LCD-paneeli eli nestekidenäyttö( myös LCD-moduuli )

Yleistä asiaa&käyttö
IMG_1993-1.jpg
LCD-näyttö käyttöympäristössään

Nestekidenäytön(Liquid Crystal Display) varhaisin versio syntyi vuonna 1968. Nestekidenäyttötekniikka on edelleen suosituin litteissä näyttöpaneeleissa. On arvioitu, että lähes 90% käytetyistä litteistä näytöistä hyödyntää LCD-tekniikkaa. LCD-näyttöjen laatu on kasvanut uusien tekniikoiden myötä huomattavasti mm. katselukulman suhteen. Nestekidenäyttöjä käytetään nykyisin mm. kannettavissa tietokoneissa, matkapuhelimissa, laskimissa ja televisioissa.[1]

Toiminta

Nestekidenäytön sisällä on valoa polarisoivaa nestettä, joka on halutun laisissa soluissa kahden polaroivan levyn, joiden polarisaatioasteet ovat toisiinsa nähden kohtisuorassa, välissä.

Valon läpäistessä ensimmäisen levyn, valo polaroituu. Lepotilassa ollessaan nesteen molekyylit kiertävät tulevan

hajo.jpg
Ylhäällä oikealla lasilevyt ja vierellä kumijalat joilla näyttö oli paikoillaan. Alhaalla keskellä alemman lasin päällä ollut polaroiva kalvo. Oikealla nurkassa heijasta kalvo( ylempi kuva nro 3)

valon polarisaatiota siten, että valo ei absorboidu toisessa levyssä. Tällöin näyttö näyttää solun kohdalta lähes läpinäkyvältä.

Kun soluun johdetään sähköä, nesteen molekyylit kääntyvät, eivätkä enää kierrä polarisaatiota, jolloin valo absorboituu kokonaan toisessa levyssä. Tällöin solu muuttuu tummaksi. Myös sellainen konfiguraatio, jossa
jännitteetön tila on tumma on mahdollinen polarisaatioasteita muuttamalla.[2] [3] [4]
IMG_1991-1.jpg
Heijastava näyttö sivusta: 1. Päällimmäinen polaroiva levy 2. alempi polaroiva levy 3. Peilipinta

Levyjen takana voi olla peili, jolloin kyseessä on heijastava näyttö, tai valonlähde, jolloin kyseessä on taustavalollinen näyttö. Valonlähde vie usein enemmän virtaa kuin itse näyttö, joten paristokäyttöisissä laitteissa kuten kelloissa ja laskimissa käytetään yleensä heijastavia näyttöjä, jotta niiden käyttöaika olisi parempi. Taustavalollisia näyttöjä käytetään esimerkiksi televi
sioissa ja tietokoneen näytöissä. Lisäksi on olemassa puoliläpäiseviä nestekidenäyttöjä, jotka käyttävät taustavalollisen ja heijastavan tilan yhdistelmää.[5]

Erilaisia lcd-paneeleita

Värinäyttö

Värilliset nestekidenäytöt totetutetaan pääasiassa tekniikalla, jossa jokainen solu on jaettu kolmeen yhtä suureen ja eri väriseen( punainen, vihreä, sininen ). Solut ovat hyvin pieniä, joten säätämällä eri värien kirkkaustasoja kussakin solussa saadaan aikaan eri värit.[6]
matkapuhelin.jpg
Kuva matkapuhelimen värinäytöstä. Katso tarkkaan esimerkiksi kuvan keskelle ja näet, että soluissa on sininen ja vihreä osa päällä.

Aktiivi- ja passiivinäytöt

Paneeleissa, joissa solumäärä on pieni, esimerkiksi digitaalikelloissa, jokaiselle solulle on oma sähköinen ko
lähi.jpg
Lähikuva, jossa elektrodit näkyvät
ntakti ja näyttöä hallitaan täysin ulkoisella logiikalla. Solujen määrän kasvaessa tämä käy epäkäytännölliseksi.
IMG_1990.CR2.jpg
Päällimmäisen lasilevyn reunoilla on solujen elektrodit.

Tällöin otetaan käyttöön passiivimatriisi näyttö, jossa jokaista vaaka- ja pystysoluriviä ohjaa oma transistori. Tällöin kontaktien määrä pienenee, mutta haittapuolena vain yhtä solua kerrallaan voidaan muuttaa, jolloin muiden solujen on muistettava edellinen tilansa.

Askel eteenpäin, niin saamme aktiivimatriisin(TFT, thin foil transistor), jossa jokaista solua ohjaa oma transistorinsa.[7]

Vähävirtaiset näytöt

On olemassa LCD-tekniikkaa, jossa solut muistavat tilansa eivätkä vaadi virtaa kuin muutoksiin. Tämä on ollut yksi vaihtoehto sähköiseksi paperiksi.[8]

Pienten LCD-paneelien ominaisuuksia

Kirjainnumeronäytöt (tutkittu 236:sta hakutuloksesta):[9]

  • Maksimimäärä kirjaimia: 16-160 (eniten vaihtoehtoja 32 merkkisissä näytöissä(46 näyttöä))
  • Taustavalollisia 37 näyttöä, joista 10 vihreällä ja 27 valkoisella valolla.
  • Kirjainkoko 2,95mm - 76mm, yleisimmät 5.55mm ja 5.56mm.
  • Käyttöjännite 3V - 7,7V, yleisin 5V (160 vaihtoehtoa).
  • Näyttöalueen leveys: 13,8mm - 182mm, yleisin 61mm( 25 näyttöä )
  • Näyttöalueen korkeus: 9mm - 154mm, yleisin 15,8mm( 28 vaihtoehtoa )
  • käyttölämpötila parhaimmillaan -20°C:sta +70°C:een, yleisin 0°C:sta +50°C:een(99 hakutulosta)
  • Kappalehinta n. 2,5 € - n. 160 € riippuen koosta/taustavalollisuudesta yms.

Grafiikkanäytöt (tutkittu 280:sta hakutuloksesta):[10]

  • Yleisin tyyppi TFT, 31 tulosta.
  • pikselikoot 0.1mm x 0.34mm - 0.56mm x 0.62mm.
  • Käyttöjännite 2,5V - 32V, yleisimmät 3,3V( 95kpl ) ja 5V ( 99kpl ).
  • Näytön koko 26.86mm x 20.14mm - 304.128mm x 228.096mm
  • Kappalehinta n.6 € - n. 1100 € riippuen koosta/värillisyydestä/taustavalollisuudesta yms.

  1. ^ "Nestekide yhä ylivoimainen litteissä näyttöpaneeleissa"[WWW].[viitattu 17.1.2009] .Saatavissa: http://www.tekniikka.info/articles/TI030404.htm
  2. ^ "PC-tekniikka, osa IV - Päivitykset ja muut lisukkeet"[WWW].[viitattu 30.1.2009] .Saatavissa: http://www.ratol.fi/opensource/pctekniikka/2/Kirjat/litteat_naytot_lcd.pdf
  3. ^ "Nestekidenäyttö" [WWW][Viitattu 17.1.2009] Saatavissa: http://www.tekniikka.info/articles/TI030410a.htm
  4. ^ "Telkkari - ja miten se toimii?"[WWW].[viitattu 30.1.2009] .Saatavissa: http://tekniikka.virtuaalikoulu.org/Televisio.htm
  5. ^ "Nestekidenäyttö - Taustavalolliset ja heijastavat näytöt" [WWW][Viitattu 17.1.2009] Saatavissa: http://fi.wikipedia.org/wiki/Nestekiden%C3%A4ytt%C3%B6#Taustavalolliset_ja_heijastavat_n.C3.A4yt.C3.B6t
  6. ^ "Nestekidenäyttö - Värinäytöt"[WWW].[viitattu 30.1.2009] .Saatavissa: http://fi.wikipedia.org/wiki/Nestekiden%C3%A4ytt%C3%B6#V.C3.A4rin.C3.A4yt.C3.B6t
  7. ^ "Nestekidenäyttö - Aktiivi- ja passiivinäytöt"[WWW].[viitattu 30.1.2009] .Saatavissa: http://fi.wikipedia.org/wiki/Nestekiden%C3%A4ytt%C3%B6#Aktiivi-_ja_passiivin.C3.A4yt.C3.B6t
  8. ^ "Nestekidenäyttö - Virtaa kuluttamattomat näytöt"[WWW].[viitattu 30.1.2009] .Saatavissa: http://fi.wikipedia.org/wiki/Nestekiden%C3%A4ytt%C3%B6#Virtaa_kuluttamattomat_n.C3.A4yt.C3.B6t
  9. ^ "Hakutulokset Farnell.com:sta hakusanalla 'lcd', josta hakua tarkennettu annetuista vaihtoehdoista 'Display - LCDs -> alphanumeric' "[WWW].[viitattu 30.1.2009] .Saatavissa: http://fi.farnell.com/jsp/search/browse.jsp?N=500008+1004363&Ntk=gensearch_001&Ntt=lcd&Ntx=mode+matchallpartial
  10. ^ "Hakutulokset Farnell.com:sta hakusanalla 'lcd', josta hakua tarkennettu annetuista vaihtoehdoista 'Display - LCDs -> graphic' "[WWW].[viitattu 30.1.2009] .Saatavissa: http://fi.farnell.com/jsp/search/browse.jsp?N=500008+1004364&Ntk=gensearch_001&Ntt=lcd&Ntx=mode+matchallpartial