Báo cáo đồ án tốt nghiệp: TiVi LCD

MỤC LỤC PHẦN I: CƠ SỞ CHUNG VỀ LÝ THUYẾT 5 CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ MÀN HIỂN THỊ LCD 5CHƯƠNG II : CẤU TẠO CỦA LCD 8CHƯƠNG III: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 12 CHƯƠNG IV : CÔNG NGHỆ CỦA MỘT MÀN HÌNH TINH THỂ LỎNG 29 CHƯƠNG V : NHỮNG KHÍA CẠNH ĐẶC THÙ TRONG CÔNG NGHỆ LCD VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG TƯƠNG LAI 37PHẦN II: MÔ HÌNH THỰC TẾ CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH TIVILCD 39 CHƯƠNG II : ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT CỦA TIVI LCD 43CHƯƠNG II : ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT CỦA TIVI LCD 56 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 62

LỜI MỞ ĐẦU

TiVi LCD là loại hình TiVi tiên tiến, thể hiện bước tiến của công nghệ, và sự sáng tạo vô tận của con người Cùng với những cải tiến về công nghệ, TiVi LCD dần dần trở nên phổ biến và thịnh hành với người tiêu dùng trên thị trường Việt Nam Sự xuất hiện của TiVi LCD ở nước

ta đánh dấu bước phát triển lớn mạnh của ngành công nghiệp sản xuất và lắp ráp điện tử ở Việt Nam Mặc dù mới chỉ xuất hiện một vài năm gần đây, TiVi LCD đã phát triển mạnh mẽ đem đến những lợi ích và phổ biến đến mọi người tiêu dùng

Thời gian gần đây, người tiêu dùng đã bắt đầu quan tâm đến các thiết bị công nghệ cao nói chung, đặc biệt là TiVi LCD TiVi LCD trên thị trường Việt Nam được nhập khẩu từ nước ngoài và cả lắp ráp sản xuất trong nước nên sản phẩm rất đa dạng, phong phú Ngoài ra, việc này cũng tạo nên lợi thế lớn cho việc sửa chữa và lắp ráp loại mặt hàng này tại Việt Nam Hiện nay các công ty tại Việt Nam đã thành công trong việc lắp ráp TiVi LCD và tung ra thị trường nhiều mẫu mã khác nhau với các tính năng thông minh của TiVi

Trong thời gian thực tập và thực hành tại trường trong khóa học, được sự dìu dắt của các thầy cô và sự ủng hộ giúp đỡ của bạn bè nên chúng em đã quyết định chọn đề tài TiVi LCD với mong muốn tìm hiểu sâu hơn về TiVi LCD Ngoài ra, chúng em mong đề tài của mình cũng có thể góp phần nhỏ bé giúp cho các học viên khóa sau có thể dễ dàng học tập và nghiên cứu về môn này

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa

điện tử và đặc biệt là thầy giáo: Hà Quang Thanh đã quan tâm và không

quản thời gian công sức giúp đỡ chúng em với hết khả năng trách nhiệm của mình Có được mô hình TiVi LCD cũng như sự thành công của đồ

án là nhờ công sức rất lớn của các thầy cô

Hà Nội, Tháng 08 năm 2012

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ

Hà Nội, ngày… tháng… năm2012

Hội đồng bảo vệ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, ngày… tháng… năm2012

Giáo viên hướng dẫn

BÙI NHƯ PHONG

MỤC LỤC

PHẦN I: CƠ SỞ CHUNG VỀ LÝ THUYẾT 5

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ MÀN HIỂN THỊ LCD 5

CHƯƠNG II : CẤU TẠO CỦA LCD 8

CHƯƠNG III: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 12

CHƯƠNG IV : CÔNG NGHỆ CỦA MỘT MÀN HÌNH TINH THỂ LỎNG 29

CHƯƠNG V : NHỮNG KHÍA CẠNH ĐẶC THÙ TRONG CÔNG NGHỆ LCD VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG TƯƠNG LAI 37

PHẦN II: MÔ HÌNH THỰC TẾ

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH TIVI-LCD 39

CHƯƠNG II : ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT CỦA TIVI LCD 43

CHƯƠNG II : ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT CỦA TIVI LCD 56

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 62

PHẨN I: CƠ SỞ CHUNG VỀ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ MÀN HIỂN THỊ LCD

1 Lịch sử của LCD:

Năm 1888, nhà thực vật học Friedrich Reinitzer (1858-1927) khám phá ra đặc tính của tinh thể lỏng của chất béo khi ông ta đun nóng chất béo phát sinh các màu

1904: Otto lehmann xuất bản những công việc đã nghiên cứu của ông ấy là “những tinh thể lỏng”

1911: Charles Mauguin mô tả cấu trúc của các thuộc tính của tinh thể chất lỏng

1962 Richard Williams của RCA tìm thấy trong những tinh thể chất lỏng có điện –quang , đặc trưng của thị giác và ông ta thực hiện 1 hiệu ứng điện quang , đem lại bởi các sinh học – nhứng mẫu trong 1 lớp mỏng của vậ chất tinh thể chất lỏng bởi việc ứng dụng điện áp

Hiệu ứng này cơ bản dựa trên sự bất ổn định điện – thủy động hình học và bây giờ được gọi la “những miền Williams” bên trong của tinh thể chất lỏng

1964: Geogeh heilmeier hoạt động trong phòng thí nghiệm RCA

về hiệu ứng khám phá bởi Williams , rồi heilmeier thực hiện công việc chuyển những màu gần sắp lại thành những trầm tích của 2 sắc trong tinh thể chất lỏng định hướng

1970: trong tháng 12 năm 1970 lĩnh vực Nematic xoắn trong những tinh thể chất lỏng được cấp bằng sáng chế bởi Hoffmanm-laroche tại Thụy Điển

1971 công ty Fergason đã sản xuất ra chiếc LCD đầu tiên dựa vào

hiệu ứng TN (Twisted Nematic).

2 Các khái niệm cơ bản:

2.1 Ánh sáng phân cực phẳng:

Loại ánh sáng chỉ có một phương dao động duy nhất, gọi là phương phân cực ánh sáng bình thường có vô số phương dao động khác nhau

2.2 Kính lọc phân cực:

Lớp vật liệu có một phương đặc biệt gọi là quang trục ánh sáng có phương phân cực trùng với quang trục của kính này có thể đi xuyên qua kính, ánh sáng mà phương phân cực vuông góc với quang trục của kính thì bị chặn (hấp thu) hoàn toàn

2.3 Tinh thể lỏng:

Loại vật liệu đặc biệt, có tính chất vật lý như một chất lỏng nhưng

có các phân tử sắp xếp theo từng nhóm và sự định hướng của các nhóm này làm chúng giống như những tinh thể Khi ánh sáng phân cực phẳng

đi xuyên qua một lớp tinh thể lỏng phương phân cực của nó có thể bị xoay đi hay giữ nguyên tùy thuộc tinh thể lỏng ấy có dược áp một điện thế hay không và xoay đi nhiều hay ít tùy thuộc hiệu điện thế ấy lớn hay nhỏ

3 Phân loại:

3.1 Theo cấu tạo của LCD:

LCD hiển thị đơn sắc

LCD hiển thị màu

3.2 Theo hoạt động của LCD:

3.2.1 LCD ma trận thụ động

TN LCD : ( Twisted Nematic_900)

DSTN LCD : (Dual Scan Twisted Nematic)

STN LCD : (Super Twisted Nematic_1800 – 2700)

3.2.2 LCD ma trận tích cực

TFT LCD : (Thin Film Transistor)

3.2.3 Sự khác nhau của 2 loại LCD

Sự khác biệt cơ bản giữa hai loại là cách thức điều khiển mổi điểm (pixel) riêng biệt :

LCD ma trận thụ động LCD ma trận tích cực

_Trong màn hình ma trận thụ

động, mỗi hàng điểm (pixel)

ngang do một transistor điều

khiển Vì vậy, mỗi điểm được

để điều khiển, và đối với màn hình màu thì có đến 3 transistor cho mỗi điểm (mổi transistor cho một màu cơ bản)

_Với LCD loại này, tất cả các transistor được đặt tại mỗi điểm bên trong màn hình

CHƯƠNG II : CẤU TẠO CỦA LCD

1 Cấu tạo màn LCD đen trắng:

(Cấu trúc các lớp của một màn hình tinh thể lỏng đen trắng không tự phát sáng

(thường thấy trên máy tính bỏ túi).

1 Kính lọc phân cực thẳng đứng để lọc ánh sáng tự nhiên đi vào

2 Lớp kính có các điện cực ITO Hình dáng của điện cực là hình cần hiển thị

2 Cấu tạo màn LCD dùng nguồn thứ cấp:

Màn hình tinh thể lỏng dùng nguồn sáng tự cấp

(thường dành cho màn hình màu của máy tính hay TV ).

Có hai kiểu cấu tạo màn hình tinh thể lỏng chính, khác nhau ở thiết kế nguồn sáng Màn hình thứ nhất như đã nói ở trên, còn màn hình thứ hai là loại màn hình này

Trong kiểu này, ánh sáng được phát ra từ một đèn nền, có vô số phương phân cực như các ánh sáng tự nhiên Ánh sáng này được cho lọt qua lớp kính lọc phân cực thứ nhất, trở thành ánh sáng phân cực phẳng chỉ có phương thẳng đứng Ánh sáng phân cực phẳng này được tiếp tục cho truyền qua tấm thủy tinh và lớp điện cực trong suốt để đến lớp tinh thể lỏng Sau đó, chúng tiếp tục đi tới kính lọc phân cực thứ hai; có phương phân cực vuông góc với kính lọc thứ nhất, rồi đi tới mắt người

quan sát

Kiểu màn hình này thường áp dụng cho màn hình màu ở máy tính hay TV Để tạo ra màu sắc , lớp ngoài cùng, trước khi ánh sáng đi ra đến mắt người, có kính lọc màu

Ma trận transistor hiệu ứng trường mỏng bao gồm đường truyền

dữ liệu (mang tín hiệu tới màn hình), hàng cổng (mang tín hiệu cho sự

quay trên transistor hiệu ứng trường mỏng ngoài) Mỗi một transistor hiệu ứng trường mỏng trên mỗi điểm ảnh phụ kiểm soát số lượt việc áp dụng điện áp giữa điện cực của bộ lọc màu thuỷ tinh và điện cực của transistor cho tinh thể chất lỏng

Áp dụng điện áp thay đổi phương hướng của ánh sáng Nhịp độ truyền nhiệt của ánh sáng được phân cực bởi cái phân cực thì được kiểm soát bởi việc áp dụng điện áp

CHƯƠNG III: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

1 Nguyên lý điều khiển điểm ảnh:

Lớp lọc thứ ba sẽ cho phép các tia sáng theo chiều nằm ngang và

đã được biến đổi đi qua

Ánh sáng chiếu qua màn hình gương sẽ trình diễn những điểm ảnh phụ nhỏ Và cứ 3 điểm ảnh phụ sẽ hình thành nên 1 điểm ảnh hoàn chỉnh

Các điểm ảnh phụ sẽ bị tối nếu như ánh sáng không tới được gương

Mắt người sẽ nhìn thấy được sự kết hợp phức tạp của các tia sáng

và tạo thành các màu khác nhau

Một màn hình LCD được cấu thành bởi hàng triệu các ô vuông cực nhỏ mà chúng ta gọi là các điểm ảnh Mỗi điểm ảnh đó bao gồm 3 điểm ảnh phụ mang 3 màu: đỏ, xanh dương và xanh lục Mỗi điểm ảnh phụ được điều khiển bởi một nhóm tinh thể lỏng cực nhỏ nằm đằng sau nó

Các mạch điện bên trong làm nhiệm vụ bật hay tắt cho các điểm ảnh để tạo nên hình ảnh cuối cùng Sự hoạt động của các tinh thể lỏng xảy ra cả trong điều kiện lỏng và rắn Trong điều kiện rắn, các phân tử giữ nguyên tại vị trí của chúng Nhưng trong điều kiện lỏng, chúng có thể di chuyển

tự do

Khi dòng điện đi qua các tinh thể, các phân tử sẽ xoắn lại với nhau hoặc tách rời nhưng vẫn giữ nguyên vị trí của chúng Sự xoắn lại của chúng được điều khiển một cách chính xác bằng cách tăng giảm lượng điện đi qua Và đây chính là phương thức hoàn hảo để làm chủ và điều khiển các điểm ảnh của một LCD

2 Nguyên lý & công nghệ tinh thể lỏng:

2.1 Những công nghệ màn hình phẳng:

LCD TFT không phải là ứng cử viên duy nhất của màn hình phẳng chất lượng cao dùng cho cả máy để bàn và xách tay Đối thủ đáng giá

nhất của nó là màn hình plasma (PDP - plasma display panel ) Những

loại còn lại: Electroluminecent (EL), field emission display (FED) đều không thể sánh được với công nghệ LCD và PDP Để trở thành ứng cử viên xứng đáng trên thị trường màn hình kích cỡ từ 1 tới 20 inch, công nghệ hiển thị phải kết hợp được những ưu điểm về giá, tốc độ, chất lượng hình ảnh của CRT và khả năng tiêu thụ ít năng lượng, sự gọn nhẹ của LCD Như vậy, điều này sẽ không thể xảy ra trong thời gian tới với

EL, FED hay những công nghệ khác

Công nghệ PDP có một số hạn chế gây trở ngại cho sự cạnh tranh với LCD Đó là giá thành cao, gây ồn và phát nhiệt khi hoạt động, trọng lượng lớn, độ bền, hiệt suất thấp Ưu điểm cơ bản của PDP là có thể tạo

ra màn hình kích thước lớn, 40 inch hoặc hơn, trong khi LCD không thể đạt tới mức này.

Màn hình PDP 40 inch trị giá 4000 USD của Fujitsu có độ sáng

300 Cd/m2, tỷ lệ tương phản 70 - 1 và góc nhìn 160o - rất tốt cho kích cỡ như vậy Đến năm 1999, Fujitsu sẽ có khả năng sản xuất 100.000 màn hình trong một tháng Công ty cũng sẽ đưa ra loại màn hình PDP thế hệ mới có kích thước 50 và 70 inch, bao gồm các độ phân giải SXGA, UXGA, và HDTV (1920 x 1200) Fujitsu cho biết là họ có thể nâng kích thước tới 100 inch

2.2 Cấu trúc modul tinh thể lỏng:

CẤU TRÚC BỘ ÁNH SÁNG PHÍA SAU

2.3 Sự cải tiến dọc theo rãnh của phân tử tinh thể lỏng:

Các phần tử tinh thể lỏng sắp xếp dọc theo khe rãnh:

Ở trạng thái tự nhiên, các phần tử tinh thể lỏng sắp xếp không theo trật

tự nào cả Khi được tiếp cận với bề mặt có khe rãnh, các phần tử tinh thể lỏng sắp xếp song song dọc theo khe rãnh

Hình 1

Trạng thái tự nhiên: Khi tiếp cận với bề mặt có khe rãnh.Khi các tinh thể lỏng đan xen vào giữa các phiến trên và phiến dưới chúng sắp xếp thẳng hàng với khe rãnh lần lượt theo hướng "a" và "b".

Hình 2

Các phần tử phía trên dọc theo chiều "a" còn phía dưới dọc theo chiều khác là "b" đẩy tinh thể lỏng sắp xếp theo một cấu trúc xoay 90o Ánh sáng xuyên qua vùng không gian (khoảng trống) của phần tử sắp xếp Ánh sáng cũng xoay khi xuyên suốt, hệt như các tinh thể lỏng xoay.Ánh sáng xuyên qua các tinh thể lỏng, tiếp đó hướng vào các phần

tử đã sắp xếp xoay 90o như hình dưới => ánh sáng cũng xoay 90o xuyên qua các tinh thể lỏng

Ánh sáng bẻ uốn cong 90o như các phân tử khi xoay Các phần tử sắp xếp khi có điện trường đặt vào Khi có điện trường đặt vào, tinh thể lỏng cấu trúc lại làm xoay ánh sáng khi xuyên qua.Cấu trúc phân tử trong các tinh thể lỏng sắp xếp một cách dễ dàng khi có điện trường đặt vào hoặc điện cực Anot ngoài tác dụng Khi có điện áp đặt, các phân tử tự sắp xếp theo chiều dọc (dọc theo điện trường) và ánh sáng cũng xuyên suốt dọc theo chiều sắp xếp của phân tử

Chắn sáng với 2 bộ lọc phân cực (Polarizing filters - bộ lọc phân cực), Khi có điện áp đặt vào, kết hợp cả 2 bộ lọc phân cực làm xoay tinh thể lỏng trở thành 1 hiển thị LCD Ánh sáng sẽ xuyên qua khi hai bộ lọc phân cực sắp xếp với trục phân cực như hình vẽ trái Ánh sáng sẽ bị chặn khi 2 bộ lọc phân cực sắp xếp với trục phân cực như hình vẽ phải

2.4 LCD lọai thủy tinh thể xoắn ( TN ) :

LCD sử dụng một hệ thống của những bộ lọc để hiển thị thông tin thì tương tự như thao tác của những bộ phân cực ánh sáng bao quanh đi vào màn hình LCD xuyên qua mặt lọc phân cực ánh sáng ánh sáng đơn sắc khi đó đi xuyên qua môi trường tinh thể lỏng môi trường tinh thể chất lỏng này là một tập hợp của những phần tử hữu cơ đặc biệt mà ánh sáng bị quay khi truyền qua chúng Chúng thay đổi sự phân cực của ánh sáng có thể từ một vài độ đến hơn 2700

Trong đa số các hỗn hợp tinh thể chất lỏng sử dụng trong công nghệ LCD, góc quay của phân cực ánh sáng là 90o

Hình 3

Trong chế độ OFF quang trục tiếp xúc xoay dưới một góc 90 độ trong trạng thái không hoạt và cho phép ánh sáng đi xuyên qua lớp phân cực thứ 2

Đặt điện áp 3-5 (v) ngang qua những điện cực thấp hơn và cao hơn trên quang trục

Trong phần trung tâm của lớp trung tâm của lớp LCD song song chiếm ưu thế với trường điện từ và cấu trúc xoắn biến mất (chế độ ON)

Phương hướng phân cực của ánh sáng thì không còn được quay lâu hơn và sự chyển ánh sáng qua ô cắt ngang bộ phân cực thứ 2 được chéo qua định vị nơi được hút gây ra phần được kích hoạt của màn hình khi xuất hiện vùng tối

Sự sắp đặt ô TN và những tấm phân cực được biết như hoạt động của chế độ trắng bình thường bởi vì hiển thị là độ sáng trong tình trạng không được kích hoạt

Thông thường là hoạt động ở chế độ đen bình thường nơi những

bộ phân cực được liên kết song song

Ứng dụng của những tinh thể chất lỏng TN phụ thuộc vào hoạt động của sự truyền ánh sáng dọc theo trục hình trôn ốc của lớp nematic xoắn

Sự lan truyền ánh sáng xuyên qua 1 lớp nematic xoắn thì có phần phức tạp hơn Nó có thể được biểu diễn bằng sóng ánh sáng đơn sắc truyền lan dọc theo trục hình trôn ốc của 1 lớp nematic xoắn không giống (n) có thể được mô tả trong 1 hệ toạ độ theo thuyết Decacto với trục song song tới hướng truyền sóng đó

Trong chế độ bình thường những ánh sáng nói chung là phân cực với trục của những hình elíp có dao động song song và thẳng góc với đường chuẩn nematic tương ứng Chỉ ở những ánh sáng giới hạn có thể

là được xem xét tuyến tính , được phân cực

Trong chế độ đen bình thường, độ chói được truyền bởi trạng thái tối thì chủ yếu về được xác định bởi kẽ hở ánh sáng vì hình bầu dục

mảnh khảnh của chế độ truyền bình thường xuyên qua cấu trúc xoắn Những độ tương phản khoảng 100:1 có thể được chờ đợi cho chế độ này.

Trong chế độ trắng bình thường , trạng thái tối nhất đạt được khi thiết bị hoàn toàn được bật và do đó không ảnh hưởng rõ độ tương phản Trong chế độ trắng bình thường hiệu ứng hình bầu dục trong trạng thái không được kích hoạt xuất hiện Trong trạng thái sáng sủa nhất và bởi vậy không đánh giá cao ảnh hưởng độ tương phản , mặc dù nó có thể giới thiệu tô màu Cho kiểu trắng bình thường có thể thực hiện được độ tương phản lớn hơn 1000:1 lần

2.5 Chuỗi tinh thể siêu xoắn ( STN ) :

Ở mức độ cao, máy tính đa phần hiển thị TN, độ tương phản và góc hiển thị đã được giới hạn bởi sự đóng mở điện áp Nếu chúng ta tăng mức xoắn tới 180o – 270o, chúng ta có thể hoà hợp xoắn LC để sắp thành từng lớp bề dày chính xác Để giữ vững một góc xoắn lớn hơn 90o yêu cầu một tinh thể chất lỏng nematic với một cấu trúc xoắn thực chất được biết như là một chiral nematic Là chất lỏng nematic bình thường mà kích thích với một vài phần trăm của các chất hoạt tính quang học kiểu

LC này thì được biết đến như là tinh thể LC siêu xoắn

Lợi thế của những màn hình STN là chúng có góc nhìn rộng và độ tương phản chấp nhận được

2.6 Cơ cấu hoạt động của LCD-TFT:

Với LCD loại này, tất cả các Transistor được đặt tại mỗi điểm bên trong màn hình

Màn hình thực chất là một tập hợp (array) hình chữ nhật bao gồm nhiều Transistor ở dạng lớp mỏng (Thin Film) Vì vậy còn có tên gọi là TFT (Thin Film Transistor)

Đặc điểm của công nghệ này là mỗi một transitor sẽ phụ trách một điểm ảnh (pixel), và đối với màn hình màu thì có đến 3 transistor cho mỗi điểm (mỗi transistor cho một màu cơ bản) Cho phép kích thước các điểm ảnh nhỏ hơn và bật - tắt nhanh hơn Điều này có nghĩa là hình ảnh hiển thị rõ, nhanh và đẹp hơn

Màn hình TFT còn có khả năng chống loá, cho phép bạn xem được nội dung trên màn hình ở ngoài trời Công nghệ TFT còn được

biết đến dưới cái tên công nghệ “hiển thị ma trận động” (active

matrix display).

3 Phương pháp hiển thị LCD và PLASMA:

3.1 Khái niệm hiển thị

Nhiệm vụ của màn hình là tái tạo lại hình ảnh Để tái tạo lại hình ảnh, phương pháp phổ biến nhất hiện nay là hiển thị hình ảnh dựa vào bản đồ ma trận điểm ảnh

Theo phương pháp này, một khung hình sẽ được chia ra làm vô số các điểm ảnh nhỏ Các điểm ảnh có dạng hình vuông, có kích thước rất nhỏ Kích thước “thực” của một điểm ảnh là: 0.01x0.01 (cm) Tuy nhiên kích thước thực này phần lớn chỉ có ý nghĩa lý thuyết, vì hầu như chúng

ta ít khi quan sát được các điểm ảnh tại kích thước thực của chúng, một phần do chúng quá bé, một phần do kích thước quan sát của điểm ảnh phụ thuộc vào độ phân giải: với cùng một diện tích hiển thị, độ phân giải (số lượng điểm ảnh) càng lớn thì kích thước quan sát được của chúng càng bé Kích thước của một khung hình được cho bởi số lượng điểm ảnh theo chiều ngang và số lượng điểm ảnh theo chiều dọc Ví dụ kích thước khung hình 1600x1200 (pixel) có nghĩa khung hình đó sẽ được hiển bị bởi 1600 điểm ảnh theo chiều ngang và 1200 điểm ảnh theo chiều dọc

3.2 Hệ thống hiển thị trong công nghệ LCD:

3.2.1 Ma trận thụ động :

- Hàng và cột sát nhau

- Quét nghiêng một góc nhỏ thành các đường vuông góc với các điện cực

- Độ nghiêng của các đường thẳng đủ để làm tối tại điểm giao (n) của các đường thẳng.

- Dồn nén sự sắp xếp địa chỉ theo hệ thống

+ Ưu điểm : Đơn giản trong việc thực hiện

+ Nhược điểm : Có thể gây nên sự méo mó (gây nên hiện tượng “bóng”

và nhiễu xuyên tâm ).

3.2.2 Ma trận chủ động :

- Mỗi ô có một màng trasistor mỏng (TFT)

- Địa chỉ được định được độc lập phía sau LCD

- Trực tiếp sắp xếp địa chỉ theo hệ thống

+ Ưu điểm : Hình rõ ràng sắc nét , rõ ràng từ mọi góc độ độ tương

phân cực bởi điện áp Tinh thể lỏng là một dạng đặc biệt của vật chất được cấu tạo từ các phân tử hình que.

LCD bao gồm một lớp tinh thể lỏng nằm giữa hai tấm lọc phân cực Tấm lọc là bản plastic có đặc tính chỉ cho phép xuyên qua nó những sóng ánh sáng đi song song với một mặt phẳng xác định Giữa các tấm lọc và lớp tinh thể lỏng là lưới điện cực mỏng trong suốt

3.4 Phương pháp hiển thị PLASMA

Trong điều kiện thường, các chất khí đều được tạo thành từ các phân tử trung hoà về điện (không mang điện) Khi đó trong mỗi nguyên

tử, số hạt proton mang điện dương có trong hạt nhân nguyên tử đúng bằng số điện tử mang điện âm ở lớp vỏ, quay xung quanh hạt nhân Do vậy tổng điện tích âm và dương của nguyên tử trung hoà với nhau, tức là luôn bằng không

Nếu cho một dòng điện (dòng các điện tử tự do) chạy qua chất khí thì tình trạng cân bằng sẽ biến mất Các điện tử tự do va chạm với nguyên tử khí làm cho các điện tử ở lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử đó bắn ra Khi bị mất một hoặc vài điện tử, nguyên tử trở thành phần tử mang điện dương (gọi là ion dương) vì số hạt proton lớn hơn số điện tử còn lại trong nguyên tử Khi đó chất khí trở thành plasma

Trong khí plasma, các điện tử mang điện âm sẽ bị hút về phía cực dương và các ion dương sẽ chạy về phía cực âm Khi chuyển động hỗn loạn như vậy, các hạt này luôn va chạm vào nhau và vào các nguyên tử khí khác Va chạm truyền năng lượng cho các điện tử ở lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử khí làm cho điện tử này nhảy lên mức năng lượng cao hơn Nguyên tử có các điện tử như vậy gọi là các nguyên tử được kích thích Chúng không ở trong trạng thái kích thích lâu mà nhanh chóng trở về trạng thái tự nhiên, giải phóng ra năng lượng dưới dạng một hạt ánh sáng gọi là hạt photon Chất khí sử dụng trong màn hình plasma

là khí xenon hoặc khí neon khi được kích thích phát ra các tia cực tím Mắt người không thể nhìn thấy các tia này Nhưng người ta có thể dùng các tia này để tạo ra ánh sáng nhìn thấy

Cũng giống như màn hình LCD, màn hình Plasma cũng có cấu tạo

từ các điểm ảnh, trong mỗi điểm ảnh cũng có ba điểm ảnh con thể hiện

ba màu đỏ, xanh lá, xanh lam Mỗi điểm ảnh là một buồng kín, trong đó

có chứa chất khí xenon hoặc neon Tại mặt trước của buồng có phủ lớp phôtpho Tại hai đầu buồng khí cũng có hai điện cực Khi có điện áp được đặt vào hai điện cực, chất khí bên trong buồng kín sẽ bị ion hoá, các nguyên tử bị kích thích và phát ra tia cực tím Tia cực tím này đập vào lớp phôtpho phủ trên mặt trước của buồng kín sẽ kích thích chất phôtpho, làm cho chúng phát sáng Ánh sáng phát ra sẽ đi qua lớp kính lọc màu đặt trước mỗi buồng kín và cho ra một trong ba màu cơ bản: đỏ, xanh lá, xanh lam Phối hợp của ba ánh sáng này từ ba điểm ảnh có trong mỗi điểm ảnh sẽ cho ra màu sắc của điểm ảnh

CHƯƠNG IV : CÔNG NGHỆ CỦA MỘT MÀN HÌNH TINH THỂ LỎNG

1 Cấu trúc căn bản của LCD:

3 -Tinh thể lỏng kiểu twisted nematic

4 - Bản thủy tinh với lớp ITO (điện cực) với những rãnh nhỏ nằm ngang để cùng hướng với bản lọc

5 -Tấm lọc nằm ngang để cho phép hoặc không cho phép ánh sáng

đi qua

Bề mặt phản chiếu để tia sáng đến người nhận

LCD là sự kết hợp của Lý, Hóa, Toán học, tuy nhiên trong phần này sẽ tìm hiểu về lĩnh vực hóa học là tinh thể lỏng và làm thế nào hiện màu, phản ảnh trung thực điểm ảnh cần quan sát dưới gốc độ của hóa học

Một trong những đầu tiên để hiểu rõ hơn về LCD, trước tiên bàn

sơ qua tinh thể lỏng ( liquid crystal )

Tinh thể lỏng tồn tại như một trạng thái chuyển tiếp giữa chất rắn hoặc chất lỏng Ở trạng thái trung gian này, phân tử tinh thể lỏng này có khuynh hướng tạo thành một điểm chất, giống như chất rắn, nhưng nó cũng có thề chuyển động nhiều vị trí khác nhau giống như chất lỏng Ứng với mỗi hướng xác định này, phân tử tinh thể lỏng thể hiện tính chất

đặc trưng liên quan đến hướng đó Tinh thề lỏng có nhiều loại tùy theo cấu trúc và tính chất của nó.

Loại tinh thể lỏng thông thường dùng trong LCD là tinh thề dạng Twisted Nematic Phase ( TN): Phân tử có cấu trúc TN là phân tử kẹp hỡ giữa một lớp với một lớp chất kế tiếp, nó có cấu trúc xoắn ốc (helix)

2 Sự tái tạo hình màu:

Muốn hiển thị được hình ảnh thì cũng phải tái tạo lại được hai yếu

tố thị giác này của hình ảnh Về màu sắc, mắt người có khả năng cảm nhận hơn 4 tỉ sắc độ màu khác nhau, trong đó có một phổ màu khoảng hơn 30 triệu màu được cảm nhận rõ rệt nhất Muốn tái tạo lại hình ảnh chân thực, màn hình hiển thị cần phải có khả năng hiển thị ít nhất là khoảng 16 triệu màu

Bình thường, khi muốn tạo ra một màu sắc, người ta sử dụng kĩ thuật lọc màu từ ánh sáng trắng, mỗi bộ lọc màu sẽ cho ra một màu Tuy nhiên, với kích thước vô cùng bé của điểm ảnh, việc đặt 16 triệu bộ lọc

màu trước một điểm ảnh là gần như vô vọng Chính vì thế, để hiển thị màu sắc một cách đơn giản nhưng vẫn cung cấp khá đầy đủ dải màu, người ta sử dụng phương pháp phối hợp màu từ các màu cơ bản

Hệ các màu cơ bản phải thoả mãn điều kiện tái tạo được một phổ màu rộng từ các màu thành phần, và các màu thành phần, khi được tổng hợp với cùng tỉ lệ phải tạo ra một trong hai màu sơ cấp là màu đen (loại trừ của tất cả màu sắc) hoặc màu trắng (tổng hoà của tất cả màu sắc)

Về các màu cơ bản, trong các tài liệu mỹ thuật cổ điển thường đề cập đến ba màu cơ bản vàng, đỏ, xanh lam Màu đỏ hợp với màu vàng sẽ tạo ra màu da cam, màu xanh với đỏ tạo ra màu tím, màu vàng với xanh tạo ra xanh lá Tiếp tục từ các màu trên, phối hợp với nhau sẽ ra được tất

cả các màu khác Tuy nhiên, hệ 3 màu cơ bản của mỹ thuật cổ điển ngày nay đã tỏ ra có nhiều nhược điểm trong các ứng dụng kĩ thuật Thứ nhất, với mỗi lần phối hợp màu, màu thu được thường bị xỉn đi, gây khó khăn trong việc tái tạo lại những màu sắc “tươi” như xanh lá mạ, vàng chanh , và nhược điểm quan trọng nhất, khi chồng ba màu cơ bản vàng,

đỏ, xanh lam với cường độ giống nhau lên nhau thì không thu được màu đen hoàn toàn Yếu điểm này đã khiến cho hệ màu đỏ, vàng, xanh lam bây giờ chỉ còn tồn tại trong sách vở, và hầu như không có một ứng dụng

kĩ thuật thực tế nào Thay vào đó, ngày nay có hai hệ màu được sử dụng rất phổ biến là hệ màu RGB và hệ màu CMYK Cơ sở để xây dựng nên hai hệ màu cơ bản này dựa trên nguyên lý phối màu phát xạ và phối màu hấp thụ của ánh sáng

3 Hoạt động bật tắt cơ bản:

Nếu điện cực của một điểm ảnh con không được áp một điện thế, thì phần tinh thể lỏng ở nơi ấy không bị tác động gì cả, ánh sáng sau khi truyền qua chỗ ấy vẫn giữ nguyên phương phân cực, và cuối cùng bị chặn lại hoàn toàn bởi kính lọc phân cực thứ hai Điểm ảnh con này lúc

đó bị tắt và đối với mắt đây là một điểm tối

Để bật một điểm ảnh con, cần đặt một điện thế vào điện cực của

nó, làm thay đổi sự định hướng của các phân tử tinh thể lỏng ở nơi ấy; kết quả là ánh sáng sau khi truyền qua phần tinh thể lỏng ở chỗ điểm ảnh con này sẽ bị xoay phương phân cực đi, có thể lọt qua lớp kính lọc phân cực thứ hai, tạo ra một điểm màu trên tấm kính trước

4 Phối màu phát xạ:

Phối màu phát xạ là hình thức phối màu sử dụng cho các nguồn sáng sơ cấp Phối màu phát xạ là việc tạo nên các màu sắc bằng cách chồng vào nhau ánh sáng phát ra từ vài nguồn sáng Phối màu phát xạ còn được gọi là phối màu cộng, pha màu theo phép cộng, phối màu bổ sung, hay nôm na là phối màu màn hình, mặc dù phối màu màn hình có

sự khác biệt nhất định với các cách gọi trên