اساس کار مانیتورهای LCD

اساسا سه تکنولوژی کریستال مایع در مانیتورهای LCD استفاده شده است که عبارتند از TN+film , IPS ,MVA مهم نیست که از کدام تکنولوژی استفاده شود همه آنها از یک اساس پیروی می کنند.

یک یا چند لامپ نئون روشنایی صفحه را تامین می کنند برای مدلهای ارزانتر یک لامپ نئون استفاده شده است اما در مدلهای گرانتر ممکن است تا چهار لامپ یا حتی بیشتر پیدا کنید.

تعداد لامپهای نئون تاثیری در کیفیت تصویر ندارند. در عوض لامپ لامپ دوم به عنوان یک پشتیبان عمل می کند اگر برای لامپ اول مشکلی پیش بیاید. در واقع عمر مفید مانیتور افزایش می یابد از آنجا که یک لامپ نئون معمولا 50000 ساعت کار میکند در حالیکه وسایل الکترونیکی 100000 تا 150000 ساعت کار می کنند.

برای اینکه از یکنواختی صفحه تصویر اطمینان حاصل شود نور بوسیله یک سیستم منعکس کننده شدت یکسانی پیدا می کند اگر چه ممکن است در نگاه اول به نظر نرسد ولی عملکرد این صفحات فوق العاده پیچیده است در حقیقت 2 پانل وجود دارد یکی در هر طرف ساب پیکسلها که هر کدام با یک فیلتر قرمز سبز آبی پوشش داده شده است در یک مانیتور 15 اینچ تعداد ساب پیکسلها به "1024x768x3=2359296" میرسد هر سلول RGB بوسیله یک ترانزیستور که ولتاژ مختص به خودش را دارد کنترل می شود و این ولتاژ که در محدوده بزرگی تغییر می کند باعث می شود که کریستالهای مایع در هر ساب پیکسل در یک زاویه خاص بچرخند که این زاویه تعداد نورهای عبوری از هر ساب پیکسل را تعیین می کند ( منظور سه نور قرمز سبز و آبی است ). که در حقیقت سبب بوجود آمدن تصویر صفحه نمایش می شود.

هدف نهایی کریستالها منحرف کردن نور برای عبور از میان فیلترهای پلاریزه است قبل از اینکه دیده شود اگر کریستالها همه در جهت فیلتر قرار گرفته باشند نور از آن عبور می کنند و برعکس اگر همه آنها عمود بر فیلتر قرار گرفته باشند صفحه نمایش سیاه باقی می ماند.

کریستال مایع:

اصولا کریستالهای مایع موادی هستند که به طور فیزیکی دارای خاصیتهای جامد و مایع هر دو هستند. یکی از خاصیتهای جالب آنها توانایی آنها در تغییر موقعیت بسته به ولتاژ اعمالی به آنها است. اجازه دهید نگاه دقیقتری به آنها بیندازیم. در دنیای علم و تکنولوژی کریستالهای مایع همیشه جالب توجه بوده اند.

در سال 1888 «Friedrich Reinitzer» یک گیاه شناس اتریشی در مورد نقشی که کلسترول در گیاهان بازی می کرد تحقیق می کرد. یکی از آزمایشات او در معرض حرارت قرار دادن ماده بود. او کشف کرد کریستالها در دمای 14/5 درجه تبدیل به سیال و یک حالت ابری می شدند و در دمای 178/5 درجه یک مایع واقعی بودند. او اکتشافش را با اتو لهمان یک فیزیکدان آلمانی که کشف کرده بود مایعات خواص مشابه کریستال دارند در میان گذاشت. به خصوص راجع به رفتار آن زمانیکه به آن نور تابانده می شد بنابراین نام آن بوسیله اتولهمان به این صورت نام گذاری شد: کریستال مایع.

شکل بالا: یک ملکول با خواص کریستال مایع است به نام متوکسی بنزیلیدن بوتیلانالین

شکل:نمای نزدیک یک کریستال مایع

چگونه LCD لپ تاپ روشنایی پیدا می کند؟

اکثر صفحه های LCD (کوتاه شده ی عبارت Liquid Crystal Display) با لوله های فلورسنت موجود در آنها که در قسمت بالا، کنار و گاهی اوقات پشت LCD قرار دارند، روشنایی پیدا می کنند. یک صفحه ی سفید پخش کننده ی نور، اشعه های نور را به طور مساوی و یکنواخت هدایت و پراکنده می نماید تا تصویری یکدست ایجاد کند. به این اشعه ها نور زمینه گفته می شود.

لامپ فلورسنت اغلب یک لوله ی شیشه ای بلند و راستی است که نور سفید تولید می کند. درون این لوله ی شیشه ای بخار جیوه ی کم فشار قرار دارد. هنگامی که این بخار یونیزه شود، اشعه ی ماوراء بنفش ساتع می گردد. چشم انسان نسبت به این اشعه حساس نیست (اگرچه پوست انسان حساسیت نشان می دهد). داخل لامپ فلورسنت با یک لایه ی فسفر پوشیده شده است. فسفر ماده ای است که انرژی را دریافت کرده و آن را به شکل روشنایی قابل رویت منتشر می کند. به عنوان مثال انرژی مربوط به یک الکترون پرسرعت در مجرای تلویزیون توسط فسفر جذب شده و پیکسل ها را تشکیل می دهد. نوری که ما از یک لوله ی فلورسنت مشاهده می کنیم، نوری است که فسفر درون این لوله ایجاد می کند. هنگامی که فسفر انرژی دریافت می کند، نور مهتابی پس می دهد و این یک وجه تسمیه است.

مقایسه ی اندازه ی لوله ی فلورسنت لپ تاپ در برابر مدادی که در کنار آن قرار دارد و ملاحظه می کنید که چقدر کوچک است.

صفحه ی نمایش لپ تاپ از لامپ کوچک فلورسنت کاتدی سرد یا CCFL (مخففCold Cathode Fluorescent Lamp) برای نور زمینه استفاده می کند. هر یک از این لوله های کوچک قادر است منبع نور سفید و روشنی را مهیا سازد که توسط صفحه ی پشت LCD پخش می شود. در لامپهای CCFL علاوه بر ایجاد نور وسیع، دمای آنها از دمای محیط بیشتر نمی شود. این ویژگی باعث شده است که لامپهای ایده آلی برای صفحه های LCD باشند، زیرا منبع نور می بایست در مجاورت اجزای دیگری قرار بگیرد که با حرارت زیاد، خراب می شوند.

یک مورد جالب در مورد این لامپها، اندازه ی شگفت انگیز آنها است. آنها بسیار باریک اند و بورد الکترونیکی کنترل کننده ی آنها نیز کوچک است. در عین حال آسیب پذیری آنها نسبتا زیاد است و شکستن آنها کار مشکلی نیست، به همین دلیل وقتی لپ تاپتان را از جایی می اندازید، صفحه ی آن تاریک می شود.