ผลึกของเหลว (ลิควิด คริสตัล)
ลิควิด คริสตัลคือ วัตถุของเหลวและของแข็ง ปนอยู่ในสถานะเดียวในเวลาเดียวกัน
อณูของลิควิดคริสตัลจะมีลักษณะโครงสร้างเป็นรูปแบบแท่ง สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติในตัวมันเองได้
เช่น สะท้อนกลับ, ไม่สื่อไฟ, คงที่, เป็นตัวนำและหนืด เนื่องจากแกนอณูมีลักษณะเป็นแกนตามแนวขวาง
และยาว ซึ่งนึ่คือคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของการดูภาพเคลื่อนไหว
1) Optical Anisotropy
ลิควิด คริสตัล จะแสดงให้เห็นถึง birefringence อันเนื่องมาจาก optical anisotropy
ที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของแสงไปสู่ทิศทางแกนของอณูลิควิด คริสตัล ซึ่งต่างจากการสั่นสะเทือน
ของทิศทางแกนแนวตั้ง Optical Anisotropy ของลิควิด คริสตัลนั้น มีหน้าที่เปลี่ยนสถานะ
แสง Polarized ที่ผ่านส่องผ่านหรือ ทิศทางแรงสั่นสะเทือนของตัวเอง
2) Dielectric Anisotropy
คุณสมบัติของ Dielectric anisotropy คือการสั่นสะเทือนของแสงเข้าสู่ทิศทางของแกนอณู
ลิควิด คริสตัล ซึ่งต่างจาก การสั่นสะเทือนของทิศทางแกนแนวตั้ง และนี่คือคุณสมบัติปฏิกิริยาของ
ลิควิด คริสตัล ที่แตกต่างกัน เนื่องมาจากความแรงของกระแสไฟที่เข้าสู่ชั้นลิควิด ตริสตัล
จำนวนการส่งผ่านแสงจะถูกควบคุมโดย Optical Anisotropy
ลิควิด คริสตัล ชนิด P (Positive) จะเป็น Dielectric constant ของทิศทางแกนที่แรงกว่า
ในทิศทางแกนแนวตั้ง ส่วนลิควิด คริสตัลประเภท N (Negative) จะเป็น Dielectric constant
ของทิศทางแกนที่อ่อนกว่าในทิศทางแกนแนวตั้ง โดยทั่วไปแล้ว จะใช้เป็น ลิควิด คริสตัลประเภท P
3) Elastic constant ของลิควิ คริสตัล
Elastic constant คือคุณลักษณะเฉพาะตัวที่วัดได้จากลักษณะอณู
ที่เรียงตัวกันอันเนื่องมาจากปัจจัยบังคับภายนอก แสดงให้เห็นถึงความแข็งแรง
ของการบังคับที่สะท้อนกลับไปสู่สภาพดั้งเดิมหลังจากตอบสนองกระแสไฟฟ้าแล้ว
เทคโนโลยีมอนิเตอร์ LCD ย่อมาจาก Liquid Crystal Display ซึ่งเป็นจอแสดงผลแบบ (Digital ) โดยภาพที่ปรากฏขึ้นเกิดจากแสงที่ถูกปล่อยออกมาจากหลอดไฟด้านหลังของจอภาพ (Black Light) ผ่านชั้นกรองแสง (Polarized filter) แล้ววิ่งไปยัง คริสตัลเหลวที่เรียงตัวด้วยกัน 3 เซลล์คือ แสงสีแดง แสงสีเขียวและแสงสีนํ้าเงิน กลายเป็นพิกเ:ซล (Pixel) ที่สว่างสดใสเกิดขึ้น เทคโนโลยีที่พัฒนามาใช้กับ LCD นั้นแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ
- Passive Matrix หรือที่เรียกว่า Super-Twisted Nematic (STN) เป็นเทคโนโลยีแบบเก่าที่ให้ความคมชัดและความสว่างน้อยกว่า ใช้ในจอโทรศัพท์มือถือทั่วไปหรือจอ Palm ขาวดำเป็นส่วนใหญ่
- Active Matrix หรือที่เรียกว่า Thin Film Transistors (TFT) สามารถแสดงภาพได้คมชัดและสว่างกว่าแบบแรก ใช้ในจอมอนิเตอร์หรือโน๊ตบุ๊ก
TN + Film (Twisted Nematic + Film)
Twisted Nematic (TN) คือสารประเภทนี้จะมีการจัดโครงสร้างโมเลกุลเป็นเกลียว แต่ถ้าเราผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปมันก็จะคลายตัวออกเป็นเส้นตรง เราใช้ปรากฏการณ์นี้เป็นตัวกำหนดว่าจะให้แสงผ่านได้หรือไม่ได้ Twisted Nematic (TN) ผลึกเหลวชนิดนี้จะให้เราสามารถเปลี่ยนทิศทางการสั่นของคลื่นแสงได้ 90? ถึง 150? คือเปลี่ยนจากแนวตั้งให้กลายเป็นแนวนอน หรือเปลี่ยนกลับกันจากแนวนอนให้เป็นแนวตั้งก็ได้ ด้วยจุดนี้เองทำให้การค่า Response Time (ค่าตอบสนองสัญญาณเทียบกับเวลา) มีค่าสูง
PS (In-Plane Switching or Super-TFT)
การจัดโครงสร้างของผลึกจากเดิมที่วางไว้ตามแนวขนานกับแนวตั้ง (เทียบกับระนาบ) เปลี่ยนมาเป็นวางตามแนวขนานกับระนาบ เรียกจอชนิดนี้ว่า IPS (In-Plane Switching or Super-TFT) จากเดิมขั้วไฟฟ้าจะอยู่คนละด้านของผลึกเหลวแต่แบบนี้จะอยู่ด้านเดียวกันแปะ หัวท้ายเพราะย้ายแนวของผลึกให้ตั้งขึ้น (เมื่อมองจากมุมมองของคนดูจอ) เป้าหมายเพื่อออกแบบมาแก้ไขการที่มุมของผลึกเหลวจะเปลี่ยนไปเมื่อมันอยู่ ห่างจากขั้วไฟฟ้าออกไป ปัญหานี้ทำให้จอมีมุมมองที่แคบมาก จอชนิด IPS จึงทำให้สามารถมีมุมมองที่กว้างขึ้น แต่ข้อเสียของจอชนิดนี้ก็คือ ต้องใช้ทรานซิสเตอร์สองตัวต่อหนึ่งจุดทำให้เปลืองมาก นอกจานั้นการที่มีทรานซิสเตอร์เยอะกว่าเดิมทำให้แสงจากด้านหลังผ่านได้น้อย ลง ทำให้ต้องมี Backlite ที่สว่างกว่าเดิม ความสิ้นเปลืองก็มากขึ้นอีกด้วย
MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)
บริษัท Fujisu ค้นพบผลึกเหลวชนิดใหม่ที่ให้คุณสมบัติ คือทำงานในแนวระนาบโดยธรรมชาติและต้องการทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียวก็สามารถให้ผลลัพธ์เหมือน IPS เลยเรียกว่าว่าชนิด VA (Vertical Align) จอชนิดนี้จะไม่ใช้ผลึกเหลวที่ทำงานเป็นเกลียวอีกต่อไป แต่จะมีผลึกเป็นแท่ง ซึ่งปกติถาไม่มีไฟป้อนเข้าไปหาก็จะขวางจอเอาไว้ทำให้เป็นสีดำ และเมื่อได้รับกระแสไฟฟ้าก็จะตั้งฉากกับจอให้แสงผ่านเป็นสีขาว ทำให้จอชนิดนี้มีความเร็วสูงมาก เพราะไม่ได้คลี่เกลียว แต่ปรับทิศทางของผลึกเท่านั้น จอชนิดนี้จะมีมุมมองได้กว้างราว 160 องศา
ปัจจุบันบริษัท Fujisu ได้ออกจอชนิดใหม่คือ MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) ออกมาแก้บั๊กตัวเอง คือจากรูจะเห็นว่าด้วยความที่เป็นผลึกแท่ง และองศาของมันใช้กำหนดความสว่างของจุด ดังนั้นเมื่อมองจากมุมมองอื่น ความสว่างของภาพก็จะเปลี่ยนไปเลย เพราะถูกผสมในอีกรูปแบบหนึ่ง จอ Multidomain ก็จะพยายามกระจายมุมมองให้แต่ละ Pixel นั้นมีผลึกหลายมุมเฉลี่ยกันไป ทำให้ผลกระทบจากการกระมองมุมที่ต่างออกไปหักล้างกันเ
เปรียบเทียบความสามารถระหว่างจอ LCD กับจอ CRT
(+) ดีมาก (~) พอรับได้ (-) ระดับต่ำ
| Features Flat | Panel Displays (TFTs) | Tube Monitors (CRTs) |
| Brightness | (+) 170 to 250 cd/m2 | (~) 80 to 120 cd/m2 |
| Contrast ratio | (~) 200:1 to 400:1 | (+) 350:1 to 700:1 |
| Viewing angle (contrast) | (~) 110 to 170 degrees | (+) over 150 degrees |
| Viewing angle (color) | (-) 50 to 125 degrees | (~) over 120 degrees |
| Convergence errors | (+) none | (~) 0.0079 to 0.0118 inch (0,20 to 0,30 mm) |
| Focus | (+) very good | (~) satisfactory to very good |
| Geometry/linearity errors | (+) none | (~) possible |
| Pixel errors | (-) up to 8 | (+) none |
| Input signal | (+) analog or digital | (~) only analog |
| Scaling for different resolutions | (-) none or by low-performance interpolation methods | (+) very good |
| Gamma (color tuning for the human eye) | (~) satisfactory | (+) photo realistic |
| Uniformity | (~) often brighter at the edges | (~) often brighter in the center |
| Color purity/color quality | (~) good | (+) high |
| Flickering | (+) none | (~) not visible over 85 Hz |
| Response time | (-) 20 to 30 msec | (+) not noticeable |
| Power consumption | (+) 25 to 40 watts | (-) 60 to 150 watts |
| Space requirements/weight | (+) flat design, light weight | (-) require a lot of space, heavy |
- ขนาดเล็กกะทัดรัดและนํ้าหนักเบา
ด้วยการทำงานที่ไม่ต้องอาศัยปืนยิงอิเล็กตรอน จึงช่วยให้ด้านลึกของจอภาพมีขนาดสั้นกว่ามอนิเตอร์แบบ CDT ถึง 3 เท่าและด้วยรูปร่างที่แบนราบทางด้านหน้าและด้านหลัง ในบางรุ่นจึงมีอุปกรณ์เสริมพิเศษสำหรับติดฝาผนังช่วยให้ประหยัดพื้นที่มากยิ่งขึ้น - พื้นที่การแสดงผลเต็มพื้นที่
จากเทคโนโลยีพื้นฐานในการออกแบบ ทำให้จอมอนิเตอร์แบบ LCD สามารถแสดงผลได้เต็มพื้นที่เมื่อเปรียบเทียบกับแบบ CDT ขนาด 17 นิ้วเท่ากัน พื้นที่แสดงผลที่กว้างที่สุดจะอยู่ที่ 15 นิ้วกว่าๆ เท่านั้น - ให้ภาพที่คมชัด มีรายละเอียดสูง และมีสัดส่วนที่ถูกต้อง
เนื่องจากมอนิเตอร์มีความแบนราบจริง - ช่วยถนอมสายตาและมีอัตราการแผ่รังสีที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพตํ่ามาก
- ประหยัดพลังงานไฟฟ้า
ด้วยการใช้พลังงานไฟฟ้าที่ตํ่ากว่าจอ CDT ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ - ความสามารถในการรองรับอินพุต (Input) ได้หลายๆแบบพร้อมกัน
เนื่องด้วยมอนิเตอร์แบบ LCD สามารถรับสัญญาณจากแหล่งสัญญาณดิจิตอลอื่นๆได้ เช่น โทรทัศน์หรือเครื่องเล่นดีวีดีและบางรุ่นสามารถทำภาพซ้อนจากหลายแหล่งข้อมูลได้ จึงทำให้จอมอนิเตอร์แบบ LCD เป็นได้ทั้งเครื่องรับโทรทัศน์และจอมอนิเตอร์ในเวลาเดียวกัน โดยไม่จำเป็นต้องซื้อมอนิเตอร์หลายๆตัวมาใช้งาน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น