LCD Monitörlerde Görüntü nasıl oluşur?
LCD Cihazlarda temel prensip basittir; Resim, her biri renk verebilen çok sayıda piksellerden (Cell’lerden) oluşan bir panel sayesinde gerçekleşmektedir. Bu amaçla arka ışık kaynağı olarak kullanılan iki yada daha fazla florasan tüp lambadan veya yeni teknolojik gelişme ile imalatı hız kazanan power led aydınlatma kaynağından gelen ışık kullanılır. Örneğin tek bir pikselin aydınlanması için yapılması gereken şey ışığın geçmesine izin verecek ya da vermeyecek bir kapı veya diyafram koymaktır. LCD cihazlarda bu durum TFT yapısı gurubu ile gerçekleştirmektedir. LCD MONİTÖR LCD nin böyle basit açıklamayla anlatılabilmesine rağmen bunu gerçekleştiren teknoloji, elbette çok karmaşık ve kapsamlıLCD ( Liquid Crystal Display ), sıvı kristal esasına dayalı, düz panel cihazlar için kullanılır. LCD monitörlerde ve televizyonlarda kullanılan sıvı kristal yapıdaki madde ne katı, ne de sıvı diyebileceğimiz bir durumdadır. Bu özelliği sayesinde çok az enerji uygulayarak katı veya sıvı duruma rahatlıkla geçirilebilmektedir ve bu özelliğinden faydalanılarak pikseller aracılığı ile renklerle görüntü elde edilmektedir..
A) Arka Işık (Led) B) TFT C) LCD D) Renk Filtresi,
TFT LCD- SIVI KRİSTAL EKRAN
Arka ışıktan görünen ışın açık TFT hücrelerinden LCD matrise doğru geçer.
Açık veya Kapalı hücre LCD sürücü tarafından kontrol edilir.
Renkfiltresinden geçerek ışının LCD’den aldığı resim bilgilerini ön panele taşır.
LCD TV PANEL YAPISI
1-En ön esnek fiber cam
2-TFT panel
3-Panel kılavuzu
4-İnce film tabaka DBEFD
5-Prizma U
6-Prizma L
7-Difüzör Prizma
8-Difüzör Plaka
9-Arka Kartuş
10-Alt kapak
11-Sürücü kartları
12-Pano uzantıları
13-Esnek şerit kablo
LCD Panellerin Özellikleri ve Çalışma Prensibi LCD panellerdeki en büyük özellik, görüntünün elde edilmesinde büyük rol oynayan sıvı kristal yapıdır.
Sıvı kristal yapıdaki madde ne katı ne de sıvı diyebileceğimiz bir durumda bulunur. Sıvı kristalin bu özelliği sayesinde çok az enerji uygulayarak katı veya sıvı duruma rahatlıkla geçirilebilir. LCD monitörlerde normalde bükümlü nematik tip sıvı kristal kullanılmaktadır. Bu sıvı kristal yapıya elektrik enerjisi uygulandığında bükümler açılır ve kristal moleküler yapı duruş açısını değiştirir. Bu özellik kullanılarak, sıvı kristal kanalın içinden ışığın geçmesine yol verilir. LCD panellerin her bir pikselinde sıvı kristal madde bulunmaktadır ve binlerce pikselden oluşmaktadır. Her pikselde 3 adet renk hücresi (RGB -alt piksel) bulunur. Bu monitörlerin satır ve sütunlarında bulunan piksellerin her biri elektrotlara bağlıdır. Elektrotlar aracılığıyla istenilen renk hücresine elektrik akımı gönderilerek panelde görüntü elde edilir.
TFT LCD : THIN FILM TRANSISTOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY TFT
‘Thin Film Transistor’ün kısaltılmışı olup pikselleri aktif olarak denetleyen elementleri tanımlar. Bu sebepten “aktif matris TFT” olarak da adlandırılırlar. Düz ekran kategorisi kendi içinde LCD (likit kristal) panel teknolojisine sahiptir. Işık kaynağı olarak floresan lambalar kullanılmıştır. TFT-LCD olarak adlandırılan bu cihazlar arkadan aydınlatmalı ekranlar sınıfındadır. Işığın TFT ’ deki iletim tekniğinin açıklaması
Elektrodlar arasına voltaj uygulandığı zaman ışığın durumu Elektrodlar arasına voltaj uygulanmadığı zaman ışığın durumu
TFT LCD Ekranda her piksel 3 alt pikselden oluşan hücreler oluşmuştur. Elektrotlar aracılığı ile üç ayrı rengin yoğunluğu belirlenerek istenilen renk elde edilir.
LED Aydınlatmalı LCD cihazların panel içindeki POWER LED lerin bölgesel görünümleri
LCD ekranlarda kullanılan ve indium-tin oksit le kaplanmış, adres elektrodları döşenmiş iki şeffaf fiber camın arasına yerleştirilen bükümlü nematik tipteki sıvı kristal maddeden oluşmuş noktalar aracılığı ile görüntü elde edilmektedir. Alt fiber camdaki adres tarama hattı elektrodları satırlar için, üst fiber camdaki adres tarama hattı ise sütunlar içindir. Panel yapısına göre (HD-FULL HD) binlerce pikselden oluşur ve her pikselde 3 adet renk hücresi (Altpiksel RGB) bulunur. Her pikselde kullanılan bu sıvı kristal yapıya elektrik enerjisi uygulandığı zaman bükümler şeklinde açılırlar. Yukarıdaki şekilde de görüldüğü gibi piksel içindeki yapıda kullanılan polarizörler gelen ışığı kutuplayan elemanlardır. Panelin bu çalışma özelliğinden faydalanılarak arkadan gelen ışığın sıvı kristal kanalın içinden geçmesi sağlanır. Paneldeki satır ve sütunlarda bulunan piksellerin her biri elektrodlara bağlanmıştır. Bu elektrodlar aracılığı ile istenilen pikseldeki renk hücresine elektrik akımı verilerek uygulanan resim görüntüsü panelin ekranında elde edilir.
Arka aydınlatma olarak bilinen LED lambadan gelen ışık kaynağı, TFT (Thin Film Transistör) dilim panellerin arasına uygulanan gerilimin elektrik alan etkisi ile geçirgenlik özelliği değişebilen ve gelen ışığı kutuplayan polarize filtreden geçtikten sonra, Likit kristal hücreler denilen binlerce küçük piksellerden oluşan bu katman gurubundan geçer. Hücreler, ekran boyunca sıra halinde dizilerek piksellerden(ekrandaki küçük noktalardan) ikinci polarize filtre ile geçmesine izin verir. Işığın aracılığıyla bloklardan ve her bir kristalden geçmek suretiyle kristal yapılandırma yöntemiyle ekranda görüntü oluşturulmuş olur. Her hücre veya her altpiksel bir kontrol gerilimi ile ayrı ayrı ele alınabilir. Bu demektir ki, örneğin; 15“ bir LCD monitör ekranda, 1024 x 768 yani2,359 296 adet altpiksel (1024 x 768 x 3) çözünürlüğe sahiptir. Bazen bir veya daha fazla piksel, elektrik akımı verildiği halde mekanizması başarısız olarak tamamen karanlık bir hücre (ölü hücre) ya da “kötü” piksel şeklinde görebiliriz. LCD monitörlerde ölü piksel kesinlikle istenmeyen bir durumdur. Piksel hata oranı LCD monitörlerde sıfır olmak zorundadır.Monitörlerin tipine göre nokta aralıklarının mesafesi 0.2 mm ile 0,3 mm arasındadır.
LCD renkli ekranlar, Pasif matris ve Aktif matris olmak üzere iki temel türde yapılmıştır.
Pasif matris sistemlerde renklerin elde edilmesi; aydınlanacak olan hücrelerin adres hatları taranarak uygulanan gerilime göre hücre renk yoğunluğu belirlenir. Uygulaması kolay olmasına rağmen piksellerin görüntülemedeki cevap verme gecikmesi yüzünden tepkime süresinin kalitesi düşük olur, dolayısı ile tercih sebebi olmamaktadır.
Aktif matris sistemlerde Thin Film Transistör (TFT) denilen bir yapı kullanılmıştır. İnce film kalınlığında olan bu TFT katmanında bütün piksellerdeki her cell’in arkasında binlerce transistör ve kapasitör kullanılmıştır. Transistör, saydam olan elektrodu sürmekte, kapasitörtör ise, yeni tazeleme sinyali gelene kadar pikselin çalışma gerilimini korumuş olur. Gelen değişikliğe cevap verme süresi hızlı olduğu için görüntü kalitesi yüksektir ve imalatçı firmaların tercih sebebi bir teknoloji seçeneği olmuştur.
Aktif matris LCD paneller geleneksel CRT ekranlar kadar keskin renkli görüntüler üretirler. Temelde TFT ince film küçük anahtarlama transistörleri ve kapasitörler şeklinde belirlenmiş, üç unsurdan (Cellden) meydana gelen her bir piksel için kırmızı, yeşil ve mavi ışık kaynağının geçiş kontrolunu sağlar. Piksel adresi için, uygun satır ve sütunlarvardır. Bu satır ve sütunlar aracılığı ile TFT transistörler işlemci tarafından gerektiği kadar tetiklenme suretiyle, her cell ayrı ayrı kontrol edilerek bir pikselden istenilen ışık miktarı karışımı elde edilir. Şekilde de görüldüğü üzere tüm satır ve sütunlar ayrı ayrı birer noktada matrix mantığında kesişmektedirler. TFT transistörler tetiklenmedikleri zaman kapalı olduğundan, belirlenen kapasitör bir çalışma içerisinde, piksel siyah olarak görünür. Pikseli kapasitörün çalışma özelliği ile sonraki yenileme döngüsüne kadar aktif olarak tutmak mümkündür. Sütun ve satırlardan LCD panelin kristal yapısı içerisindeki bir cell’e verilen gerilim miktarı çok hassas bir yapıyla kontrol edilir. Thin film transistörlerle kontrol edilen ve sadece yeterince biraz ışık aracılığıyla ön panele geçip görüntü için gerekli noktalardan birini oluşturmuş oluruz. Beyaz ışık ya da geçiş kapısının kapanmasıyla hücre karanlığa bürünür ve sonuç olarak daha hızlı tepki sürelerinin oluşması sağlanır.
(Response time) LCD kullanımında ön ve arka elektrod yüzeyler arasındaki hızlı tepkime süresi sayesinde özellikle çok hareketli görüntülerdeki görüntü kaybı ve bozukluğu ortadan kaldırılmış olur.
TEPKİME SÜRESİ
Tepkime süresi (Response Time), LCD paneldeki bir pikselin, aktif (siyah) konumdan aktif olmayan (beyaz) konuma geçmesi ve tekrar aktif (siyah) durumuna gitmek üzere, sıvı kristal hücresindeki (piksel) değişiklik için geçen süreye denir..
Bu tepkime süresi pratik açıdan, piksel hızı anlamına gelir ve ekrandaki resim yenileme ne kadar hızlı değişebilir ise bu geçiş daha güzel bir görüntü izleme zevki meydana getirir.Tepkime süresi çok 
yavaş ise, oyun ve filmlerde, geçişlerde gölgelenme veya bulanıklık etkilerini daha fazla görmüş oluruz. Bu durum izleyici tarafından istenmeyen bir konudur.
Tepkime süresi milisaniye ile ölçülür. 5 milisaniye ve üzerindeki süre iyi bir tepkime süresi değildir.8 milisaniye kötü bir tepkime süresidir. Özellikle çocukların gözleri 5 milisaniyenin üzerindeki görüntü geçişlerini, piksellerdeki renk değişikliklerini yakalayabilmektedir. İdeal bir LCD paneli tepkime süresi 2 milisaniye ve altında olmalıdır.
