Tip:
Highlight text to annotate it
X
Ανατομία ενός μόνιτορ. Υγροί Κρύσταλλοι, Διαφανή ηλεκτρόδια, μικροσκοπικά τρανζίστορ
Αυτό το μόνιτορ χρησιμοποιεί υγρούς κρυστάλλους για να προβάλει εικόνες.
Το πως λειτουργεί με συναρπάζει.
Αφήστε να σας δείξω.
Ας αρχίσουμε από το πίσω μέρος της οθόνης.
Αν κοιτάξετε εδώ θα δείτε μια σειρά από φώτα LED στο κάτω μέρος που ονομάζονται "οπίσθιος φωτισμός" (backlight).
Αυτά είναι τα μόνα φώτα μέσα στο μόνιτορ.
Το επόμενο κομμάτι είναι το οπτικό σύστημα, που κάνει το φως ομοιόμορφο στο πίσω μέρος της οθόνης.
Το πρώτο φύλλο φτιάχνει ένα ομοιόμορφο λευκό φόντο για το φως.
Το επόμενο κομμάτι λέγεται πλάκα οδήγησης φωτισμού.
Μπορείτε να δείτε ότι καλύπτεται από κουκκίδες.
Όταν φως μπαίνει από το κάτω άκρο, το φως διαδίδεται στην πλάκα μέσω πλήρους ανάκλασης,
εκτός αν χτυπήσει μια από τις κουκκίδες.
Τότε κάποια από τα φωτεινά κύματα θα βγουν από μπροστά.
Γι' αυτό οι μηχανικοί έχουν τοποθετήσει ένα φιλμ διάθλασης.
που βοηθά στην εξάλειψη των κουκκίδων της πλάκας.
Έπειτα έχουμε ένα πρισματικό φιλμ.
Μπορείτε εδώ να παρατηρήσετε ότι είναι αρκετά φωτεινότερο εκεί που έχω το φιλμ
από εκεί που δεν το έχω.
Σε αυτό το σημείο, αν βάλουμε το τελευταίο φιλμ διάθλασης πάνω
έχουμε μια πολύ ομοιόμορφα φωτισμένη επιφάνεια, ολόκληρη από μια μόνο σειρά LED στο κάτω μέρος.
Ο οπίσθιος φωτισμός είναι πάντα αναμένος,
αλλά αυτό που ελέγχει τι βλέπουμε είναι αυτό το κομμάτι γυαλιού.
Λειτουργεί σαν "φωτοφράκτης".
Και στις δυο πλευρές του φύλλου υπάρχουν δυο φίλτρα πόλωσης. Είναι στερεωμένα καλά στο γυαλί,
αλλά ας το εξηγήσω με δυο δικά μου φύλλα.
Αν βάλω αυτό το φύλλο στο οπτικό σύστημα, βλέπετε ότι αφήνει να περνά φως.
Αν βάλω και αυτό το φύλλο από πάνω, και αυτό αφήνει το φως να περνά.
Αν όμως το περιστρέψω 90 μοίρες από το κάτω φύλλο, θα δείτε ότι το φως εξαφανίζεται.
Το κάτω φύλλο δημιουργεί "πολωμένο φως",
που μπορεί να περάσει μόνο από ένα άλλο φίλτρο πόλωσης τοποθετημένο στη σωστή γωνία.
Φυσικά μέσα στην οθόνη LCD το μπροστινό φίλτρο πόλωσης δεν περιστρέφεται.
Εκτός από το διακόπτη ON/OFF δεν υπάρχουν άλλα κινούμενα μέρη.
Αυτό που κάνουμε είναι να βάλουμε τα δυο φίλτρα πόλωσης σε γωνία 90 μοιρών μεταξύ τους,
αυτή την διάταξη που δεν αφήνει φως να περάσει,
και μετά, αν θέλουμε να περάσει φως, "στρέφουμε" το φως μέσα στο γυάλινο πλαίσιο
ώστε να ταιριάξει με τη γωνία του μπροστινού φίλτρου πόλωσης.
Πώς; Ε, είναι το φαινομενικά απλό γυαλί που κάνει όλα τα μαγικά.
Ας το βάλω πάλι πάνω, βλέπετε ότι εμφανίζεται πάλι εικόνα.
Μου αρέσει πολύ αυτό.
Είναι πραγματικά ένα γυάλινο σάντουιτς.
Οι μηχανικοί γέμισαν το κενό μεταξύ των στρωμάτων με μικροσκοπικές γύαλινες χάντρες για να τα χωρίσουν,
και με οργανικά μόρια που είναι γνωστά ως "υγροί κρύσταλλοι".
Οι κρύσταλλοι έχουν ενδιαφέρουσες ιδιότητες και δεν επιτρέπουν στο φως να περνά
ομοιόμορφα και στους δύο άξονές τους.
Σχηματίζονται εγκοπές και στις δύο επιφάνειες γυαλιού με γωνία 90 μοιρών μεταξύ τους.
Τα μόρια μεταξύ τους ευθυγραμμίζονται σε μια όμορφη "έλικα".
Όταν περνά o οπίσθιος φωτισμός από το πρώτο φίλτρο πόλωσης και μπαίνει στο "σάντουιτς"
περιστρέφεται από τους υγρούς κρυστάλλους ώστε να περάσει από το δεύτερο φίλτρο
και να βγει από το μπροστινό μέρος της οθόνης.
Αυτό είναι γνωστό σαν "κανονική λευκή κατάσταση".
Η εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου κατά μήκος του σάντουιτς, κάνει τους κρυστάλλους
να ευθυγραμμιστούν στον μεγάλο άξονά τους.
Τώρα το φως περνά χωρίς να περιστραφεί από τους κρυστάλλους,
και επομένως δεν περνά στο μπροστινό μέρος της οθόνης.
Αυτό ονομάζεται "κανονική μαύρη κατάσταση".
Τώρα που μπορούμε να ελέγξουμε το φως που περνά το γυαλί, πως έχουμε χρώμα;
Ας κοιτάξουμε το γυαλί με λεπτομέρεια.
Ελέγχοντας την τάση σε αυτά τα διαφανή ηλεκτρόδια, μπορούμε να ελέγξουμε την ένταση του φωτός που περνά.
Υπάρχουν αρκετά περισσότερα πράγματα σε αυτή την γυάλινη πλάκα.
Ας εξετάσουμε αυτό το σημείο, όπου το μανίκι μου συναντά το χρυσό φόντο.
Αν εστιάσουμε μέσα, θα δείτε ότι αποτελείται από pixels.
Αν βγάλω την εικόνα και φωτίσω από το πίσω μέρος το "σάντουιτς", βλέπετε ότι
η οθόνη περιέχει κόκκινες (Red), πράσινες (Green) και μπλε (Blue) περιοχές.
Αυτά λέγονται "subpixels" (υπο-πίξελς).
Και τα τρία μαζί φτιάχνουν ένα μόνο pixel.
Στο "σάντουιτς", είναι απλώς χρωματιστά "πλακάκια" σε στρώμα πάνω από τα μπροστινά διαφανή ηλεκτρόδια.
Ακολουθούν το χρωματικό μοντέλο RGB.
Ρυθμίζουμε τον "φωτοφράχτη" πίσω από τα sub-pixels έτσι ώστε να φτιάχνουν ένα συγκεκριμένο χρώμα.
Για παράδειγμα, για να πάρουμε την μπλε απόχρωση στο πουκάμισό μου,
ρυθμίζουμε το κόκκινο sub-pixel στο 12% της μέγιστης έντασης, το πράσινο στο 21%
και το μπλε περίπου στο 50%.
Και τώρα, το τελευταίο κρίσιμο κομμάτι στο γυάλινο σάντουιτς.
Στο πίσω πλαίσιο, οι μηχανικοί έχουν βάλει μικροσκοπικές συσκευές που λέγονται
"τρανζίστορ λεπτού φιλμ" (Thin Film Transistors).
Γι' αυτό συχνά οι οθόνες αυτές αναφέρονται σαν TFT.
Κάθε sub-pixel έχει ένα τρανζίστορ που το ελέγχει.
Αυτό το τρανζίστορ που βλέπετε εδώ λειτουργεί σαν διακόπτης,
που επιτρέπει στην οθόνη να ανανεώνεται σειρά προς σειρά.
Εφαρμόζοντας τάση σε συγκεκριμένη σειρά, ενώ ταυτόχρονα οι άλλες σειρές είναι γειωμένες,
επιτρέπουμε σε κάθε sub-pixel της σειράς αυτής να δεχτεί δεδομένα που έρχονται από το πάνω μέρος.
Μόνο μια γραμμή μπορεί να δεχτεί δεδομένα σε κάθε στιγμή, αλλά η ταχύτητα
με την οποία αυτό συμβαίνει για κάθε σειρά είναι τόσο γρήγορη, που το μυαλό μας
το συνθέτει σε μια εικόνα.
Τι θαυμάσια συσκευή.
Και επίσης, _η_ τεχνολογία που επέτρεψε στους υπολογιστές να γίνουν φορητοί.
Φανταστείτε τα λάπτοπ, κινητά και ταμπλέτες χωρίς ελαφριές οθόνες.
Είμαι ο Μπιλ Χάμακ, ο μηχανικός.
Παραγωγή: Μπιλ Χάμακ, Νικ Ζικ και Πάτρικ Ράιαν. (Πανεπιστήμιο Ιλλινόι, Ουρμπάνα - Τμήμα Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής.) Απόδοση: Αντώνης Κηρύκος