|
Tahan artikkeliin tai osioon ei ole merkitty lahteita, joten tiedot kannattaa tarkistaa muista tietolahteista.
Voit auttaa Wikipediaa lisaamalla artikkeliin
tarkistettavissa olevia
lahteita ja merkitsemalla ne
ohjeen
mukaan.
|
|
Heijastava kiertonemaattinen nestekidenaytto
- Pystysuunnassa suodattava kalvo
polarisoi
sisaan tulevan valon.
- ITO
-elektrodeja lasialustalla. Naiden elektrodien muodot maarittelevat tummat kuviot, jotka nakyvat LCD:n ollessa paalla. Pinnalle etsataan pystysuuntaiset harjanteet, jotta nestekiteet olisivat polarisoidun valon suuntaisia.
- Kierrenemaattisia nestekiteita.
- Elektrodikalvo (
ITO
) lasialustalla, joka kohdistetaan vaakasuuntaiseen suodattimeen vaakasuuntaisten harjanteiden avulla.
- Vaakasuunnassa suodattava kalvo estaa tai sallii valon lapaisyn.
- Heijastava pinta lahettaa valon takaisin katsojaa kohti.
|
Nestekidenaytto
eli
LCD
(
Liquid-Crystal Display
) on ohut ja kevyt
nayttolaite
. Nestekidenayttoja kaytetaan paljon pienissa elektroniikkalaitteissa kuten
matkapuhelimissa
ja
laskimissa
. Nestekidenayttotekniikka on myos korvannut
kuvaputkinayttotekniikan
televisioissa
ja
tietokonenaytoissa
.
RCA:ssa
toiminut
George Heilmeierin
johtama ryhma esitteli vuonna 1968 ensimmaisen toimivan nestekidenayton, joka pohjautui dynaamiseen sirontatilaan (DSM). Heilmeierin yhtio Optel tuotti useita tahan periaatteeseen perustuvia nestekidenayttoja. Vuonna 1969
James Fergason
Kentin osavaltionyliopistosta
Ohiossa
havaitsi nestekiteisiin syntyvan kierrenemaattisen kentan, ja vuonna 1971 hanen yhtionsa ILIXCO tuotti ensimmaisen tahan ilmioon perustuvan nestekidenayton. Tamantyyppiset naytot voittivat nopeasti huonolaatuiset DSM-tyyppiset naytot.
Nestekidenaytossa ei ole liikkuvia osia. Se koostuu sahkoisesti ohjatusta, valoa polarisoivasta nesteesta, joka on suljettu soluihin kahden lapinakyvan polarisoivan levyn valiin. Levyjen polarisaatioakselit ovat suorassa kulmassa toisiinsa nahden. Kuhunkin soluun voidaan johtaa sahkoa, jolloin sen sisalla olevaan nesteeseen muodostuu
sahkokentta
.
Kun sahkokenttaa ei ole, nesteen pitkat ja ohuet
molekyylit
ovat lepotilassa. Paallys- ja pohjalevyssa olevat harjanteet ohjaavat molekyyleja jarjestaytymaan levyjen valopolarisaation suuntaisesti. Levyjen valissa molekyylit kiertyvat luonnostaan suoran kulman aaripaasta toiseen. Valo polarisoituu ensin yhdessa levyssa, kiertyy sitten pehmeasti kidemolekyylien muodostamassa portaattomassa jatkumossa, ja lopuksi valo kulkee toisen levyn lapi. Koko yhdistelma vaikuttaa lahes lapinakyvalta; vain ensimmaisen polarisaatiolevyn lapaistessaan valo himmenee hieman.
Kun soluun muodostetaan sahkokentta, nesteen molekyylit kaantyvat kentan suuntaisiksi estaen polarisoituneen valon kiertymisen. Kun valo osuu omaa polarisaatiotasoaan vasten kohtisuorasti polarisoivaan levyyn, se absorboituu taysin, ja solu nayttaa tummalta.
Nit
on
luminanssin
yksikko
, jota kaytetaan usein nayton kirkkauden ilmaisemiseen. Nayttojen tyypillinen arvo on 200?300 nitia.
Nestekidenayttojen huonoja puolia ovat skaalaus seka rajoittunut katselukulma. Nestekidenayton kuva heikkenee siirryttaessa pois nayton edesta tai muutettaessa katselukulmaa pystysuunnassa. Aikaisemmin nayttojen katselukulmat olivat hyvin rajalliset, mutta nykyisissa naytoissa efektia ei juurikaan huomaa.
Tekniikkansa vuoksi nestekidenaytoissa virkistystaajuudella ei ole samanlaista merkitysta kuin kuvaputkinaytoissa. Taajuus voidaankin saataa mahdollisimman alhaiseksi, esimerkiksi 60 hertsiin, jolla saadaan teravampi kuva.
LCD:ta voidaan kayttaa joko taustavalollisena tai heijastavana. Taustavalollinen LCD sisaltaa taustavalon toisella puolella, ja sita katsotaan toiselta puolelta. Aktivoidut kiteet nakyvat mustina, kun taas aktivoimattomat kiteet ovat kirkkaita. Tata tyyppia kaytetaan korkean kirkkauden laitteissa, kuten taskutelevisioissa ja kannettavissa tietokoneissa. Lamppu kuluttaa usein naissa laitteissa enemman energiaa kuin itse LCD.
Heijastavat naytot, joita kaytetaan taskulaskimissa ja digitaalikelloissa, nahdaan nayton takana olevan peilin ansiosta. Tassa tyypissa on matalampi kontrasti kuin taustavalaistussa naytossa, koska valo ohittaa kaksi kertaa nayton ennen kuin katsoja nakee sen. Hyotyna on se, etta energiasyoppoa lamppua ei ole, joten kayttoaika on pitka. Pieni LCD kuluttaa niin vahan energiaa, etta se voi toimia
aurinkokennolla
.
Puolilapaisevat LCD:t kayttavat taustavalollisen ja heijastavan tilan yhdistelmaa.
Nestekiteet, joita LCD:issa kaytetaan, kaantyvat kaikkiin nahtaviin aallonpituuksiin tasapainoisesti, mutta perus-LCD:hen on tehty lisayksia, jotta saataisiin aikaan varinaytto. Alkuaikojen varinaytoissa kussakin segmentissa oli yksi vari ja variasteikko jai karkeaksi.
Varillisessa nestekidenaytossa jokainen
pikseli
jaetaan kolmeen osaan,
punaiseen
suodattimeen,
vihreaan
suodattimeen ja
siniseen
suodattimeen. Pikseli voidaan saada nayttamaan kaikki varit vaihtelemalla suhteellista kirkkautta sen jokaisessa kolmessa osassa.
Varikomponentit on jarjestetty eri tavoilla, joten ne muodostavat
pikseligeometrian
, joka sopii nayton kayttotarkoitukseen.
LCD:t, joissa on pieni maara segmentteja, kuten
digitaalikelloissa
ja
taskulaskimissa
kaytetyt, toimitetaan yhdella sahkoisella kontaktilla jokaista segmenttia kohden. Sahkoinen signaali kullekin segmentille tulee ulkoisesta piirista. Tallainen passiivinen nayttorakenne tulee epakaytannolliseksi, kun elementtien maara lisaantyy.
Keskikokoiset naytot, joita kaytetaan esimerkiksi mustavalkoisissa kammentietokoneissa ja taskutelevisioissa, kayttavat passiivimatriisirakennetta. Tassa nayttotyypissa on yksi sarja kontakteja jokaista rivia ja saraketta kohden, sen sijaan etta jokaisella pikselilla olisi omansa. Taman haittana on kuitenkin se, etta vain yhta pikselia kerrallaan voidaan ohjata. Muiden pikseleiden pitaa muistaa viimeinen tilansa ennen kuin ohjauspiiri antaa uuden kaskyn. Tama nakyy heikentyneena kontrastina ja huonoina vasteaikoina (hantimisena) nopeasti liikkuvissa kuvissa. Kun pikseleiden maara lisaantyy, tamantyyppinen naytto tulee vahemman houkuttelevaksi. Teknologia, jota naissa kaytetaan on tyypillisesti superkierteinen nematiikka (STN) tai kahden kerroksen versio
DSTN
, joka korjaa varien hajautumisongelman.
Korkean tarkkuuden varinaytoissa kuten suurissa LCD-
tietokonenaytoissa
kaytetaan aktiivimatriisijarjestelmaa. LCD-paneeli sisaltaa polarisoivien arkkien ja nestekiteiden lisaksi
TFT
-transistorimatriisin. Nama laitteet sailyttavat jokaisen
pikselin
sahkoisen tilan naytolla, kun kaikkia muita pikseleita paivitetaan. Tama menetelma tarjoaa paljon kirkkaamman ja tarkemman nayton kuin samankokoinen passiivimatriisirakenne. Lisaksi aktiivimatriisinaytto on nopeampi.
Zenitaalinen bistabiili-jarjestelma, jonka kehitti vuonna 2000 ZBD Displays Limited, voi sailyttaa kuvan ilman sahkoa, mutta tata teknologiaa ei viela ole massatuotannossa. Ranskalainen Nemoptic-yhtio on kehittanyt toisen energiaa kuluttamattoman nayton,
paperinkaltaisen
LCD-teknologian, jota on massatuotettu
Taiwanissa
heinakuusta 2003. Tama teknologia on tarkoitettu kaytettavaksi matalan energiankulutuksen tuotteissa, kuten sahkoisissa kirjoissa ja
puettavissa tietokoneissa
.
Energiaa kuluttamattomat nestekidenaytot kilpailevat
sahkoisen paperin
kanssa.