[Amir Shahbazzadeh]

مقدمه:

اساساً سه تكنولوژي كريستال مايع در مانيتورهاي LCD استفاده شده است كه عبارتند از TN+film , IPS ,MVA مهم نيست كه از كدام تكنولوژي استفاده شود همه آنها از يك اساس پيروي مي كنند.

يك يا چند لامپ نئون روشنايي صفحه را تأمين مي كنند براي مدلهاي ارزانتر يك لامپ نئون استفاده شده است اما در مدلهاي گرانتر ممكن است تا چهار لامپ يا حتي بيشتر پيدا كنيد.

تعداد لامپهاي نئون تأثيري در كيفيت تصوير ندارند. در عوض لامپ لامپ دوم به عنوان يك پشتيبان عمل مي كند اگر براي لامپ اول مشكلي پيش بيايد. در واقع عمر مفيد مانيتور افزايش مي يابد از آنجا كه يك لامپ نئون معمولاً 50000 ساعت كار ميكند در حاليكه وسايل  الكترونيكي 100000 تا 150000 ساعت كار مي كنند.

براي اينكه از يكنواختي صفحه تصوير اطمينان حاصل شود نور بوسيله يك سيستم منعكس كننده شدت يكساني پيدا مي كند اگر چه ممكن است در نگاه اول به نظر نرسد ولي عملكرد اين صفحات فوق العاده پيچيده است در حقيقت 2 پانل وجود دارد يكي در هر طرف ساب پيكسلها كه هر كدام با يك فيلتر قرمز سبز آبي پوشش داده شده است در يك مانيتور 15 اينچ تعداد ساب پيكسلها به "1024x768x3=2359296" ميرسد هر سلول RGB بوسيله يك ترانزيستور كه ولتاژ مختص به خودش را دارد كنترل مي شود و اين ولتاژ كه در محدوده بزرگي تغيير مي كند باعث مي شود كه كريستالهاي مايع در هر ساب پيكسل در يك زاويه خاص بچرخند كه اين زاويه تعداد نورهاي عبوري از هر ساب پيكسل را تعيين مي كند ( منظور سه نور قرمز سبز و آبي است ). كه در حقيقت سبب بوجود آمدن تصوير صفحه نمايش مي شود. هدف نهايي كريستالها منحرف كردن نور براي عبور از ميان فيلترهاي پلاريزه است قبل از اينكه ديده شود اگر كريستالها همه در جهت فيلتر قرار گرفته باشند نور از آن عبور مي كنند و برعكس اگر همه آنها عمود بر فيلتر قرار گرفته باشند صفحه نمايش سياه باقي مي ماند.



كريستال مايع:

اصولاً كريستالهاي مايع موادي هستند كه به طور فيزيكي داراي خاصيتهاي جامد و مايع هر دو هستند. يكي از خاصيتهاي جالب آنها توانايي آنها در تغيير موقعيت بسته به ولتاژ اعمالي به آنها است. اجازه دهيد نگاه دقيقتري به آنها بيندازيم. در دنياي علم و تكنولوژي كريستالهاي مايع هميشه جالب توجه بوده اند.

در سال 1888 «Friedrich Reinitzer» يك گياه شناس اتريشي در مورد نقشي كه كلسترول در گياهان بازي مي كرد تحقيق مي كرد. يكي از آزمايشات او در معرض حرارت قرار دادن ماده بود. او كشف كرد كريستالها در دماي 14/5 درجه  تبديل به  سيال و يك حالت ابري مي شدند و در دماي 178/5 درجه يك مايع واقعي بودند. او اكتشافش را با اتو لهمان يك فيزيكدان آلماني كه كشف كرده بود مايعات خواص مشابه كريستال دارند در ميان گذاشت. به خصوص راجع به رفتار آن زمانيكه به آن نور تابانده مي شد بنابراين نام آن بوسيله اتولهمان به اين صورت نام گذاري شد: كريستال مايع.



اجناس ظريف و نازك هميشه طرفداران بيشتري در بازار دارد.نمايشگرهاي صفحه تخت امروزه بيش از هر زمان ديگر ارزان شده است....
آشكارترين برتري LCD ها نسبت به مانيتورهاي CRT اندازه و وزن آنهاست.يك LCD 15 اينچي كمتر از 4/5 كيلوگرم وزن دارد.در حالي كه يك مانيتور CRT قديمي 17 اينچ (كه سطح صفحه قابل رويت آن تقريبا با سطح ديد مانيتور LCD15" برابري مي كند)در حدود 18 كيلو گرم وزن دارد.
LCD ها معمولا تصاوير روشنتري نسبت به مانيتورهاي CRT نشان مي دهند و روشني و وضوح تصوير آنها با مرور زمان كاهش نمي يابد.علاوه بر اين مانيتورهاي LCD معمولا كنتراست (contrast)بهتري دارند.(كنتراست .تفاوت بين تاريكترين و روشن ترين قسمت هاي يك تصوير بر روي صفحه است)وضوح بالاي صفحات تخت بدان معني است كه انعكاس نورهاي اتاق يا خورشيد به نسبت مانيتورهاي CRT مزاحمت كمتري ايجاد مي نمايد.




اگر از کاربران رایانه باشید، احتمالا اسمهایی از قبیل مانیتور فلت و LCD ها را شنیده اید. لغتهایی که امروزه به قدری باب شده اند که حتی کودکان ۵ و ۶ ساله هم که گاهی آنها را به زبان می آورند.آیا صفحه های فلت ، LCDو پلاسمایی یکی هستند یا معانی جدایی دارند و ما از روی ناآگاهی آنها را به جای هم به کار می بریم؟واقعیت این است که اینها معانی متفاوتی هستند که برحسب اشتباه از آنها به صورت جایگزین استفاده می کیم. احتمالا هر روزه از وسایل متفاوتی استفاده می کنیم که شامل LCDها هستند.رایانه های لپ تاپ ، برخی مانتیورها، ساعتهای دیجیتالی ، اجاقهای مایکروویو، دستگاه پخش سی دی و دستگاه های الکترونیکی فراوان دیگر شامل LCD ها هستند. برای تشخیص LCD بودن یک صفحه کافی است ، برای چند ثانیه انگشت خود را روی آن صفحه قرار دهید و حرکت امواج را در ناحیه اطراف دستتان مشاهده کنید.البته این کار به هیچ عنوان توصیه نمی شود. چرا که در درازمدت به مانیتور شما آسیب می رساند. LCD یا Liquid Crystal Display به دلیل مزیت هایی از قبیل نازک بودن ، وضوح بیشتر و مصرف برق کمتر متداول شده اند.LCDها یا کریستال های مایع اولین بار در سال ۱۹۸۸از سوی یک گیاه شناس اتریشی به نام فردریک رینیتز کشف شد. او مشاهده کرد زمانی که یک ماده شبیه کلستریل را ذوب می کند، این مایع که در ابتدا تیره بوده و با بالا رفتن حرارت ، رنگ آن روشن می شود پس از خنک کردن ، مایع قبل از تبلور نهایی به رنگ آبی تبدیل می شود.از ساخت آزمایشی اولین LCDدر سال ۱۹۸۶، مدت ۱۸سال می گذرد. از آن هنگام سازندگان LCDها آن را به لحاظ تکنولوژیکی توسعه دادند و LCDها را از لحاظ تکنیکی به سطح بالایی رساندند و روند رو به رشد فناوری ساخت این وسیله همچنان رو به فزونی است.کریستال های مایع بسته به چگونگی تحریک و نحوه آرایش مولکول ها به گروه های مختلفی تقسیم می شوند. این نوع کریستال ها نسبت به تغییر دما و در بعضی موارد فشار واکنش نشان می دهند و جهت گیری مولکولها در آنها از الگوی خاصی پیروی می کند که اغلب یک منشا خارجی جهت دهنده دارد.
از شواهد برمی آید که کریستال های مایع به حالت مایع نزدیک تر هستند تا جامد. آنها مقادیر متوسطی از گرما را دریافت می کنند تا یک ماده مناسب را از یک حالت جامد به کریستال مایع تبدیل کنند و فقط مقدار بیشتری گرما را برای تبدیل همان کریستال مایع به حالت مایع واقعی دریافت می کنند.به خاطر این که کریستال های مایع به درجه حرارت بسیار حساس هستند، انتخاب مناسبی برای کاربرد در دماسنج ها هستند. از اینجا دلایل وضوح صفحه مانیتور کامپیوتر لپ تاپ در یک هوای سرد یا در خلال یک روز داغ در کنار ساحل روشن می شود. یک LCD وسیله ای است که از ۴ الگو یا واقعیت فیزیکی بهره می گیرد:
اول این که نور می تواند قطبیده شود، دوم این که کریستال های مایع می توانند منتقل شوند و نور قطبیده شده را تغییر دهند. سوم این که ساختار کریستال های مایع می توانند از سوی جریان الکتریکی تغییر یابند و آخرین مورد این که مواد شفافی موجودند که قادرند جریان الکتریسیته را هدایت کنند.
سیستم LCD
دو نوع LCD در رایانه وجود دارد ؛ ماتریس غیرفعال passive matrix و ماتریس فعال LCD.active matrixهای ماتریس غیرفعال از یک شبکه ساده ، برای تامین شارژ پیکسل های موجود روی نمایشگر استفاده می کنند. ایجاد شبکه درواقع یک مرحله پردازش است که با دو لایه شفاف آغاز می شود.به یکی از این لایه ها ستون ها و به دیگری ردیف هایی واگذار می شود که از مواد هادی و شفاف ساخته می شوند که معمولا از جنس اکسید قلع هستند. ستونها و ردیفها به مدارهای مجتمع (IC ها) مرتبط می شوند و زمانی که شارژ از ستون یا سطر خارج شود، این مدارها، کنترل خواهد شد.مواد کریستال مایع مابین دو لایه شفاف قرار خواهد گرفت ، یک فیلم قطبیده به بخش خارجی از هر یک از این لایه اضافه می شود. سادگی سیستم ماتریس غیرفعال جالب است اما نواقصی نیز به همراه دارد، از جمله زمان پاسخ کوتاه و کنترل ولتاژ بدون دقت.راحت ترین راه برای مشاهده زمان پاسخ کوتاه در یک LCDماتریس غیرفعال این است که نشانگر ماوس را بسرعت از سمت صفحه نمایش به سمت دیگر حرکت دهید. درحالتی که این حرکت انجام می شود به حالت سایه هایی که در پی نشانگر ظاهر می شود، توجه کنید.کنترل ولتاژ با عدم دقت از توانایی ماتریس غیرفعال جلوگیری می کند و در یک زمان تنها بر یک پیکسل تاثیر می گذارد. زمانی که ولتاژ برای از هم باز کردن یک پیکس به کار گرفته می شود، پیکس های اطراف آن نیز تا حدی از هم باز می شود که باعث می شود تصاویر تار به نظر آید و کنتراست خود را از دست بدهد.
LCDهای ماتریس فعال به TFTها وابسته هستند. اساسا TFTها ترانزیستورها و خازن های کوچک سوئیچ شونده هستند. آنها در یک ماتریس و روی یک لایه شفاف مرتب می شوند. برای آدرس دهی یک پیکسل ، ردیف مناسب سوییچ می شود و سپس شارژ به ستون اصلی ارسال می شود. خازن قادر به نگهداری شارژ تا به دوره تازه سازی بعدی است.اگر دقیقا مقدار ولتاژی که برای یک کریستال تامین می شود، کنترل گردد، خواهید توانست آن را از هم باز کنید. بیشتر نمایشگرهای امروزی در هر پیکسل ۲۵۶سطح روشنایی پیشنهاد می کنند. فناوری LCDها بسرعت در حال رشد است.اندازه نمایشگر محدود به مشکلات کنترل کیفیت می شود که به سازنده های آنها برمی گردد. بتازگی شرکت اپل بزرگترین مانیتور LCDجهان را دراندازه ۳۰اینچی به بازار عرضه کرد که کیفیت تصویری بسیار بالا دارد.پس برای داشتن وضوح و کیفیت قابل توجه ،باید بهای زیادی بپردازیم.
همچنين نمايشگرهاي LCD از لحاظ اقتصادي نيز مقرون به صرفه ترن.يك مدل 15 اينچي معمولا 30 وات برق مصرف مي كند در حاليكه يك نمايشگر CRT 17 اينچي 2 تا 3 برابر آن ميزان برق مصرف مي كند.اگر نمايشگر CRT خود را 24 ساعته در روز و 7 روز هفته روشن بگذاريد با فرض پرداخت مبلغي براي هر كيلو وات برق يك نمايشگر LCD به طور ساليانه حدود 49000 تومن صرفه جويي و سود دهي خواهد داشت.ولي كاستي هاي صفحات تخت چه مي باشد.
نمايشگرهاي LCD در نمايش تصاوير ويديويي و انيمشن همانند CRT عمل نمي كنند.پيكسل هاي (pixel)يك نمايشگر CRT نقاط ريز فسفر سنت (phosphorscent) مي باشند كه در صورت اصابت يك اشعه الكترون از خود نور منتشر مي كنند.چرخش آهسته كريستال ّاي موجود در مايع نمايشگر هاي LCD با تكنولوژي بالا خيلي بهتر از نمايشگرهاي ارزان قيمت از پس انجام امور گرافيكي پيچيده بر مي آيد.
اغلب كاربران pc مشكلي با تصاوير آهسته يك LCD نخواهند داشت ولي جهت اجراي بازيهاي سه بعدي امروزي نياز به يك LCD گرانتر يا يك CRT قديمي پيدا خواهند كرد.
يك اشكال ديگر اين نمايشگرها وضوح (resolution) صفحه آنهاست.بهترين كارايي نمايشگرهاي LCD در تنظيم وضوح تصوير (رزوليشن)در يك عدد ثابت مي باشد.تنظيم يك LCD كه براي دقت تصوير 1028*768 طراحي گرديده.وضوح هاي 1280*1024 يا 600*800 موجب تشكيل خطوط غير قابل تشخيص متون ناخوانا و گوشه هاي تيره مي گردد.برنامه نويسان وطراحان وب و افراد ديگري كه هر چند وقت يكبار وضوح تصاوير صفحه نمايشگر خود را تغيير مي دهند شايد با يك نمايشگر CRT راحت تر باشند.
ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــ
جهت ديدن بهترين كيفيت تصاوير در LCD ها كارت گرافيك شما بايد داراي يك كانكتور DVI باشد.
ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــ
نكاتي درباره صفحات تخت
نمايشگرهاي صفحه تخت توانايي پذيرش يك سيگنال آنالوگ يك سيگنال ديجيتال و يا هردو را باهم را دارند.سيگنال هاي ديجيتال گرافيك بهتري را ارايه مي دهند ولي نيازمند به كارت گرافيكي بهتر هستند كه داراي خروجي ديجيتالي باشند(DVI )از آنجا كه مانيتورهاي CRT از سيگنالهاي آنالوگ استفاده مي كنند اغلب كارتهاي گرافيك فقط خروجي آنالوگ دارن.با اين وجود كارتهاي پيشرفته تر هر دو مدل خروجي رو ساپورت مي كنند.
جهت رسيدن به بهترين تصوير در تصاوير گرافيكي شايد لازم باشد كارت گرافيك خود را عوض كنيد.
كارت گرافيك شما بايد داراي كانكتور سازگار با LCD مورد نظرتان باشد.بعضي از نمايشگرهاي صفحه تخت همانند نمايشگرهاي CRT داراي كانكتور VGA مي باشند.ولي تعداد زياد ديگري از كانكتور DVI كه در سه مدل ارايه شده اند استفاده مي كنند.
اين سه مدل عبارتند از
DVI_A فقط براي آنالوگ
DVI_D فقط براي ديجيتال
DVI_I براي حالت تركيبي كه شامل آنالوگ و ديجيتال مي باشد.
كاربرهاي كامپوترهاي شخصي pc عموما فقط مدل DVI_I را مي شناسند ولي بعضي افراد شايد تلويزيون پلاسماي خود را به يك كانكتور ديگر وصل نمايند.

(مهم)
پيش از خرج كردن پولتون انتخاب هاي خود را مورد آزمايش قرار دهيد.هيچ جايگزيني براي ديدن تصاوير در يك LCD وجود ندارد
تمركز بروي مشخصات نيز اشتباه مي باشد.
براي مثال كنتراست بالا در تصاوير عموما به معني كيفيت بالاتر در تصاوير مي باشد.نسبت 200 به يك معمولا كمترين نسبت براي يك LCD فرض مي شود.و نسبت 400 به يك نيز بالاترين مقدار آن مي باشد.با اين وجود آزمايشات مجله PCWORLD نشان داده است كه ادعاي فروشندگان در مورد نسبت كنتراست در تصاوير همواره مطابق واقعيت نبوده .

● اصطلاحات
▪ Aperture Grille :
در تکنولوژی فوق ، بمنظور ایزوله نمودن پیکسل ها بصورت افقی از مجموعه ای سیم های عمودی استفاده می گردد.مانیتورهائی که از تکنولوژی فوق استفاده می نمایند، دارای شفافیت و وضوح تصویر مناسبی می باشند. پیکسل ها با توجه به ماهیت خطوط پویش استفاده شده بمنظورنگاشتن تصویر، بصورت عمودی از یکدیگر متمایز می گردند.

▪ Aspect Ratio :
نسبت پهنای تصویر به ارتفاع را می گویند و برای اکثر مانیتورهای موجود ، ۳ : ۴ می باشد .

▪ Asset Control :
ویژگی فوق، باعث صرفه جوئی در زمان بمنظور ردیابی مانیـتورها در شبکه می گردد. در صورتیکه مانیتور دارای ویژگی فوق بوده و از آن بهمراه نرم افزارهای ضروری در شبکه استفاده گردد ، امکان بازیابی اطلاعات لازم بمنظور ردیابی مانیتورها ، فراهم می گردد.( شماره سریال مانیتور ، مدل و ... ) . اطلاعات فوق، برای مدیران شبکه بسیار مفید خواهد بود .

▪ Bandwidth :
سرعت ( بر حسب مگاهرتز ) داده دریافتی توسط مانیتور از پردازنده کارت گرافیک را می گویند . هر اندازه میزان سرعت فوق بیشتر باشد ، تصاویر با وضوح و شفافیت بهتری نمایش داده می شوند ( خصوصا" در مواردیکه دقت بالا، انتخاب شده باشد ) .

▪ Color Convergence : پارامتر فوق ، معیاری بمنظور سنجش نحوه تلاقی سه تفنگ رنگی ( قرمز ،سبز ، آبی ) درهر پیکسل بوده و وضوح بهتر تصاویر را در صورت همگرائی مناسب ، بدنبال خواهد داشت .

▪ Conventional Tube :
متداولترین لامپ استفاده شده در مانیـتورها ،طی سالیان گذشته بوده است . مانیتورهائی که از لامپ تصویر پانزده اینچ و یا بالاتر استفاده نموده اند ، هم اینک درصدد استفاده از صفحات مسطح و یا سایر لامپ های تصویر ، می باشند .

▪ Dot Pitch :
یک واحد اندازه گیری بمنظور محاسبه فاصله بین مراکز دو نقطه نورانی با رنگ مشابه بر روی نمایشگر می باشد .هر اندازه نقاط به یکدیگر نزدیک باشند ،مقدار پارامتر فوق کمتر شده و تصاویر از وضوح بهتری برخوردار خواهند بود .

▪ Energy Star :
استاندارد ارائه شده توسط Environmental Protection Agency )EPA) ، بمنظور تولید و استفاده از کامپیوترهای شخصی با هدف بهینه سازی مصرف انرژی می باشد.استاندارد فوق ، اولین مرتبه در ۱۷ ژوئن ۱۹۹۳ ارائه گردید.مصرف انرژی کامپیوترها و یا مانیتورهائی که از استاندارد فوق تبعیت می نمایند ، می بایست در پائین ترین وضعیت ممکن ، به کمتر از۳۰ وات تنزل یابد.

▪ Flat-Screen Color CRT Monitor : مانیتورهائی رنگی که دارای صفحات نمایشگرمسطح می باشند. نمایشگرهای مسطح نسبت به نمایشگرهای غیرمسطح ، علاوه بر ارائه تصاویر با کیفیت مطلوبتر ، کاهش تشعشعات را نیز بدنبال خواهند داشت .

▪ MPR-II :
استانداردی بمنظور کاهش انتشار امواج الکترواستاتیک و الکترو مغناطیسی می باشد . MPR ۱۹۹۰ یا MPR II استاندارد تعریف شده بمنظور سنجش میزان تشعشعات از دستگاه هائی نظیر مانیتور است .

▪ Phosphor :
مواد بر روی صفحه که در واکنش به سیگنال تولید شده توسط تفنگ های پرتاپ الکترون ، از خود نور ساطع می نمایند
Pixel ، از کلمات Picture element اقتباس شده است . پیکسل ها ، نقاط کلیدی موجود بر روی صفحات نمایشگر بمنظور ایجاد تصاویر می باشند .

▪ Pixel Clock Speed :
فرکانس و یا سرعت نوشتن پیکسل ها ی مربوط به یک تصویر بر روی صفحه نمایشگر می باشد. هر اندازه میزان سرعت فوق بالا باشد ، لرزش تصاویر کمتر خواهد شد.

▪ Refresh Rate :
به سرعت پویش و بازنویسی اطلاعات بر روی یک صفحه نمایشگر ، اطلاق می گردد.در فرکانس های بالاتر، با توجه به اینکه پیکسل ها با سرعت بیشتری فعال می گردند ،لرزش تصاویر کمتر خواهد شد ( مهمترین عامل لرزش تصویر ، کم نوری است ) . به پارامتر فوق ، فرکانس عمودی نیز گفته می شود .

▪ Resolution :
به تعداد پیکسل های نمایش داده شده افقی و عمودی بر روی صفحه ، گفته می شود. هر اندازه میزان پارامتر فوق افزایش یابد ، امکان نمایش تصاویر بیشتری بر روی نمایشگر بدون ضرورت استفاده از Scrolling ، فراهم می گردد .

▪ Scan Rate :
پارامتر فوق ، سرعت ( بر حسب کیلوهرتز ) ترسیم یک سیگنال خط افقی بر روی نمایشگر را مشخص نموده و هر اندازه مقدار پارامتر فوق بیشتر باشد ، تصاویری واضح تر در دقت های بالا ایجاد خواهد شد . به پارامتر فوق ، فرکانس افقی نیز می گویند .

▪ Shadow Mask :
صفحات فلزی بهمراه سوراخ هائی درون آنان که تفنگ الکترون از بین آنان،پرتوهای الکترون را بمنظور تولید پیکسل ها بر روی نمایشگر ، ارسال می نماید .

▪ Stripe Pitch :
یک واحد اندازه گیری بمنظور محاسبه فاصله بین مراکز دو نوار با رنگ مشابه که باعث ایجاد یک تصویر بر روی صفحه نمایشگر می گردد . هر اندازه نوارها ی رنگی به یکدیگر نزدیکتر باشند ، مقدار پارامتر فوق کاهش و بدنبال آن وضوح تصویر بهبود می یابد .

▪ Viewing Angles :
به زاویه افقی و یا عمودی که کاربر قادر به مشاهده تصاویر بدون کاهش کیفیت رنگ و شفافیت تصویر می باشد ، اطلاق می گرد