آشنایی با طرز کار مانيتورهاي کريستال مايع

اگر از کاربران رايانه باشيد، احتمالا اسمهايي از قبيل مانيتور فلت و LCD ها را شنيده ايد. لغتهايي که امروزه به قدري باب شده اند که حتي کودکان 5 6ساله هم که گاهي آنها را به زبان مي آورند.
آيا صفحه هاي فلت ، LCDو پلاسمايي يکي هستند يا معاني جدايي دارند و ما از روي ناآگاهي آنها را به جاي هم به کار مي بريم؟
واقعيت اين است که اينها معاني متفاوتي هستند که برحسب اشتباه از آنها به صورت جايگزين استفاده مي کيم. احتمالا هر روزه از وسايل متفاوتي استفاده مي کنيم که شامل LCDها هستند.
رايانه هاي لپ تاپ ، برخي مانتيورها، ساعتهاي ديجيتالي ، اجاقهاي مايکروويو، دستگاه پخش سي دي و دستگاه هاي الکترونيکي فراوان ديگر شامل LCD ها هستند. براي تشخيص LCD بودن يک صفحه کافي است ، براي چند ثانيه انگشت خود را روي آن صفحه قرار دهيد و حرکت امواج را در ناحيه اطراف دستتان مشاهده کنيد.
البته اين کار به هيچ عنوان توصيه نمي شود. چرا که در درازمدت به مانيتور شما آسيب مي رساند. LCD يا Liquid Crystal Display به دليل مزيت هايي از قبيل نازک بودن ، وضوح بيشتر و مصرف برق کمتر متداول شده اند.
LCDها يا کريستال هاي مايع اولين بار در سال 1988از سوي يک گياه شناس اتريشي به نام فردريک رينيتز کشف شد. او مشاهده کرد زماني که يک ماده شبيه کلستريل را ذوب مي کند، اين مايع که در ابتدا تيره بوده و با بالا رفتن حرارت ، رنگ آن روشن مي شود پس از خنک کردن ، مايع قبل از تبلور نهايي به رنگ آبي تبديل مي شود.
از ساخت آزمايشي اولين LCDدر سال 1986، مدت 18سال مي گذرد. از آن هنگام سازندگان LCDها آن را به لحاظ تکنولوژيکي توسعه دادند و LCDها را از لحاظ تکنيکي به سطح بالايي رساندند و روند رو به رشد فناوري ساخت اين وسيله همچنان رو به فزوني است.
کريستال هاي مايع بسته به چگونگي تحريک و نحوه آرايش مولکول ها به گروه هاي مختلفي تقسيم مي شوند. اين نوع کريستال ها نسبت به تغيير دما و در بعضي موارد فشار واکنش نشان مي دهند و جهت گيري مولکولها در آنها از الگوي خاصي پيروي مي کند که اغلب يک منشا خارجي جهت دهنده دارد.
از شواهد برمي آيد که کريستال هاي مايع به حالت مايع نزديک تر هستند تا جامد. آنها مقادير متوسطي از گرما را دريافت مي کنند تا يک ماده مناسب را از يک حالت جامد به کريستال مايع تبديل کنند و فقط مقدار بيشتري گرما را براي تبديل همان کريستال مايع به حالت مايع واقعي دريافت مي کنند.
به خاطر اين که کريستال هاي مايع به درجه حرارت بسيار حساس هستند، انتخاب مناسبي براي کاربرد در دماسنج ها هستند. از اينجا دلايل وضوح صفحه مانيتور کامپيوتر لپ تاپ در يک هواي سرد يا در خلال يک روز داغ در کنار ساحل روشن مي شود. يک LCD وسيله اي است که از 4 الگو يا واقعيت فيزيکي بهره مي گيرد:
اول اين که نور مي تواند قطبيده شود، دوم اين که کريستال هاي مايع مي توانند منتقل شوند و نور قطبيده شده را تغيير دهند. سوم اين که ساختار کريستال هاي مايع مي توانند از سوي جريان الکتريکي تغيير يابند و آخرين مورد اين که مواد شفافي موجودند که قادرند جريان الکتريسيته را هدايت کنند.

سيستم LCD
دو نوع LCD در رايانه وجود دارد ؛ ماتريس غيرفعال passive matrix و ماتريس فعال LCD
.active matrixهاي ماتريس غيرفعال از يک شبکه ساده ، براي تامين شارژ پيکسل هاي موجود روي نمايشگر استفاده مي کنند. ايجاد شبکه درواقع يک مرحله پردازش است که با دو لايه شفاف آغاز مي شود.
به يکي از اين لايه ها ستون ها و به ديگري رديف هايي واگذار مي شود که از مواد هادي و شفاف ساخته مي شوند که معمولا از جنس اکسيد قلع هستند. ستونها و رديفها به مدارهاي مجتمع (IC ها) مرتبط مي شوند و زماني که شارژ از ستون يا سطر خارج شود، اين مدارها، کنترل خواهد شد.
مواد کريستال مايع مابين دو لايه شفاف قرار خواهد گرفت ، يک فيلم قطبيده به بخش خارجي از هر يک از اين لايه اضافه مي شود. سادگي سيستم ماتريس غيرفعال جالب است اما نواقصي نيز به همراه دارد، از جمله زمان پاسخ کوتاه و کنترل ولتاژ بدون دقت.
راحت ترين راه براي مشاهده زمان پاسخ کوتاه در يک LCDماتريس غيرفعال اين است که نشانگر ماوس را بسرعت از سمت صفحه نمايش به سمت ديگر حرکت دهيد. درحالتي که اين حرکت انجام مي شود به حالت سايه هايي که در پي نشانگر ظاهر مي شود، توجه کنيد.
کنترل ولتاژ با عدم دقت از توانايي ماتريس غيرفعال جلوگيري مي کند و در يک زمان تنها بر يک پيکسل تاثير مي گذارد. زماني که ولتاژ براي از هم باز کردن يک پيکس به کار گرفته مي شود، پيکس هاي اطراف آن نيز تا حدي از هم باز مي شود که باعث مي شود تصاوير تار به نظر آيد و کنتراست خود را از دست بدهد.
LCDهاي ماتريس فعال به TFTها وابسته هستند. اساسا TFTها ترانزيستورها و خازن هاي کوچک سوئيچ شونده هستند. آنها در يک ماتريس و روي يک لايه شفاف مرتب مي شوند. براي آدرس دهي يک پيکسل ، رديف مناسب سوييچ مي شود و سپس شارژ به ستون اصلي ارسال مي شود. خازن قادر به نگهداري شارژ تا به دوره تازه سازي بعدي است.
اگر دقيقا مقدار ولتاژي که براي يک کريستال تامين مي شود، کنترل گردد، خواهيد توانست آن را از هم باز کنيد. بيشتر نمايشگرهاي امروزي در هر پيکسل 256سطح روشنايي پيشنهاد مي کنند. فناوري LCDها بسرعت در حال رشد است.
اندازه نمايشگر محدود به مشکلات کنترل کيفيت مي شود که به سازنده هاي آنها برمي گردد. بتازگي شرکت اپل بزرگترين مانيتور LCDجهان را دراندازه 30اينچي به بازار عرضه کرد که کيفيت تصويري بسيار بالا دارد.
پس براي داشتن وضوح و کيفيت قابل توجه ،بايد بهاي زيادي بپردازيم.