Reinitzer huomasi jotain epätavallista.Kun hän lämmitti yhdistettä, se näytti sulavan kahdesti.Ensinnäkin, 294 ° F (145 ° C) lämpötilassa, aine sulattiin pilviseen nesteeseen.Sitten, kun lämpötila nousi 353 ° F: seen (179 ° C), siitä tuli kirkas neste.Mikä teki tästä vielä kiehtovamman, oli se, kuinka pilvinen neste oli vuorovaikutuksessa valon kanssa - se voisi heijastaa polarisoitua valoa ja jopa muuttaa sen suuntaa.

Epävarma siitä, mitä hän näki, uudelleen, uudelleen saksalainen fyysikko Otto Lehmannia apua.Lehmannin mikroskoopissa pilvinen neste osoitti pieniä rakenteita, jotka viittasivat siihen, että materiaalilla oli sekä nesteiden että kiinteiden aineiden ominaisuuksia.Se virtaa kuin neste, mutta sillä oli myös organisoitu rakenne kuin kiinteä.Lehmannin jatkuva tutkimus johti hänet tärkeään johtopäätökseen: tämä oli uusi ainetila, jota hän kutsui ”nestemäiseksi kristalliksi”.

Nestemäisten kiteiden ja niiden sovellusten ymmärtäminen

Nestemäiset kiteet ovat erityisiä materiaaleja, joilla on sekä kiinteiden aineiden että nesteiden ominaisuuksia.Niitä ei löydy vain laboratorioista;Niitä löytyy myös monista luonnollisista aineista.Esimerkiksi nestemäisiä kiteitä esiintyy kovakuoriaisissa kuorissa, DNA: ssa, ihmisen luissa, puulla ja jopa etanalla.Nämä materiaalit ovat kiehtoneet tutkijoita ja ovat tutkineet niitä syvästi selvittääkseen, kuinka niitä voidaan käyttää tekniikassa.

Nestemäisten kiteiden ymmärtäminen tuli iso askel eteenpäin 1960 -luvun alkupuolella kemisti Richard Williamsin ansiosta RCA Laboratoriesissa.Hän huomasi, että kun hän levitti sähkökenttää ohuelle nestekiteitä kerros, se teki niistä raidallisia kuvioita, joita kutsuttiin myöhemmin "Williamsin domeeneiksi".Tällä löytöllä oli merkittävä rooli nestemäisen kristallinäytön (LCD) tekniikan kehittämisessä.

Mutta ongelma oli: nestemäiset kiteet tarvitsivat korkeita lämpötiloja toimimaan kunnolla, mikä vaikeutti niiden käyttöä päivittäisissä elektronisissa laitteissa.Korkeat lämpötilat vaikeuttivat tämän tekniikan tuomista todelliseen maailmaan.

Tämän haasteen lopulta voitti RCA: n toinen tutkija George H. Heilmeier, joka työskenteli kemistien Joel E. Goldmacherin ja Joseph A. Castellanon kanssa.He saivat selville, että muuttamalla nestekidemolekyylien rakennetta - erityisesti säätämällä hiiliatomien lukumäärää - he voivat saada nestekiteitä toimimaan huoneenlämpötilassa.Tämä löytö antoi heille mahdollisuuden luoda ensimmäiset nestekidenäytöt, joita voitaisiin käyttää jokapäiväisessä elektroniikassa.

Kyky toimia huoneenlämpötilassa mahdollisti nestemäisen kideknologian käytön laajasti.Nykyään LCD: t ovat kaikkialla - televisioissa, tietokoneen näytöissä, älypuhelimissa ja digitaalisissa kelloilla.Nestemäisen kristalliteknologian kehittäminen osoittaa, kuinka huolellinen tutkimus ja ongelmanratkaisu voivat johtaa uusiin keksintöihin, jotka muuttavat elämäämme.

LCD -tekniikan varhainen kehitys

Nestemäisen kidesinäytön (LCD) varhainen kehitys aloitettiin käyttämällä menetelmää, jota kutsutaan dynaamiseksi sirontatilaksi (DSM).Tämä menetelmä toimi soveltamalla sähkövarausta nestekiden molekyyleihin, jotka aiheuttivat niiden siirtymisen ja sironeen valon.Tämä valon sironta loi näkyviä kuvia, mikä tekee DSM: stä perustan ensimmäisille toimiville LCD: ille.Vuonna 1969 RCA esitteli ensimmäiset kaupalliset LCD -tuotteet, kuten animoidut mainontanäytöt, taustapeilit, jotka vähensivät häikäisyä, ja bensiinipumpun lukemiin.Nämä varhaiset käytöt osoittivat, mitä LCD -tekniikka voisi tehdä, ja asetti vaiheen parannuksiin.

Samanaikaisesti James Fergason ja hänen Westinghouse Electric Corporationin tiiminsä edistyivät nestemäisten kiteiden lämpöä liittyvien ominaisuuksien tutkimisessa.Heidän tutkimuksensa johti uusiin ideoihin, kuten nestemäisen kristallilämpömittarit ja laitteet optiseen kuvantamiseen.Fergason ei pysähtynyt siihen;Hän jatkoi kansainvälisen nestemäisen kristalliyhtiön (ILIXCO) perustamista, jolla oli merkittävä rooli LCD -markkinoilla.Yksi Ilixcon huomionarvoisista tuotteista oli ensimmäinen LCD -kello, tuote, joka osoitti kuinka hyödyllinen ja markkinoitavissa oleva LCD -tekniikka voisi olla.

Kuinka LCD: t toimivat?

Kuva 2: LCD: n kerrosten ja komponenttien kaavio (nestekidenäyttö)

Kuva näyttää kuinka nestekidenäyttö (LCD) kootaan ja miten se toimii kuvien luomiseksi näytölle.Edessä on kehys, joka on kehys, joka pitää näytön paikoillaan.Kehyksen takana on kansilasi, suojakerros, jota kosketat näyttöä käytettäessä.Kansilasin alla on näyttöpinta, missä näkemäsi kuvat ovat muodostuneet.

Näyttöpinnan alla on RGB -värisuodatin, joka halkaisee valoa punaiseen, vihreään ja siniseen osiin.Nämä värit sekoittuvat eri tavoin luodakseen näytön kaikki värisarjan.Nestekidekerros löytyy tämän suodattimen alapuolelta.Tämän kerroksen nestekiteitä ohjataan sähköllä, mikä muuttaa niiden sijaintia joko estää tai antaa valoa läpi.Nestemäisen kidekerroksen ympärillä olevat polarisoivat kerrokset auttavat hallitsemaan läpi kulkevaa valoa.

Näytön takana on taustavalo, joka valaisee näytön.Joissakin malleissa on myös peili taustavalon takana palauttaakseen valoa takaisin näytölle, mikä tekee siitä kirkkaamman.

LCD: t toimivat hallitsemalla, kuinka valo kulkee näiden kerrosten läpi kuvien luomiseksi.Jokainen näytön pieni piste, jota kutsutaan pikseliksi, jaetaan kolmeen pienempään osaan (alapikseliin) - yksi punainen, yksi vihreä ja yksi sininen, kuten kuvan RGB -värisuodatin on kuvan osoittama.Säätämällä kuinka kirkas jokainen alapikseli on, näyttö voi näyttää eri värit.

Kuvan takana näkyvä taustavalo valaisee näytön kerrosten läpi.Nestemäiset kiteet, joihin sähkövirta vaikuttaa, päättävät kuinka paljon valoa pääsee, mikä puolestaan ​​vaikuttaa näkemäsi kuvan kirkkauteen ja väriin.Kuva osoittaa selvästi, kuinka kukin osa taustavalosta RGB -suodatin toimii yhdessä luodaksesi lopullisen kuvan näytölle.

LCD -tekniikoita on kahta ensisijaista tyyppiä: passiivinen matriisi ja aktiivinen matriisi.

Kuva 3: Passiivinen matriisin LCD -pikseli

Passiivisessa matriisin LCD: ssä pikselit on järjestetty ruudukkoon, vaakasuorat ja pystysuorat viivat leikkaavat jokaisessa pikselissä.Pystysuoria viivoja kutsutaan pystysuoriksi elektrodeiksi ja vaakaviivoiksi kutsutaan vaakaelektrodiksi.Nämä elektrodit on kytketty substraattikerrokseen, joka tukee LCD: n rakennetta.

Kun sähköä levitetään tiettyyn riviin ja pylvääseen, kyseisessä risteyksessä olevat elektrodit aktivoivat nestekiteitä kyseisessä pikselissä.Nestekidi muuttaa kohdistustaan ​​vasteena sähkövaraukseen, joko antaa valon kulkea sen läpi tai estää sen.Tämä valo kulkee sitten värisuodattimen läpi halutun värin luomiseksi.

Polarisaattorikerrokset, yksi ennen nestemäistä kidekerrosta ja yksi sen jälkeen, auttavat hallitsemaan valon suuntausta.Kun valo kulkee näiden polarisaattorien ja nestekiteisen kerroksen läpi, kuva alkaa muodostua.Prosessi edellyttää, että koko ruudukko skannataan rivillä, mikä voi hidastaa näytön vasteaikaa.

Tämän riviviivalla skannausmenetelmän takia passiivinen matriisin nestekidenäytöillä on yleensä hitaampia vasteaikoja.Tämä voi johtaa epäselvyyteen nopeasti liikkuvissa kuvissa, mikä tekee näistä näytöistä vähemmän sopivia tehtäviin, jotka vaativat teräviä, korkealaatuisia visioita.

Kuvio 4: Aktiivinen matriisin LCD ohutkalvotransistorilla (TFT) -rakenteella

Aktiivisessa matriisin LCD: ssä, joka tunnetaan myös nimellä ohutkalvotransistori (TFT), jokaisella näytön pikselillä on oma transistori ja kondensaattori.Nämä komponentit on rakennettu lasialustaan ​​ja toimivat pieninä kytkiminä, jotka hallitsevat tarkasti nestekiteiden kohdistusta kussakin pikselissä.

Transistorit on kytketty pystysuoraan ja vaakasuoraan elektrodiin, jotka tunnetaan dataviivoina ja osoitelulinjoina.Kun sähkö virtaa näiden linjojen läpi, se aktivoi transistorit, jotka puolestaan ​​hallitsevat nestekiteitä tietyillä pikseleillä.Kaavion tyhjennyselektrodi ja lähdeelektrodi osoittavat, mihin sähkövirta tulee ja poistuu transistorista.

Tämä asennus mahdollistaa jokaisen pikselin ohjaamisen erikseen sen sijaan, että skannata rivi rivillä, kuten passiivisissa matriisin nestekidenäytteissä.Seurauksena on, että näyttö voi muuttaa kuvia nopeammin ja paremmalla tarkkuudella, mikä johtaa terävämpiin, selkeämpiin kuviin, vaikka ne näyttävät nopeasti liikkuvan sisällön.

Polarisaattoreita ja hajotinta käytetään taustavalosta tulevan valon hallintaan.Polarisaattorit hallitsevat valon suuntaa, kun taas hajotin levittää valoa tasaisesti näytön poikki.Värisuodatin säätää sitten valoa oikeat värit.

Tämän yksittäisen pikselin hallinnan takia aktiiviset matriisin nestekidenäiset LCD: t ovat paljon nopeampia ja tuottavat laadukkaita kuvia kuin passiiviset matriisin nestekidenäiset.Tämä tekee niistä sopivan teräväpiirtonäytöihin ja laitteisiin, joissa tarvitaan selkeää, terävää kuvanlaatua.

Erityyppiset nestekidenäiset

Nestemäiset kidesinäytöt (LCD) on eri muodoissa, ja jokaisella on ainutlaatuiset ominaisuudet, jotka tekevät niistä paremmin sopivia tiettyihin tehtäviin.Päätyyppeihin kuuluvat kierretyt nemaattiset (TN), tason kytkentä (IPS), pystysuuntainen kohdistus (VA) ja edistyksellinen reunakentän kytkentä (AFFS).Tämän tyyppisten erojen ymmärtäminen voi auttaa sinua valitsemaan tarpeitasi oikean näytön.

Twisted Nemaattinen (TN) LCDS

Kuva 5: Kierretty nemaattinen (TN) LCD -näyttörakenne

Kierretyt Nemaattiset (TN) näytöt ovat laajalti käytetty LCD -tyyppinen, etenkin edullisemmissa laitteissa.Nämä näytöt toimivat kiertämällä nestekidemolekyylejä kerrosten väliin näytön läpi kulkevan valon hallitsemiseksi.

TN -näytössä, kun sähköä levitetään läpinäkyviin elektrodeihin, se aiheuttaa nestekiteiden kiertymisen, joko valon kulkemisen läpi tai estäminen.Kun nestekiteitä kierretään, valo kulkee molempien polarisaattorien läpi, mikä johtaa kirkkaan tai valkoisen näytön.Kun kiteitä ei ole kierretty, ne estävät valon, mikä johtaa tummempaan tai mustaan ​​näyttöön.Tämä kiertämis- ja kiistaton prosessi tapahtuu nopeasti, minkä vuoksi TN -paneelit tunnetaan nopeista vasteaikoistaan.Tämä tekee niistä sopivia nopeasti liikkuviin sisältöön, kuten videopelit, joissa tarvitaan liikettä hämärtää.

TN-näytöt ovat myös halvempia tuottaa, mikä tekee niistä yleisiä budjettiystävällisissä laitteissa.Heillä on kuitenkin joitain haittoja.TN -paneelit kamppailevat usein väritarkkuudella, kontrastilla ja katselukulmilla.Jos katsot näyttöä sivulta tai kulmassa, kuva saattaa näyttää haalistuneelta tai pestä.Näistä haitoista huolimatta TN -paneelit ovat edelleen suosittuja niiden nopean vasteaikojen ja kohtuuhintaisuuden vuoksi.

IPS-LCD: t (IPS)

Kuva 6: LCD-näyttörakenne (IPS) sisäinen kytkentä (IPS)

Tason kytkentä (IPS) LCD: ssä nestekiteitä on vuorattu vierekkäin, yhdensuuntainen näytön kanssa.Ne sijoitetaan kahden läpinäkyvän elektrodin väliin.Kun jännitettä ei ole, nestemäiset kiteet estävät valon, mikä luo mustan näytön.Kun jännitettä levitetään, kiteet liikkuvat, jotta valo kulkee läpi, mikä johtaa valkoiseen näyttöön.Ylä- ja alaosassa olevat polarisaattorit auttavat ohjaamaan valoa nestekiteiden läpi kuvan muodostamiseksi.

Lasten sisäinen kytkentä (IPS) -tekniikka luotiin joidenkin TN-paneelien ongelmien ratkaisemiseksi.IPS-näytöissä nestekiteet liikkuvat sivulta toiselle kiertymisen sijasta, kuten ne tekevät TN-näytöissä.Tämä sivusuuntainen liike auttaa näyttöä näyttämään värit tarkemmin ja pitää kuvan selkeänä, jopa eri kulmista katsottuna.Tämän vuoksi IPS -paneeleja käytetään yleisesti laitteissa, joissa tarvitaan hyvää kuvanlaatua, kuten graafisen suunnittelun, valokuvauksen ja videonmuokkauksen näytöt.

IPS -näytöillä on kuitenkin yleensä hitaampi vasteaika kuin TN -paneeleilla, mikä tarkoittaa, että kuvan päivittäminen voi viedä kauemmin.Niitä on myös kalliimpia tuottaa.Lisäksi IPS -paneelit voivat joskus näyttää lievän hehkua reunoihin, kun niitä tarkastellaan tietyistä kulmista, etenkin tummissa asetuksissa.Näistä haittapuolista huolimatta IPS -tekniikkaa käytetään laajasti, koska se tarjoaa paremman värin tarkkuuden ja johdonmukaisen kuvan selkeyden eri katselukulmista.

Pystysuuntainen kohdistus (VA) LCDS

Kuva 7: Pystysuuntainen kohdistus (VA) LCD -näyttörakenne

Pystysuorassa kohdistuksessa (VA) LCD: ssä nestekidemolekyylit seisovat pystyssä, kun näyttö on pois päältä, mikä estää valon.Kun näyttö on päällä, nämä molekyylit kallistuvat valon kulkemiseksi.Tämä muutos molekyylien kohdistamisessa OFF- ja ON -tilojen välillä luo kuvat näytölle.Nestemäisten kidekerrosten ylä- ja alapuolelle asetetut polarisaattorit ohjaavat valoa oikeaan suuntaan kuvan muodostamiseksi, kun molekyylit kallistuvat.

Pystysuuntainen kohdistus (VA) LCD: t tarjoavat keskitietä TN- ja IPS -tekniikoiden välillä.VA -paneeleissa nestekidemolekyylit kohdistuvat pystysuoraan, kun näyttö on pois päältä ja kallistuu, kun se on päällä, jolloin valon kulkee läpi.VA -näytöt tarjoavat paremman kontrastin, mikä tarkoittaa, että ne tuottavat syvempiä mustia ja elävämpiä värejä verrattuna sekä TN- että IPS -paneeleihin.Tämä tekee heistä hyvän valinnan elokuvien katseluun tai pelien pelaamiseen pimeissä huoneissa.

Vaikka VA -paneelit tarjoavat paremman värin tarkkuuden ja laajemmat katselukulmat kuin TN -paneelit, ne eivät aivan vastaa IPS -näytöiden suorituskykyä näillä alueilla.VA -paneeleilla on taipumus myös hitaampia vasteaikoja kuin TN -paneeleilla, mutta ne ovat yleensä nopeampia kuin IPS -paneelit.Tämä ominaisuuksien tasapaino tekee VA -paneeleista monipuolisen vaihtoehdon monille käyttäjille.

Advanced Fringe Field Switching (AFFS) LCDS

Kuva 8: Advanced Fringe Field Switching (AFFS) LCD: t verrattuna IPS: ään (tason kytkentä)

Advanced Fringe Field Switching (AFFS) -tekniikassa sähkökenttä on vuorovaikutuksessa nestemäisten kiteiden kanssa eri tavalla verrattuna vanhempiin IPS -näytöihin.IPS -näytöissä nestemäiset kiteet ovat rivissä näytön suuntaisesti, ja kun sähkökenttä levitetään, nämä kiteet kääntyvät ohjaamaan kuinka valo kulkee näytön läpi.Valo kulkee kerrosten, kuten polarisaattorien ja lasin, läpi, ja tapa, jolla nestekiteitä järjestetään, määrittää, kuinka paljon valoa pääsee läpi, mikä vaikuttaa näytön kirkkauteen ja väriin.

AFFS tekee tästä prosessista paremman muuttamalla sähkökentän käyttöä.Perinteisen menetelmän käytön sijasta AFT: t soveltaa sähkökenttää tasaisemmin ja tarkemmin nestekiteillä.Tämä menetelmä vähentää valonvuotoja ja antaa paremman hallinnan nestekiteistä, mikä johtaa tarkempiin väreihin ja yhdenmukaiseen kirkkauteen näytön yli.Tämä johtaa näyttöön, joka näyttää kirkkaampia värejä ja selkeämpiä kuvia, joilla on vahvempi ero valon ja tummien alueiden välillä.

Lasikerrosten, polarisaattorien ja analysaattoreiden käyttö AFFS -tekniikassa parantaa edelleen näytön läpi kulkevaa valoa varmistaen, että lopullinen kuva ei ole vain kirkkaampi, vaan myös tarkempi väri.Tämä valon ja värin tarkka hallinta tekee AFS: n hyvästä valinnasta huippuluokan käyttötarkoituksiin, joissa kuvanlaatu on pääpaino.

LCD vs. OLED vs. QLED

Kun puhumme näyttötekniikasta, LCD (nestemäinen kristallinäyttö) on ollut olemassa jo pitkään.Uudemmat vaihtoehdot, kuten OLED (orgaaninen valoa emittoiva diodi) ja QLED (Quantum Dot LED), ovat kuitenkin yleistymässä, koska ne tarjoavat paremman suorituskyvyn joillakin alueilla.Ymmärtääksesi, mitä kukin näistä tekniikoista menee hyvin ja missä ne saattavat jäädä alle, on hyödyllistä tarkastella kuinka ne toimivat ja mitä he tuovat pöydälle.

LCD (nestekidenäyttö)

Kuva 9: ​​LCD: n rakenne (nestekidenäyttö) avainkomponenteilla

LCD -näytöt koostuvat useista kerroksista, jotka toimivat yhdessä luomaan näkemäsi kuvat.Se alkaa taustavalolla, joka loistaa valkoista valoa eri kerrosten läpi.Polarisoidut suodattimet asetetaan eteen ja taakse, jotta valon liikkuu.Keskellä oleva nestekidekerros ei tuota valoa yksin;Sen sijaan se toimii kuin pienet ikkunaluukut, jotka voivat joko estää tai antaa valon kulkea läpi.Nestemäisiä kiteitä ohjataan TFT (ohutkalvojen transistori) kerroksella, joka päättää, mitkä näytön osien tulee olla kirkkaita tai tummia.Värisuodatinkerros lisää sitten valoon punaisia, vihreitä ja sinisiä värejä, jolloin näytöllä näet täyden värisarjan.Viimeiseksi, näyttö on peitetty lasikerroksella, joka suojaa sisäosat.

Nestekidenäytökset ovat olleet useiden vuosien ajan käytettyjen näytöiden tekniikka.Ne toimivat käyttämällä taustavaloa, joka loistaa nestemäisten kiteiden kerroksen läpi.Nämä kiteet eivät luo omaa valoa, mutta toimivat kuin pienet ikkunaluukut, joko estämällä tai antamalla valon kulkea läpi.Yksi LCD: n eduista on, että ne ovat halvempia ja laajalti saatavilla.He käyttävät myös voimaa tehokkaasti.Kuitenkin verrattuna uudempiin näyttötekniikoihin, nestekidenäytöillä on kuitenkin joitain haittapuolia.Esimerkiksi heillä ei ole niin paljon kontrastia, mikä tarkoittaa kuvan tummimpien ja kevyimpien osien välillä.Koska nestekidenäytöt luottavat taustavaloon, ne eivät voi näyttää todellisia mustia - näytön mustat alueet saattavat näyttää enemmän tummanharmaisilta, koska jokin valo pääsee aina läpi.

OLED (orgaanista valoa säteilevä diodi)

Kuva 10: OLED (orgaaninen valoa säteilevä diodi) rakenne

OLED -tekniikassa jokainen pikseli koostuu orgaanisista kerroksista, jotka on sijoitettu läpinäkyvän johtimen ja metallikatodin väliin.Kun sähkövirta virtaa näiden kerrosten läpi, ne syttyvät yksinään.Tämä tarkoittaa, että kutakin pikseliä voidaan hallita erikseen, mukaan lukien kyky sammuttaa kokonaan, mikä luo syviä mustia.Lasi -substraatti tarjoaa kerroille tukea ja rakennetta.

OLED on askel ylös LCD -tekniikasta.OLED -näytössä jokainen pikseli voi sytyttää itsessään, kun sähkö kulkee sen läpi.Tämän avulla OLED -näytöt sammuttaavat erityiset pikselit kokonaan, kun näytetään mustaa, mikä johtaa paljon tummempiin mustiin ja parempaan kontrastiin.Siksi OLED -näytöt tunnetaan terävistä ja elinvoimaisista kuvista.

OLED -näytöt ovat myös ohuempia ja joustavampia kuin nestekidenäytökset, mikä on mahdollistanut uusia malleja, kuten kaarevia tai taitettavia näyttöjä.Mutta OLED -näytöillä on joitain haittapuolia.Niitä on yleensä kalliimpi tuottaa, mikä tarkoittaa myös niitä käyttäviä laitteita.Lisäksi OLED-näytöt voivat kärsiä palamisesta, jossa näytölle jätetty staattinen kuva liian kauan voi jättää kestävän, aavemaisen kuvan.Näistä asioista huolimatta kyky näyttää syviä mustia ja kirkkaita värejä tekee OLED: stä suositun valinnan huippuluokan näytöille.

QLED (Quantum Dot LED)

Kuva 11: QLED -näytön rakenne

QLED -tekniikassa LED -taustavalon ja näytön väliin asetetaan erityinen kerros pieniä hiukkasia, joita kutsutaan kvanttipisteiksi.Nämä kvanttipisteet auttavat parantamaan väriä ja kirkkautta, mikä tekee näytöstä vilkkaamman ja tarkemman.Oksidikerros tukee rakennetta, kun taas sininen itsemääräävä kerros ja QD (Quantum Dot) -kerros toimii yhdessä näytön läpi kulkevan valon parantamiseksi, jolloin lopullinen kuva on rikkaat värit, erityisesti havaittavissa hyvin valaistuissa ympäristöissä.

QLED on pääasiassa Samsungin kehittämä tekniikka ja on LCD: n päivitys kuin täysin uusi tekniikka, kuten OLED.Qled -näytöt käyttävät erityistä pieniä hiukkasia, joita kutsutaan kvanttipisteiksi, jotka istuvat LED -taustavalon ja näytön välillä.Nämä kvanttipisteet parantavat väriä ja kirkkautta, mikä tekee QLED-näytöistä paremmin näyttämään kirkkaampia ja tarkempia värejä, etenkin hyvin valaistuissa huoneissa.

Toinen QLED-näytöiden etu on, että he kärsivät vähemmän todennäköisesti palamisesta verrattuna OLED: iin, mikä tarkoittaa, että ne saattavat kestää pidempään näyttämättä staattisten kuvien merkkejä.Koska Qled -näytöt tarvitsevat edelleen taustavaloa, he eivät voi saavuttaa OLED -näytöiden syviä mustia ja suurta kontrastia.

Nestekidenäyttöjen tulevaisuus

Vaikka OLED: n ja QLED: n kaltaiset uudemmat tekniikat yleistyvät, nestekidenäytöt (LCD) käytetään edelleen laajasti, koska ne maksavat vähemmän energian tehokkaammin tekemistä ja käyttämistä.LCD: t ovat parantuneet paljon ajan myötä, antaen meille teräviä, kirkkaita ja värikkäitä näyttöjä, joita näemme monissa laitteissa tänään.Ne toimivat nestemäisten kiteiden avulla taustavalon valon hallitsemiseksi, mikä luo näkemämme kuvat.Vaikka OLED: t tarjoavat syvempiä mustia ja parempaa kontrastia, LCD: t käyttävät vähemmän virtaa kirkkaisiin kuviin, mikä tekee niistä hyvän valinnan laitteille, kuten kannettaville tietokoneille, joiden on pelastettava akun käyttöikää.

Näyttäen eteenpäin LCD-tekniikan odotetaan paranevan uusien ideoiden, kuten mini-johtamien ja mikrojohtamien taustavalojen kanssa, jotka tekevät näytöistä kirkkaampia paremmilla väreillä ja kontrastilla.Myös joustavat ja läpinäkyvät LCD: t voivat johtaa uusiin käyttötarkoituksiin esimerkiksi puettavissa laitteissa ja älykkäissä ikkunoissa.Pelkästään näytöiden lisäksi nestemäisiä kiteitä voidaan käyttää myös muun tyyppisissä elektroniikassa, mikä tarkoittaa, että ne todennäköisesti jatkavat roolia tulevassa tekniikassa.

Johtopäätös

Nestemäisen kristallitekniikan kasvu on hämmästyttävä tarina löytöstä, luovuudesta ja jatkuvasta parantamisesta.Friedrich Reinitzerin yllättävästä löytöstä kiteistä, jotka sulattiin kahdessa vaiheessa LCD: ien laajaan käyttöön monissa laitteissa, nestemäiset kiteet ovat muuttaneet sitä, miten näemme ja käyttävät tekniikkaa.Vaikka OLED: n ja QLED: n kaltaisia ​​uudempia näyttötekniikoita tuovat mielenkiintoisia uusia ominaisuuksia, LCD -levyjä käytetään edelleen, koska ne ovat edelleen parempia ja ovat hyvä valinta monille näytöille.Kun tarkastelemme tulevaisuutta, nestemäisten kiteiden käyttö on paljon potentiaalia uusilla tavoilla varmistaen, että he jatkavat suurta roolia visuaalisessa kokemuksessamme.Olipa se näytöissä, joita käytämme joka päivä tai vielä tulevaisuuden tekniikoilla, nestemäisten kiteiden tarina ei ole kaukana, ja ne heijastavat edelleen luovuutta ja uteliaisuutta, joka edistää ihmisen etenemistä.

Usein kysyttyjä kysymyksiä [UKK]

1. Kuinka nestekiteitä valmistetaan?

Nestekiteitä luodaan suunnittelemalla ja tekemällä erityisiä orgaanisia molekyylejä, joilla on erityispiirteet.Näillä molekyyleillä on yleensä jäykkä, sauvamainen muoto, jossa on joustavia osia.Kun molekyylit yhdistetään oikeissa olosuhteissa, kuten oikea lämpötila ja konsentraatio, se on linjassa tavalla, joka antaa heidän toimia sekä nesteenä että kiinteänä aineena, muodostaen nesteen kidetilan.

2. Mitkä ovat nestekiteiden toiminnot?

Nestemäiset kiteet hallitsevat pääasiassa kuinka valo kulkee niiden läpi.Näytöissä ne auttavat luomaan kuvia muuttamalla niiden kohdistusta, kun sähkövirta käytetään.Nestemäisiä kiteitä käytetään myös antureissa, lämpömittarissa ja optisissa laitteissa, koska ne voivat muuttaa ominaisuuksiaan altistuessaan esimerkiksi lämpötila- tai sähkökenttiä.

3. Mikä on nestekiden lyhyt määritelmä?

Nestekiteitä on materiaali, joka käyttäytyy sekä nesteen että kiinteän aineen kanssa, jossa molekyylit on enemmän järjestetty kuin nesteessä, mutta vähemmän järjestetään kuin kiinteä.

4. Mitkä ovat nestekiden ominaisuudet?

Nestekiteitä voi virtaa kuin nestettä pitäen samalla jonkin verran järjestystä, samanlainen kuin kiinteä.He voivat muuttaa suuntaustaan, kun ne altistetaan sähkövirroihin tai lämpötilan muutoksiin, mikä muuttaa sitä, miten ne ovat vuorovaikutuksessa valon kanssa.Heillä on myös kyky jakaa valo kahteen palkkiin, jotka liikkuvat eri nopeuksilla.

5. Mitkä ovat nestemäisten kiteiden sovellukset?

Nestemäisiä kiteitä käytetään pääasiassa näyttöruutuissa, kuten televisioissa, tietokoneissa ja älypuhelimissa.Niitä käytetään myös lääketieteellisissä kuvantamislaitteissa, lämpömittarissa, säädettävissä linsseissä ja optisissa kytkimissä.Nestemäisiä kiteitä löytyy myös joistakin antureista ja edistyneistä materiaaleista, jotka muuttavat niiden ominaisuuksia eri olosuhteiden perusteella.