Flüssigkristalle: Von der Entdeckung bis zu alltäglichen Bildschirmen

Stellen Sie sich eine Welt vor, in der die klaren Bilder in Ihrem Fernseher, das helle Display auf Ihrem Telefon und sogar die farbenfrohen Bildschirme auf digitalen Werbetafeln aus derselben Quelle stammen.Diese Welt ist dank der Wissenschaft der flüssigen Kristalle real - ein spezielles Material, das sowohl wie ein Fest und eine Flüssigkeit wirkt.Vor über einem Jahrhundert wurden Flüssigkristalle entdeckt und sind seitdem zum Rückgrat der modernen Display -Technologie geworden.Was als merkwürdige Beobachtung einer Substanz begann, die zweimal zu schmelzen schien, ist zu den fortschrittlichen Flüssigkristall -Displays (LCDs) gewachsen, die wir jeden Tag verwenden.In diesem Artikel werden wir die Entdeckung, das Wachstum und viele Verwendungszwecke von Flüssigkristallen untersuchen und zeigen, wie dieses einst mysteriöse Material zu einem gemeinsamen Teil unseres täglichen Lebens wurde.

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Abbildung 1: Nahaufnahme von Flüssigkristallen unter einem Mikroskop

Die Entdeckung von Flüssigkristallen

Die Geschichte von flüssigen Kristallen begann 1888, als Friedrich Reinitzer, ein österreichischer Botaniker, mit einer Verbindung namens Cholesteryl Benzoat experimentierte, die in Karotten gefunden wurde.Während seiner Forschung bemerkte Reinitzer etwas Ungewöhnliches.Als er die Verbindung erhitzte, schien sie zweimal zu schmelzen.Erstens, bei 294 ° F (145 ° C), schmolz die Substanz zu einer trüben Flüssigkeit.Als die Temperatur auf 179 ° C auf 353 ° F stieg, wurde sie zu einer klaren Flüssigkeit.Was dies noch faszinierender machte, war, wie die trübe Flüssigkeit mit Licht interagierte - sie konnte polarisiertes Licht reflektieren und sogar ihre Richtung ändern.

Reinitzer war nicht sicher, was er sah, fragte den deutschen Physiker Otto Lehmann um Hilfe.Unter Lehmanns Mikroskop zeigte die trübe Flüssigkeit winzige Strukturen, die darauf hinwiesen, dass das Material Qualitäten sowohl von Flüssigkeiten als auch von Feststoffen aufwies.Es floss wie eine Flüssigkeit, hatte aber auch eine organisierte Struktur wie ein Feststoff.Lehmanns fortgesetzte Forschung führte ihn zu einer wichtigen Schlussfolgerung: Dies war ein neuer Zustand der Materie, den er als „flüssigen Kristall“ bezeichnete.

Verständnis von flüssigen Kristallen und deren Anwendungen

Flüssigkristalle sind spezielle Materialien mit Eigenschaften von Feststoffen und Flüssigkeiten.Sie sind nicht nur in Labors gefunden;Sie können auch in vielen natürlichen Substanzen gefunden werden.Zum Beispiel existieren flüssige Kristalle in Käferschalen, DNA, menschlichen Knochen, Holz und sogar Slug -Schleim.Wissenschaftler waren von diesen Materialien fasziniert und haben sie tief untersucht, um herauszufinden, wie sie in der Technologie eingesetzt werden können.

In den frühen 1960er Jahren kam ein großer Schritt nach vorne im Verständnis von Flüssigkristallen, dank des Chemikers Richard Williams bei RCA Laboratories.Er bemerkte, dass, als er ein elektrisches Feld auf eine dünne Schicht Flüssigkristalle auflegte, sie gestreifte Muster bildeten, die später "Williams 'Domains" genannt wurden.Diese Entdeckung spielte eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der LCD -Technologie (Liquid Crystal Display).

Es gab jedoch ein Problem: Die flüssigen Kristalle benötigten hohe Temperaturen, um richtig zu funktionieren, was es schwierig machte, in alltäglichen elektronischen Geräten zu verwenden.Die hohen Temperaturen machten es schwierig, diese Technologie in die reale Welt zu bringen.

Diese Herausforderung wurde schließlich von George H. Heilmeier, einem weiteren Wissenschaftler bei RCA, überwunden, der mit Chemikern Joel E. Goldmacher und Joseph A. Castellano zusammenarbeitete.Sie fanden heraus, dass sie durch Ändern der Struktur der flüssigen Kristallmoleküle - insbesondere durch Einstellung der Anzahl der Kohlenstoffatome - die Flüssigkeitskristalle bei Raumtemperatur dazu bringen konnten.Diese Entdeckung ermöglichte es ihnen, die ersten flüssigen Kristallanzeigen zu erstellen, die in der täglichen Elektronik verwendet werden könnten.

Die Fähigkeit, bei Raumtemperatur zu arbeiten, ermöglichte es, dass die Flüssigkristalltechnologie weit verbreitet ist.Heute sind LCDs überall - in Fernseher, Computermonitoren, Smartphones und digitale Uhren.Die Entwicklung der Flüssigkristalltechnologie zeigt, wie sorgfältig die Studien und Problemlösung zu neuen Erfindungen führen können, die die Art und Weise verändern, wie wir leben.

Frühe Entwicklung der LCD -Technologie

Die frühe Entwicklung der LCD -Technologie (Flüssigkristall -Display) begann mit der Verwendung einer Methode namens Dynamic Streuungsmodus (DSM).Diese Methode wirkte sich durch die Anwendung einer elektrischen Ladung auf flüssige Kristallmoleküle an, wodurch sie das Licht verschieben und verstreuten.Diese Streuung von Licht erzeugte sichtbare Bilder und machte DSM zur Grundlage für die ersten funktionierenden LCDs.Im Jahr 1969 führte RCA die ersten kommerziellen LCD -Produkte wie animierte Werbeanzeigen, Rückspiegel vor, die die Blendung reduzierten, und die Auslesung von Benzinpumpen.Diese frühen Verwendungszwecke zeigten, welche LCD -Technologie die Bühne für weitere Verbesserungen schaffen könnte.

Gleichzeitig machten James Fergason und sein Team von der Westinghouse Electric Corporation Fortschritte bei der Untersuchung der hitzebedingten Eigenschaften von Flüssigkristallen.Ihre Forschung führte zu neuen Ideen wie flüssigen Kristallthermometern und Geräten für die optische Bildgebung.Fergason hörte hier nicht auf;Er startete die internationale Liquid Crystal Company (ILIXCO), die eine wichtige Rolle auf dem LCD -Markt spielte.Eines der bemerkenswerten Produkte von Ilixco war die erste LCD -Uhr, ein Produkt, das zeigte, wie nützlich und marktfähige LCD -Technologie sein konnten.

Wie funktionieren LCDs?

Abbildung 2: Diagramm von Schichten und Komponenten eines LCD (Flüssigkristallanzeige)

Das Bild zeigt, wie eine Flüssigkristallanzeige (LCD) zusammengestellt wird und wie es funktioniert, Bilder auf einem Bildschirm zu erstellen.An der Vorderseite befindet sich die Lünette, die der Rahmen ist, der das Display an Ort und Stelle hält.Hinter der Lünette befindet sich das Abdeckglas, die Schutzschicht, die Sie bei der Verwendung des Displays berühren.Unter dem Abdeckglas befindet sich die Anzeigeoberfläche, auf der die von Ihnen sehen, dass die Bilder gebildet werden.

Unter der Anzeigeoberfläche befindet sich der RGB -Farbfilter, der Licht in rot, grün und blaue Teile aufteilt.Diese Farben mischen sich auf unterschiedliche Weise, um die gesamte Farbpalette auf dem Bildschirm zu erstellen.Die Flüssigkristallschicht befindet sich unter diesem Filter.Flüssigkristalle in dieser Schicht werden durch Elektrizität gesteuert, wodurch ihre Position entweder blockiert oder Licht durchleuchten wird.Die polarisierenden Schichten um die flüssige Kristallschicht helfen dabei, das Licht zu verwalten, das durchgeht.

Auf der Rückseite des Displays befindet sich die Hintergrundbeleuchtung, die den Bildschirm beleuchtet.Einige Designs haben auch einen Spiegel hinter der Hintergrundbeleuchtung, um das Licht wieder in den Bildschirm zu bringen, was ihn heller macht.

LCDs arbeiten, indem sie steuern, wie Licht durch diese Ebenen fließt, um Bilder zu erstellen.Jeder winzige Punkt auf dem Bildschirm, als Pixel bezeichnet, ist in drei kleinere Teile (Subpixel) aufgeteilt - ein Rot, ein Grün und ein Blau, wie der RGB -Farbfilter im Bild gezeigt.Durch Anpassen der hellen Subpixel kann der Bildschirm unterschiedliche Farben anzeigen.

Die Hintergrundbeleuchtung, die im Rücken im Bild angezeigt wird, strahlt Licht durch die Schichten des Bildschirms.Die flüssigen Kristalle, die von einem elektrischen Strom beeinflusst werden, entscheiden, wie viel Licht durchläuft, was wiederum die Helligkeit und Farbe des Bildes beeinflusst.Das Bild zeigt deutlich, wie jeder Teil vom Hintergrundbeleuchtung zum RGB -Filter zusammenarbeitet, um das endgültige Bild auf dem Bildschirm zu erstellen.

Es gibt zwei primäre Arten von LCD -Technologien: passive Matrix und aktive Matrix.

Abbildung 3: Passive Matrix -LCD -Pixelraster

In einer passiven Matrix -LCD sind die Pixel in einem Gitter angeordnet, wobei horizontale und vertikale Linien an jedem Pixel überschneiden.Die vertikalen Linien werden als vertikale Elektroden bezeichnet und die horizontalen Linien werden als horizontale Elektroden bezeichnet.Diese Elektroden sind mit einer Substratschicht verbunden, die die Struktur des LCD unterstützt.

Wenn der Strom auf eine bestimmte Zeile und Säule angewendet wird, aktivieren die Elektroden an dieser Kreuzung den flüssigen Kristall an diesem bestimmten Pixel.Der flüssige Kristall ändert seine Ausrichtung als Reaktion auf die elektrische Ladung, sodass das Licht durch das Licht gelangen oder blockiert.Dieses Licht führt dann einen Farbfilter durch, um die gewünschte Farbe zu erstellen.

Die Polarizerschichten, eine vor der Flüssigkeitskristallschicht und eine danach, helfen, die Ausrichtung des Lichts zu steuern.Wenn das Licht durch diese Polarisatoren und die flüssige Kristallschicht fließt, wird das Bild gebildet.Der Prozess erfordert, dass das gesamte Netz nach Zeile gescannt wird, was die Reaktionszeit des Displays verlangsamen kann.

Aufgrund dieser zeilen-für-Reis-Scan-Methode haben passive Matrix-LCDs tendenziell langsamere Reaktionszeiten.Dies kann zu Unschärfe in schnell bewegenden Bildern führen und diese Anzeigen für Aufgaben, die scharfe, qualitativ hochwertige Bilder erfordern, weniger geeignet werden.

Abbildung 4: aktive Matrix-LCD mit TFT-Struktur (Dünnfilmtransistor)

In einer aktiven Matrix-LCD, die auch als TFT-Anzeige (Thin-Film Transistor) bezeichnet wird, verfügt jedes Pixel im Bildschirm über einen eigenen Transistor und Kondensator.Diese Komponenten sind in das Glassubstrat eingebaut und wirken als winzige Schalter, die die Ausrichtung der Flüssigkeitskristalle an jedem Pixel genau steuern.

Die Transistoren sind mit vertikalen und horizontalen Elektroden verbunden, die als Datenlinien und Adresslinien bekannt sind.Wenn der Strom durch diese Linien fließt, aktiviert sie die Transistoren, die wiederum die Flüssigkeitskristalle an bestimmten Pixeln steuern.Die Abflusselektrode und die Quellelektrode im Diagramm zeigen, wo der elektrische Strom in den Transistor gelangt und verlässt.

Mit diesem Setup kann jedes Pixel einzeln gesteuert werden, anstatt Zeile nach Zeile wie in passiven Matrix -LCDs zu scannen.Infolgedessen kann der Bildschirm die Bilder schneller und mit besserer Genauigkeit ändern, was zu schärferen, klareren Bildern führt, selbst wenn schnell bewegte Inhalte angezeigt werden.

Polarisatoren und ein Diffusor werden verwendet, um das Licht aus der Hintergrundbeleuchtung zu verwalten.Die Polarisatoren steuern die Richtung des Lichts, während der Diffusor das Licht gleichmäßig über den Bildschirm ausbreitet.Der Farbfilter passt dann das Licht an, um die richtigen Farben zu erzeugen.

Aufgrund dieser einzelnen Pixelsteuerung sind aktive Matrix -LCDs viel schneller und erzeugen Bilder mit höherer Qualität als passive Matrix -LCDs.Dies macht sie für hochauflösende Anzeigen und Geräte gut geeignet, bei denen eine klare, scharfe Bildqualität erforderlich ist.

Verschiedene Arten von LCDs

Flüssigkristallanzeigen (LCDs) sind in verschiedenen Formen mit einzigartigen Merkmalen ausgestattet, die sie besser für bestimmte Aufgaben eignen.Zu den Haupttypen gehören verdrehte Nematik (TN), Switching (IPS), vertikale Ausrichtung (VA) und Advanced Fransenfeldschalter (AFFs).Wenn Sie die Unterschiede zwischen diesen Typen verstehen, können Sie die richtige Anzeige für Ihre Anforderungen auswählen.

Verdrehte nematische (TN) LCDs

Abbildung 5: Twisted Nematic (TN) LCD -Anzeigestruktur

Twisted Nematic -Displays (TN) sind eine weit verbreitete Art von LCD, insbesondere in günstigeren Geräten.Diese Anzeigen funktionieren, indem flüssige Kristallmoleküle zwischen Schichten gedreht, um das Licht zu steuern, das durch den Bildschirm verläuft.

In einem TN -Display, wenn Strom auf die transparenten Elektroden angelegt wird, wird die Flüssigkeitskristalle verdreht, sodass das Licht durch das Licht gelangen oder blockiert.Wenn die flüssigen Kristalle verdreht sind, verläuft Licht durch beide Polarisatoren, was zu einer hellen oder weißen Anzeige führt.Wenn die Kristalle nicht verdreht sind, blockieren sie das Licht und führen zu einem dunkleren oder schwarzen Display.Dieser Verdrehungs- und Aufschwungsprozess erfolgt schnell, weshalb TN -Panels für ihre schnellen Reaktionszeiten bekannt sind.Dies macht sie für schnell bewegende Inhalte wie Videospiele geeignet, bei denen eine Verringerung der Bewegungsunschärfe erforderlich ist.

TN-Displays sind auch kostengünstiger zu produzieren, sodass sie in budgetfreundlichen Geräten üblich sind.Sie haben jedoch einige Nachteile.TN -Panels kämpfen oft mit Farbgenauigkeit, Kontrast und Betrachtungswinkeln.Wenn Sie den Bildschirm von der Seite oder in einem Winkel anzeigen, sieht das Bild möglicherweise verblasst oder ausgewaschen aus.Trotz dieser Nachteile bleiben TN -Panels aufgrund ihrer schnellen Reaktionszeiten und Erschwinglichkeit beliebt.

Switching (IPS) LCDs

Abbildung 6: LCD-Anzeigestruktur in der Ebene (Switching)

In einem LCD in der Ebene (IPS) in der Ebene (IPS) sind die Flüssigkeitskristalle nebeneinander parallel zum Bildschirm ausgerichtet.Sie werden zwischen zwei transparenten Elektroden platziert.Wenn es keine Spannung gibt, blockieren die Flüssigkeitskristalle das Licht und erzeugen ein schwarzes Display.Wenn die Spannung angelegt wird, bewegen sich die Kristalle, um Licht durchzugehen, was zu einer weißen Anzeige führt.Die Polarisatoren oben und unten helfen das Licht durch die Flüssigkeitskristalle, um das Bild zu bilden.

Die IPS-Technologie (Switching) wurde erstellt, um einige Probleme mit TN-Panels zu lösen.In IPS-Displays bewegen sich die Flüssigkeitskristalle von Seite zu Seite, anstatt wie in TN-Displays zu verdrehen.Diese von Seite zu Seite bewegende Bewegung hilft dem Bildschirm, die Farben genauer anzeigen und hält das Bild klar, selbst wenn sie aus verschiedenen Winkeln betrachtet werden.Aus diesem Grund werden IPS -Panels üblicherweise in Geräten verwendet, auf denen eine gute Bildqualität erforderlich ist, z. B. Monitore für Grafikdesign, Fotografie und Videobearbeitung.

IPS -Anzeigen haben jedoch im Allgemeinen eine langsamere Reaktionszeit als TN -Panels, was bedeutet, dass das Bild möglicherweise länger dauert.Sie sind auch teurer zu produzieren.Darüber hinaus können IPS -Panels manchmal einen leichten Glühen an den Kanten zeigen, wenn sie aus bestimmten Winkeln betrachtet werden, insbesondere in dunklen Einstellungen.Trotz dieser Nachteile wird die IPS -Technologie weit verbreitet, da sie eine bessere Farbgenauigkeit und eine konsistente Bildklarheit aus verschiedenen Betrachtungswinkeln bietet.

Vertikale Ausrichtung (VA) LCDs

Abbildung 7: LCD -Anzeigestruktur der vertikalen Ausrichtung (VA)

In einer vertikalen Ausrichtung (VA) LCD stehen die flüssigen Kristallmoleküle aufrecht, wenn der Bildschirm ausgeschaltet ist und das Licht blockiert.Wenn der Bildschirm eingeschaltet ist, neigen sich diese Moleküle, um das Licht durchzugehen.Diese Änderung der Ausrichtung der Moleküle zwischen den Aussagen und den Zuständen erzeugt die Bilder auf dem Bildschirm.Die Polarisatoren, die über und unter den flüssigen Kristallschichten platziert sind, führen das Licht in die richtige Richtung, um das Bild zu bilden, wenn sich die Moleküle neigen.

Die LCDs der vertikalen Ausrichtung (VA) bieten einen Mittelweg zwischen TN- und IPS -Technologien.In VA -Feldern richten sich die flüssigen Kristallmoleküle vertikal aus, wenn der Bildschirm ausgeschaltet ist, und neigen beim Einschalten und lassen das Licht durch das Licht.VA -Displays bieten einen besseren Kontrast, was bedeutet, dass sie tiefere Schwarze und lebendigere Farben im Vergleich zu TN- und IPS -Panels produzieren.Dies macht sie zu einer guten Wahl, um Filme zu schauen oder Spiele in dunklen Räumen zu spielen.

Obwohl VA -Panels eine bessere Farbgenauigkeit und größere Betrachtungswinkel bieten als TN -Panels, entsprechen sie jedoch nicht ganz mit der Leistung von IPS -Displays in diesen Bereichen.VA -Panels haben auch langsamere Reaktionszeiten als TN -Panels, aber sie sind normalerweise schneller als IPS -Panels.In dieser Ausgewogenheit der Funktionen ist VA -Panels für viele Benutzer zu einer vielseitigen Option.

Advanced Fringe Field Switching (AFFS) LCDs

Abbildung 8: LCDs (Advanced Rand Field Switching) im Vergleich zu IPS (Umschaltung in der Ebene)

In der AFFS -Technologie (Advanced Fringe Field Switching) interagiert das elektrische Feld im Vergleich zu älteren IPS -Displays mit Flüssigkristallen unterschiedlich.In IPS -Displays sind die Flüssigkeitskristalle parallel zum Bildschirm ausgerichtet, und wenn ein elektrisches Feld aufgetragen wird, drehen sich diese Kristalle, um zu steuern, wie Licht durch den Bildschirm verläuft.Das Licht geht durch Schichten wie Polarisatoren und Glas, und wie die Flüssigkeitskristalle angeordnet sind, bestimmt, wie viel Licht durchläuft, was die Helligkeit und Farbe des Displays beeinflusst.

AFFS macht diesen Prozess besser, indem sie die Art und Weise ändern, wie das elektrische Feld angewendet wird.Anstatt die traditionelle Methode zu verwenden, wendet AFFs das elektrische Feld gleichmäßiger und genau über die Flüssigkeitskristalle an.Diese Methode reduziert das leichte Leckage und bietet eine bessere Kontrolle über die Flüssigkeitskristalle, was zu genaueren Farben und einer konsistenten Helligkeit über dem Bildschirm führt.Dies führt zu einer Anzeige, die lebendigere Farben und klarere Bilder zeigt, mit einem stärkeren Unterschied zwischen hellen und dunklen Bereichen.

Die Verwendung von Glasschichten, Polarisatoren und Analysatoren in der AFFS -Technologie verbessert das Licht, das durch den Bildschirm führt, und stellt sicher, dass das endgültige Bild nicht nur heller, sondern auch genauere Farbe ist.Diese genaue Kontrolle von Licht und Farbe macht AFFs eine gute Wahl für High-End-Verwendungszwecke, bei denen die Bildqualität ein Hauptaugenmerk ist.

LCD gegen OLED gegen QLED

Wenn wir über die Display -Technologie sprechen, gibt es seit langer Zeit LCD (Flüssigkristallanzeige).Neuere Optionen wie OLED (organische lichtemittierende Diode) und QLED (Quantenpunkt-LED) werden jedoch immer häufiger, da sie in einigen Bereichen eine bessere Leistung bieten.Um zu verstehen, was jede dieser Technologien gut macht und wo sie zu kurz kommen könnten, ist es hilfreich zu sehen, wie sie funktionieren und was sie auf den Tisch bringen.

LCD (Flüssigkristallanzeige)

Abbildung 9: Struktur eines LCD (Flüssigkristallanzeige) mit Schlüsselkomponenten

LCD -Bildschirme bestehen aus mehreren Ebenen, die zusammenarbeiten, um die von Ihnen angezeigten Bilder zu erstellen.Es beginnt mit einer Hintergrundbeleuchtung, die weißes Licht durch die verschiedenen Schichten strahlt.Polarisierte Filter werden vorne und zurück platziert, um zu steuern, wie sich das Licht bewegt.Die flüssige Kristallschicht in der Mitte erzeugt nicht selbst Licht.Stattdessen wirkt es wie winzige Fensterläden, die entweder blockieren oder Licht durchlaufen lassen können.Die flüssigen Kristalle werden durch eine TFT-Schicht (Dünnfilmtransistor) gesteuert, die entscheidet, welche Teile des Bildschirms hell oder dunkel sein sollten.Die Farbfilterschicht verleiht dem Licht rot, grün und blau und erzeugt die gesamte Farbpalette, die Sie auf dem Bildschirm sehen.Schließlich wird der Bildschirm von einer Glasschicht bedeckt, die die Innenteile schützt.

LCDs sind seit vielen Jahren die am häufigsten verwendete Technologie für Bildschirme.Sie arbeiten mit einer Hintergrundbeleuchtung, die durch eine Schicht Flüssigkristalle leuchtet.Diese Kristalle erzeugen kein eigenes Licht, sondern wirken sich wie winzige Fensterläden, entweder blockieren oder erlauben Licht durch, durch das Licht zu gehen.Einer der Vorteile von LCDs ist, dass sie günstiger und weit verbreitet sind.Sie verwenden auch effizient Leistung.Im Vergleich zu neueren Screen -Technologien haben LCDs jedoch einige Nachteile.Zum Beispiel haben sie nicht so viel Kontrast, was bedeutet, dass der Unterschied zwischen den dunkelsten und hellsten Teilen des Bildes ist nicht so klar.Da LCDs auf eine Hintergrundbeleuchtung angewiesen sind, können sie echte Schwarze nicht zeigen - schwarze Bereiche auf dem Bildschirm könnten eher dunkelgrau aussehen, weil ein Licht immer durchkommt.

OLED (organische lichtemittierende Diode)

Abbildung 10: Struktur einer OLED-Anzeige (organische lichtemittierende Diode)

In der OLED -Technologie besteht jedes Pixel aus organischen Schichten zwischen einem transparenten Leiter und einer Metallkathode.Wenn ein elektrischer Strom durch diese Schichten fließt, leuchten sie sich selbst auf.Dies bedeutet, dass jedes Pixel einzeln gesteuert werden kann, einschließlich der Fähigkeit, vollständig auszuschalten, was tiefe Schwarze erzeugt.Das Glassubstrat stützt und strukturiert den Schichten.

OLED ist ein Schritt von der LCD -Technologie.In einem OLED -Display kann jedes Pixel selbst aufleuchten, wenn der Strom durch sie läuft.Dadurch können OLED -Bildschirme bestimmte Pixel vollständig ausschalten, wenn sie Schwarz anzeigen, was zu viel dunkleren Schwarzen und einem besseren Kontrast führt.Aus diesem Grund sind OLED -Bildschirme für ihre scharfen und lebendigen Bilder bekannt.

OLED -Bildschirme sind auch dünner und flexibler als LCDs, was neue Designs wie gebogene oder faltbare Bildschirme ermöglicht.OLED -Bildschirme haben jedoch einige Nachteile.Sie sind normalerweise teurer zu produzieren, was bedeutet, dass Geräte, die sie verwenden, auch mehr kosten.Zusätzlich können OLED-Bildschirme unter Burn-In leiden, wobei ein statisches Bild, das zu lange auf dem Bildschirm verbleibt, ein dauerhaftes, geisterartiges Bild hinterlassen kann.Trotz dieser Probleme macht die Fähigkeit, tiefe Schwarze und leuchtende Farben zu zeigen, OLED zu einer beliebten Wahl für High-End-Bildschirme.

QLED (Quantenpunkt LED)

Abbildung 11: Struktur einer QLED -Anzeige

In der QLED -Technologie wird eine spezielle Schicht winziger Partikel, die als Quantenpunkte bezeichnet werden, zwischen der LED -Hintergrundbeleuchtung und dem Bildschirm platziert.Diese Quantenpunkte verbessern die Farbe und Helligkeit und machen das Display lebendiger und genauer.Die Oxidschicht unterstützt die Struktur, während die blaue selbstemittige Schicht und die QD-Schicht (Quantenpunkt) zusammenarbeiten, um das Licht zu verbessern, das den Bildschirm durchläuft, und das endgültige Bild mit reichen Farben erzeugt, insbesondere in gut beleuchteten Umgebungen.

QLED ist eine Technologie, die hauptsächlich von Samsung entwickelt wurde, und ist eher ein Upgrade von LCD als eine völlig neue Technologie wie OLED.QLED -Bildschirme verwenden eine spezielle Schicht winziger Partikel, die als Quantenpunkte bezeichnet werden und zwischen der LED -Hintergrundbeleuchtung und dem Bildschirm liegen.Diese Quantenpunkte verbessern die Farbe und Helligkeit und machen QLED-Bildschirme besser hellere und genauere Farben, insbesondere in gut beleuchteten Räumen.

Ein weiterer Vorteil von QLED-Bildschirmen besteht darin, dass sie im Vergleich zu OLEDS weniger wahrscheinlich unter Burn-In leiden, was bedeutet, dass sie möglicherweise länger dauern, ohne Markierungen aus statischen Bildern zu zeigen.Da Qled -Bildschirme jedoch noch eine Hintergrundbeleuchtung benötigen, können sie die tiefen Schwarzen und den hohen Kontrast von OLED -Bildschirmen nicht erreichen.

Die Zukunft von flüssigem Kristall zeigt

Auch wenn neuere Technologien wie OLED und QLED häufiger werden, werden flüssige Kristalldisplays (LCDs) immer noch weit verbreitet, da sie weniger effizienter herstellen und Energie nutzen.LCDs haben sich im Laufe der Zeit stark verbessert und uns die scharfen, hellen und farbenfrohen Bildschirme gegeben, die wir heute auf vielen Geräten sehen.Sie arbeiten, indem sie flüssige Kristalle verwenden, um das Licht aus einer Hintergrundbeleuchtung zu steuern, was die Bilder erzeugt, die wir sehen.Während OLEDs tiefere Schwarze und einen besseren Kontrast anbieten, verwenden LCDs weniger Leistung für helle Bilder, was sie zu einer guten Wahl für Geräte wie Laptops macht, die die Akkulaufzeit sparen müssen.

Mit Blick auf die Zukunft wird die LCD-Technologie voraussichtlich mit neuen Ideen wie von Mini-geführten und von Mikro geführten Hintergrundlichtern besser, die Bildschirme mit besseren Farben und Kontrasts heller machen.Außerdem können flexible und durchsichtige LCDs zu neuen Verwendungszwecken in Wearable-Geräten und intelligenten Fenstern führen.Abgesehen von nur Bildschirmen könnten auch Flüssigkristalle in anderen Arten von Elektronik verwendet werden, was bedeutet, dass sie wahrscheinlich weiterhin eine Rolle in der zukünftigen Technologie spielen werden.

Abschluss

Das Wachstum der flüssigen Kristalltechnologie ist eine erstaunliche Geschichte von Entdeckung, Kreativität und kontinuierlicher Verbesserung.Aus der überraschenden Entdeckung durch Friedrich Reinitzer von Kristallen, die in zwei Stufen bis zur weit verbreiteten Verwendung von LCDs in vielen Geräten geschmolzen sind, haben Flüssigkristalle die Art und Weise verändert, wie wir Technologie sehen und verwenden.Während neuere Display -Technologien wie OLED und QLED aufregende neue Funktionen bringen, werden LCDs weiterhin verwendet, da sie immer noch besser werden und für viele Arten von Bildschirmen eine gute Wahl sind.Wenn wir in die Zukunft schauen, gibt es viel Potenzial, dass Flüssigkristalle auf neue Weise verwendet werden, um sicherzustellen, dass sie in unserer visuellen Erfahrung immer wieder eine große Rolle spielen.Ob in den Bildschirmen, die wir jeden Tag oder in neuen Technologien verwenden, die noch kommen werden, die Geschichte von flüssigen Kristallen ist noch lange nicht vorbei, und sie werden weiterhin die Kreativität und Neugier widerspiegeln, die den menschlichen Fortschritt antreiben.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie werden flüssige Kristalle hergestellt?

Flüssigkristalle werden durch Entwerfen und Herstellen von speziellen organischen Molekülen mit spezifischen Merkmalen erzeugt.Diese Moleküle haben normalerweise eine steife, stäbeähnliche Form mit flexiblen Teilen.Bei Kombination unter den richtigen Bedingungen wie der richtigen Temperatur und Konzentration werden die Moleküle auf eine Weise ausgerichtet, die es ihnen ermöglicht, sowohl wie eine Flüssigkeit als auch ein Feststoff zu wirken und einen flüssigen Kristallzustand zu bilden.

2. Was sind die Funktionen von Flüssigkristallen?

Flüssigkristalle steuern hauptsächlich, wie Licht durch sie verläuft.In Anzeigen helfen sie, Bilder zu erstellen, indem sie ihre Ausrichtung ändern, wenn ein elektrischer Strom angewendet wird.Flüssigkristalle werden auch in Sensoren, Thermometern und optischen Geräten verwendet, da sie ihre Eigenschaften ändern können, wenn sie Dingen wie Temperatur oder elektrischen Feldern ausgesetzt sind.

3. Was ist die kurze Definition von Flüssigkristall?

Ein flüssiges Kristall ist ein Material, das sich sowohl wie eine Flüssigkeit als auch ein Feststoff verhält, wobei die Moleküle mehr geordnet sind als in einer Flüssigkeit, aber weniger geordnet als bei einem Feststoff.

4. Was sind die Eigenschaften eines flüssigen Kristalls?

Flüssigkristalle können wie eine Flüssigkeit fließen und gleichzeitig eine gewisse Ordnung halten, ähnlich wie ein Feststoff.Sie können ihre Ausrichtung ändern, wenn sie elektrischen Strömen oder Temperaturänderungen ausgesetzt sind, was die Art und Weise ändert, wie sie mit Licht interagieren.Sie haben auch die Fähigkeit, Licht in zwei Strahlen zu teilen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen.

5. Was sind die Anwendungen von Flüssigkristallen?

Flüssigkristalle werden hauptsächlich in Anzeigebildschirmen verwendet, wie sie in Fernseher, Computern und Smartphones enthalten sind.Sie werden auch in medizinischen Bildgebungsgeräten, Thermometern, einstellbaren Objektiven und optischen Schalter verwendet.Flüssigkristalle können auch in einigen Sensoren und fortschrittlichen Materialien gefunden werden, die ihre Eigenschaften basierend auf verschiedenen Bedingungen ändern.