ไดอะแกรมโครงสร้างจอแสดงผลคริสตัลเหลว
แต่ละพิกเซลของจอแสดงผลคริสตัลเหลวประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้: ชั้นของโมเลกุลคริสตัลเหลวที่แขวนอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดโปร่งใสสองอิเล็กโทรด (อินเดียม ทินออกไซด์) และฟิลเตอร์โพลาไรซ์สองตัวที่มีทิศทางโพลาไรซ์ตั้งฉากกันที่ด้านนอกของทั้งสองด้าน .หากไม่มีผลึกเหลวระหว่างอิเล็กโทรด แสงที่ลอดผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์ตัวใดตัวหนึ่งจะถูกโพลาไรซ์ในแนวตั้งฉากกับโพลาไรซ์ที่สองพอดีและด้วยเหตุนี้จึงถูกปิดกั้นอย่างสมบูรณ์แต่ถ้าทิศทางของโพลาไรซ์ของแสงที่ผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์ตัวหนึ่งหมุนด้วยผลึกเหลว คริสตัลเหลวก็สามารถผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์อีกอันได้การหมุนของผลึกเหลวในทิศทางโพลาไรเซชันของแสงสามารถควบคุมได้ด้วยสนามไฟฟ้าสถิต จึงทำให้สามารถควบคุมแสงได้
โมเลกุลของผลึกเหลวได้รับผลกระทบจากสนามไฟฟ้าภายนอกอย่างง่ายดายเพื่อสร้างประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำเพิ่มประจุจำนวนเล็กน้อยลงในอิเล็กโทรดโปร่งใสของแต่ละพิกเซลหรือพิกเซลย่อยเพื่อสร้างสนามไฟฟ้าสถิต และโมเลกุลของผลึกเหลวจะถูกเหนี่ยวนำโดยสนามไฟฟ้าสถิตเพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดประจุไฟฟ้าและสร้างแรงบิดไฟฟ้าสถิต ซึ่งจะ เปลี่ยนการจัดเรียงการหมุนเดิมของโมเลกุลผลึกเหลวขนาดของการหมุนผ่านแสงเปลี่ยนมุมเพื่อให้สามารถผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์ได้
ก่อนที่ประจุจะถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรดแบบโปร่งใส การจัดตำแหน่งโมเลกุลของผลึกเหลวจะถูกกำหนดโดยการจัดตำแหน่งพื้นผิวของอิเล็กโทรด และพื้นผิวทางเคมีของอิเล็กโทรดจะทำหน้าที่เป็นเมล็ดของคริสตัลในผลึกเหลว TN ที่พบบ่อยที่สุด อิเล็กโทรดบนและล่างของผลึกเหลวจะถูกจัดเรียงในแนวตั้งโมเลกุลคริสตัลเหลวจัดเรียงเป็นเกลียว และแสงที่ผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์ตัวหนึ่งจะหมุนไปในทิศทางโพลาไรซ์หลังจากผ่านชิปผลึกเหลว เพื่อให้สามารถผ่านแผ่นโพลาไรซ์อีกแผ่นได้ส่วนเล็กๆ ของแสงจะถูกบล็อกโดยโพลาไรเซอร์ในระหว่างกระบวนการนี้ และปรากฏเป็นสีเทาจากภายนอกหลังจากที่ประจุถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรดแบบโปร่งใส โมเลกุลของผลึกเหลวจะถูกจัดเรียงเกือบขนานกับทิศทางของสนามไฟฟ้าจนเกือบสมบูรณ์ ดังนั้นทิศทางของโพลาไรเซชันของแสงที่ผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์จึงไม่หมุน ดังนั้นแสงจึงสมบูรณ์ ถูกบล็อกณ จุดนี้พิกเซลจะเป็นสีดำโดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้า ระดับการบิดเบือนของการจัดเรียงโมเลกุลผลึกเหลวสามารถควบคุมได้เพื่อให้ได้ระดับสีเทาที่แตกต่างกัน
จอแสดงผลคริสตัลเหลวบางตัวเปลี่ยนเป็นสีดำภายใต้การกระทำของกระแสสลับกระแสสลับจะทำลายเอฟเฟกต์เกลียวของผลึกเหลวเมื่อปิดกระแสไฟฟ้า จอแสดงผลคริสตัลเหลวจะสว่างขึ้นหรือโปร่งใสจอภาพคริสตัลเหลวประเภทนี้มักใช้ในคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กและจอภาพคริสตัลเหลวราคาถูกจอภาพคริสตัลเหลวอีกประเภทหนึ่งที่มักใช้ในจอภาพคริสตัลเหลวความละเอียดสูงหรือโทรทัศน์คริสตัลเหลวขนาดใหญ่คือ เมื่อปิดเครื่อง จอแสดงผลคริสตัลเหลวจะทึบแสง
เพื่อประหยัดพลังงาน จอแสดงผลคริสตัลเหลวใช้วิธีการมัลติเพล็กซ์ในโหมดมัลติเพล็กซ์ อิเล็กโทรดที่ปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกันเป็นกลุ่ม และอิเล็กโทรดแต่ละกลุ่มเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ และอิเล็กโทรดที่ปลายอีกด้านจะเชื่อมต่อเป็นกลุ่ม และแต่ละกลุ่มเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ .ด้านหนึ่ง การออกแบบการจัดกลุ่มช่วยให้มั่นใจได้ว่าแต่ละพิกเซลถูกควบคุมโดยแหล่งจ่ายไฟอิสระ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือซอฟต์แวร์ที่ขับเคลื่อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะควบคุมการแสดงผลของพิกเซลโดยการควบคุมลำดับการเปิด/ปิดของแหล่งจ่ายไฟ
เมตริกสำหรับตรวจสอบจอภาพ LCD มีประเด็นสำคัญดังต่อไปนี้: ขนาดการแสดงผล เวลาตอบสนอง (อัตราการซิงค์) ประเภทอาร์เรย์ (แอ็คทีฟและพาสซีฟ) มุมมองภาพ สีที่รองรับ ความสว่างและความคมชัด ความละเอียดและอัตราส่วนภาพ และอินเทอร์เฟซอินพุต (เช่น อินเทอร์เฟซการมองเห็นและอาร์เรย์แสดงผลวิดีโอ)
ประวัติโดยย่อ
ในปี พ.ศ. 2431 ฟรีดริช ไลนิทเซอร์ นักเคมีชาวออสเตรีย ได้ค้นพบผลึกเหลวและคุณสมบัติทางกายภาพพิเศษของพวกมัน
จอแสดงผลคริสตัลเหลวที่ใช้งานได้เครื่องแรกใช้โหมด Dynamic Scattering (DSM) ซึ่งพัฒนาโดยกลุ่มที่นำโดย George Hellman จาก Radio Corporation of AmericaHellmann ก่อตั้ง Optech ซึ่งเป็นบริษัทที่พัฒนาชุดจอแสดงผลคริสตัลเหลวโดยใช้เทคโนโลยีนี้
ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2513 ผลกระทบของสนาม Spin-nematic ของผลึกเหลวได้รับการจดทะเบียนเป็นสิทธิบัตรในสวิตเซอร์แลนด์โดย Zander และ Helfrich ที่ห้องปฏิบัติการกลาง Hoffmann-Lerocแต่ในปี 2512 ปีที่แล้ว เจมส์ เฟอร์กูสันได้ค้นพบปรากฏการณ์ฟิลด์สปิน-นีมาติกของผลึกเหลวที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเคนท์ในโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา และจดทะเบียนสิทธิบัตรเดียวกันในสหรัฐอเมริกาในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2514 ในปี พ.ศ. 2514 ILIXCO ได้ผลิตคริสตัลเหลวขึ้นเป็นครั้งแรก การแสดงผลตามคุณลักษณะนี้ ซึ่งมาแทนที่จอแสดงผลคริสตัลเหลวประเภท DSM ที่ด้อยกว่าเฉพาะหลังจากปี 1985 การค้นพบนี้มีมูลค่าทางการค้าในปีพ.ศ. 2516 บริษัท Sharp ของญี่ปุ่นได้ใช้เทคโนโลยีนี้เป็นครั้งแรกในการผลิตเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์แบบดิจิทัลในปี 2010 จอภาพ LCD ได้กลายเป็นอุปกรณ์แสดงผลหลักสำหรับคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง
หลักการแสดงผล
ระบบข้อมูลภายในรถยนต์สำหรับรถยนต์
หน้าจอข้อมูลการทำงานของสาย JR East Yamanote
หากไม่มีแรงดันไฟฟ้า แสงจะเคลื่อนที่ไปตามช่องว่างของโมเลกุลผลึกเหลวและหมุนไป 90 องศา เพื่อให้แสงผ่านได้แต่หลังจากเพิ่มแรงดันไฟฟ้า แสงจะพุ่งตรงไปตามช่องว่างของโมเลกุลผลึกเหลว ดังนั้นแสงจึงถูกบล็อกโดยแผ่นกรอง
ผลึกเหลวเป็นสารที่มีคุณสมบัติการไหล ดังนั้นจึงสามารถใช้แรงเพียงเล็กน้อยเพื่อทำให้โมเลกุลคริสตัลเหลวเคลื่อนที่ได้ยกตัวอย่างผลึกเหลวนีมาติกที่พบบ่อยที่สุด โมเลกุลคริสตัลเหลวสามารถเปลี่ยนโมเลกุลผลึกเหลวได้อย่างง่ายดายโดยการกระทำของสนามไฟฟ้าแกนแสงของผลึกเหลวค่อนข้างสอดคล้องกับแกนโมเลกุล ดังนั้นจึงสามารถสร้างเอฟเฟกต์แสงได้เมื่อสนามไฟฟ้าที่ใช้กับผลึกเหลวถูกขจัดออกและหายไป ผลึกเหลวจะใช้ความยืดหยุ่นและความหนืดของตัวเองเพื่อฟื้นฟูโมเลกุลผลึกเหลวอย่างรวดเร็วสถานะก่อนใช้สนามไฟฟ้า
จอแสดงผลแบบส่งผ่านและสะท้อนแสง
จอแสดงผลคริสตัลเหลวสามารถส่งผ่านหรือสะท้อนแสงได้ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่วางแหล่งกำเนิดแสง
LCD แบบ Transmissive จะส่องสว่างโดยแหล่งกำเนิดแสงด้านหลังหน้าจอหนึ่ง ขณะที่การดูอยู่อีกด้านหนึ่ง (ด้านหน้า) ของหน้าจอLCD ประเภทนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในแอพพลิเคชั่นที่ต้องการจอภาพที่มีความสว่างสูง เช่น จอคอมพิวเตอร์ พีดีเอ และโทรศัพท์มือถือการใช้พลังงานของอุปกรณ์ให้แสงสว่างที่ใช้ในการส่องสว่างจอแสดงผลคริสตัลเหลวมีแนวโน้มที่จะสูงกว่าของจอแสดงผลคริสตัลเหลวเอง
จอแสดงผลคริสตัลเหลวแบบสะท้อนแสง ซึ่งมักพบในนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องคิดเลข (บางครั้ง) จะสะท้อนแสงจากภายนอกกลับมาส่องหน้าจอด้วยพื้นผิวสะท้อนแสงแบบกระจายที่ด้านหลังLCD ประเภทนี้มีอัตราส่วนคอนทราสต์สูงกว่า เนื่องจากแสงผ่านคริสตัลเหลวสองครั้ง จึงถูกตัดสองครั้งการไม่ใช้อุปกรณ์ให้แสงสว่างจะลดการใช้พลังงานลงอย่างมาก ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่จะมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนานขึ้นเนื่องจากจอแสดงผลคริสตัลเหลวแบบสะท้อนแสงขนาดเล็กใช้พลังงานน้อยมากจนเซลล์สุริยะเพียงพอที่จะจ่ายพลังงานให้กับพวกเขา จึงมักใช้ในเครื่องคิดเลขพกพา
จอแสดงผลคริสตัลเหลวแบบ Transflective สามารถใช้เป็นทั้งแบบส่งผ่านและแบบสะท้อนแสงเมื่อแสงภายนอกเพียงพอ จอภาพคริสตัลเหลวจะทำงานเป็นแบบสะท้อนแสง และเมื่อแสงภายนอกไม่เพียงพอ ก็สามารถใช้เป็นแบบส่งผ่านได้เช่นกัน
หน้าจอสี
โครงสร้างพิกเซลย่อยของจอแสดงผลคริสตัลเหลวสี
ซูมพิกเซลบน LCD
เทคโนโลยี LCD ยังเปลี่ยนความสว่างตามขนาดของแรงดันไฟฟ้า และสีที่แสดงโดยแต่ละองค์ประกอบภาพย่อยของ LCD จะขึ้นอยู่กับกระบวนการคัดกรองสีเนื่องจากตัวคริสตัลเหลวไม่มีสี ฟิลเตอร์สีจึงถูกใช้เพื่อสร้างสีต่างๆ แทนองค์ประกอบภาพย่อยองค์ประกอบภาพย่อยสามารถปรับระดับสีเทาได้โดยการควบคุมความเข้มของแสงที่ส่องผ่านเท่านั้นมีจอแสดงผลแอกทีฟแมทริกซ์เพียงไม่กี่จอเท่านั้นที่ใช้การควบคุมสัญญาณแอนะล็อก และเทคโนโลยีการควบคุมสัญญาณดิจิทัลส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้LCD ที่ควบคุมแบบดิจิทัลส่วนใหญ่ใช้ตัวควบคุมแปดบิตที่สามารถสร้างระดับสีเทาได้ 256 ระดับแต่ละองค์ประกอบย่อยสามารถแสดง 256 ระดับ ดังนั้นคุณสามารถรับสี 2563 และแต่ละองค์ประกอบสามารถแสดงสีได้ 16,777,216 สีเนื่องจากการรับรู้ความสว่างของดวงตาของมนุษย์ไม่ได้เปลี่ยนแปลงเป็นเส้นตรง และดวงตาของมนุษย์มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงความสว่างต่ำมากขึ้น ความเข้มของสีแบบ 24 บิตนี้จึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการในอุดมคติได้อย่างเต็มที่วิศวกรใช้วิธีการปรับแรงดันพัลส์เพื่อทำให้สี Changes ดูสม่ำเสมอมากขึ้น
ใน LCD สี แต่ละพิกเซลจะแบ่งออกเป็นสามเซลล์หรือพิกเซลย่อย โดยมีตัวกรองเพิ่มเติมเพื่อติดป้ายกำกับเป็นสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินพิกเซลย่อยสามพิกเซลสามารถควบคุมได้อย่างอิสระ และพิกเซลที่เกี่ยวข้องสามารถสร้างสีได้หลายพันหรือหลายล้านสีCRT รุ่นเก่าจะแสดงสีในลักษณะเดียวกันส่วนประกอบสีถูกจัดเรียงตามรูปทรงพิกเซลต่างๆ ตามต้องการ
อาร์เรย์แบบแอ็คทีฟและพาสซีฟ
จอแสดงผลคริสตัลเหลวซึ่งมักใช้ในนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์พกพา ประกอบด้วยส่วนเล็กๆ และแต่ละส่วนมีหน้าสัมผัสอิเล็กโทรดเดียววงจรเฉพาะภายนอกให้ประจุไฟฟ้าแก่หน่วยควบคุมแต่ละหน่วย และโครงสร้างการแสดงผลนี้อาจยุ่งยากเมื่อมีหน่วยแสดงผลจำนวนมาก (เช่น จอแสดงของเหลว)จอแสดงผลขาวดำขนาดเล็ก เช่น จอภาพคริสตัลเหลวแบบพาสซีฟอาร์เรย์บน PDA หรือจอคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กรุ่นเก่าที่ใช้เทคโนโลยี Super Twisted Nematic (STN) หรือ Dual Layer Super Twisted Nematic (DSTN) (DSTN จะแก้ไขค่าเบี่ยงเบนสีของ STN)
แต่ละแถวหรือคอลัมน์บนจอแสดงผลมีวงจรอิสระ และตำแหน่งของแต่ละพิกเซลยังระบุด้วยแถวและคอลัมน์ในเวลาเดียวกันการแสดงผลประเภทนี้เรียกว่า "อาร์เรย์แบบพาสซีฟ" เนื่องจากต้องจำแต่ละพิกเซลก่อนอัปเดตในรัฐนั้น ๆ ไม่มีการจ่ายประจุที่เสถียรต่อพิกเซลในขณะนี้เมื่อจำนวนพิกเซลเพิ่มขึ้น จำนวนแถวและคอลัมน์สัมพัทธ์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกันวิธีการแสดงนี้จะใช้งานยากขึ้นจอแสดงผลคริสตัลเหลวที่สร้างด้วยอาร์เรย์แบบพาสซีฟมีลักษณะเฉพาะด้วยเวลาตอบสนองที่ช้ามากและอัตราส่วนคอนทราสต์ต่ำ
จอภาพสีที่มีความละเอียดสูงในปัจจุบัน เช่น จอคอมพิวเตอร์หรือโทรทัศน์ เป็นอาร์เรย์ที่ใช้งานเพิ่มจอแสดงผลคริสตัลเหลวทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางลงในโพลาไรเซอร์และฟิลเตอร์สีแต่ละพิกเซลมีทรานซิสเตอร์ของตัวเอง ทำให้สามารถจัดการพิกเซลเดียวได้เมื่อเปิดสายคอลัมน์ เส้นของแถวทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับทั้งคอลัมน์ (แถว) ของพิกเซล และแต่ละแถวจะถูกขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง บรรทัดของคอลัมน์นี้จะถูกปิด และอีกคอลัมน์หนึ่ง (แถว) จะถูกเปิดใช้งานในการดำเนินการอัปเดตหน้าจอทั้งหมด บรรทัดของคอลัมน์ทั้งหมดจะเปิดขึ้นในอนุกรมเวลาการแสดงแอกทีฟอาร์เรย์ที่มีขนาดเท่ากันจะสว่างและคมชัดกว่าจอแสดงผลพาสซีฟอาร์เรย์ และมีเวลาตอบสนองที่สั้นลง
ควบคุมคุณภาพ
แผง LCD บางตัวมีทรานซิสเตอร์ที่บกพร่องซึ่งทำให้เกิดจุดสว่างและจุดมืดถาวรแผง LCD ต่างจาก IC ตรงที่ยังคงแสดงผลได้ตามปกติแม้ว่าจะมีจุดบอด ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงความสิ้นเปลืองในการทิ้งแผง LCD ที่ใหญ่กว่าพื้นที่ IC ได้มาก เนื่องจากมีพิกเซลตายเพียงไม่กี่จุดผู้ผลิตแผงควบคุมมีเกณฑ์ที่แตกต่างกันในการกำหนดพิกเซลที่ตาย
เนื่องจากขนาดที่ใหญ่กว่า แผง LCD จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องมากกว่าแผงวงจร ICตัวอย่างเช่น จอ LCD SVGA ขนาด 12 นิ้วมีพิกเซลตาย 8 จุด ในขณะที่เวเฟอร์ขนาด 6 นิ้วมีข้อบกพร่องเพียง 3 จุดอย่างไรก็ตาม เศษ 3 ชิ้นบนเวเฟอร์ที่สามารถแบ่งพาร์ติชันออกเป็น 137 ไอซีนั้นไม่ได้เลวร้ายนัก และการละทิ้งแผง LCD นี้หมายถึงเอาต์พุต 0%เนื่องจากการแข่งขันที่รุนแรงระหว่างผู้ผลิต มาตรฐานการควบคุมคุณภาพในปัจจุบันจึงได้รับการยกระดับขึ้นหากหน้าจอ LCD มีจุดบอดสี่จุดขึ้นไป จะตรวจจับได้ง่ายกว่า ลูกค้าจึงสามารถขอใหม่ได้ตำแหน่งของพิกเซลที่ตายแล้วของหน้าจอ LCD ก็ไม่สำคัญเช่นกันผู้ผลิตมักจะลดมาตรฐานโดยการทำลายพิกเซลบริเวณกึ่งกลางของจอแสดงผลผู้ผลิตบางรายเสนอการรับประกันพิกเซลตายเป็นศูนย์
การใช้พลังงาน
จอแสดงผลคริสตัลเหลวแบบแอกทีฟแมทริกซ์มีพลังงานไฟฟ้าน้อยกว่า CRTอันที่จริง มันได้กลายเป็นจอแสดงผลมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์พกพา ตั้งแต่ PDA ไปจนถึงคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กแต่ประสิทธิภาพของเทคโนโลยี LCD ยังต่ำเกินไป: แม้ว่าคุณจะแสดงหน้าจอเป็นสีขาว แสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงพื้นหลังน้อยกว่า 10% จะส่องผ่านจอแสดงผล และส่วนที่เหลือจะถูกดูดซับดังนั้น การใช้พลังงานในปัจจุบันของจอแสดงผลพลาสม่าใหม่จึงต่ำกว่าจอแสดงผลคริสตัลเหลวในพื้นที่เดียวกัน
PDA เช่น Palm และ CompaqiPAQ มักใช้จอสะท้อนแสงซึ่งหมายความว่าแสงรอบข้างเข้าสู่จอแสดงผล ผ่านชั้นคริสตัลเหลวแบบโพลาไรซ์ กระทบกับชั้นสะท้อนแสง และสะท้อนกลับมาเพื่อแสดงภาพประมาณการกันว่า 84% ของแสงถูกดูดซับในกระบวนการ ดังนั้นเพียงหนึ่งในหกของแสงที่ทำงานอยู่ ซึ่งในขณะที่ยังต้องการการปรับปรุง ก็เพียงพอที่จะให้คอนทราสต์ที่จำเป็นสำหรับวิดีโอภาพจอแสดงผลแบบสะท้อนแสงและแบบสะท้อนแสงทางเดียวทำให้สามารถใช้จอภาพคริสตัลเหลวได้โดยใช้พลังงานน้อยที่สุดภายใต้สภาพแสงที่แตกต่างกัน
จอแสดงผลพลังงานเป็นศูนย์
1. โพลาไรเซอร์โพลาไรซ์แสงตกกระทบในแนวตั้ง
2. อิเล็กโทรดใสที่มีอินเดียมทินออกไซด์ (ITO) บนพื้นผิวแก้วรูปร่างของอิเล็กโทรดแบบโปร่งใสจะเป็นตัวกำหนดที่อยู่ของสีเข้มโดยที่แสงจะไม่ผ่านหลังจากเปิดไฟของจอแสดงผลคริสตัลเหลวแถบแนวตั้งถูกสลักไว้บนพื้นผิว เพื่อให้ทิศทางการจัดตำแหน่งของผลึกเหลวย่อยจะอยู่ในทิศทางเดียวกับแสงตกกระทบที่โพลาไรซ์
3. ผลึกเหลวบิดเบี้ยว nematic (TN);
4. พื้นผิวแก้วที่มีฟิล์มอิเล็กโทรดโปร่งใสทั่วไป (ITO) แถบแนวนอนจะถูกสลักบนพื้นผิวเพื่อให้ทิศทางการจัดตำแหน่งของผลึกเหลวกลายเป็นแนวนอน
5. โพลาไรเซอร์เบี่ยงเบนในแนวนอนซึ่งสามารถปิดกั้นหรือปล่อยให้แสงผ่านได้
6. พื้นผิวสะท้อนแสงสะท้อนแสงกลับไปยังผู้สังเกต
ในปีพ.ศ. 2543 ได้มีการพัฒนาจอแสดงผลที่ใช้พลังงานเป็นศูนย์ซึ่งไม่ต้องใช้ไฟฟ้าเมื่ออยู่ในโหมดสแตนด์บาย แต่เทคโนโลยีนี้ยังไม่อยู่ในการผลิตจำนวนมากเทคโนโลยี LCD แบบบางที่ไม่มีกำลังไฟเป็นศูนย์อีกตัวหนึ่งได้รับการพัฒนาโดย Nemoptic ของฝรั่งเศส ซึ่งผลิตจำนวนมากในไต้หวันเมื่อเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2546 เทคโนโลยีนี้มุ่งเป้าไปที่อุปกรณ์พกพาที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น e-book และแล็ปท็อปจอ LCD ที่ใช้พลังงานเป็นศูนย์ยังแข่งขันกับกระดาษอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย
TFT-LCD
บทความหลัก: จอแสดงผลคริสตัลเหลวทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบางและ TFTs
TFT-LCD เป็นตัวย่อของจอแสดงผลคริสตัลเหลวทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง (จอแสดงผลคริสตัลเหลวทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง)
ไดอะแกรมโครงสร้างจอแสดงผลคริสตัลเหลว
แต่ละพิกเซลของจอแสดงผลคริสตัลเหลวประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้: ชั้นของโมเลกุลคริสตัลเหลวที่แขวนอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดโปร่งใสสองอิเล็กโทรด (อินเดียม ทินออกไซด์) และฟิลเตอร์โพลาไรซ์สองตัวที่มีทิศทางโพลาไรซ์ตั้งฉากกันที่ด้านนอกของทั้งสองด้าน .หากไม่มีผลึกเหลวระหว่างอิเล็กโทรด แสงที่ลอดผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์ตัวใดตัวหนึ่งจะถูกโพลาไรซ์ในแนวตั้งฉากกับโพลาไรซ์ที่สองพอดีและด้วยเหตุนี้จึงถูกปิดกั้นอย่างสมบูรณ์แต่ถ้าทิศทางของโพลาไรซ์ของแสงที่ผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์ตัวหนึ่งหมุนด้วยผลึกเหลว คริสตัลเหลวก็สามารถผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์อีกอันได้การหมุนของผลึกเหลวในทิศทางโพลาไรเซชันของแสงสามารถควบคุมได้ด้วยสนามไฟฟ้าสถิต จึงทำให้สามารถควบคุมแสงได้
โมเลกุลของผลึกเหลวได้รับผลกระทบจากสนามไฟฟ้าภายนอกอย่างง่ายดายเพื่อสร้างประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำเพิ่มประจุจำนวนเล็กน้อยลงในอิเล็กโทรดโปร่งใสของแต่ละพิกเซลหรือพิกเซลย่อยเพื่อสร้างสนามไฟฟ้าสถิต และโมเลกุลของผลึกเหลวจะถูกเหนี่ยวนำโดยสนามไฟฟ้าสถิตเพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดประจุไฟฟ้าและสร้างแรงบิดไฟฟ้าสถิต ซึ่งจะ เปลี่ยนการจัดเรียงการหมุนเดิมของโมเลกุลผลึกเหลวขนาดของการหมุนผ่านแสงเปลี่ยนมุมเพื่อให้สามารถผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์ได้
ก่อนที่ประจุจะถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรดแบบโปร่งใส การจัดตำแหน่งโมเลกุลของผลึกเหลวจะถูกกำหนดโดยการจัดตำแหน่งพื้นผิวของอิเล็กโทรด และพื้นผิวทางเคมีของอิเล็กโทรดจะทำหน้าที่เป็นเมล็ดของคริสตัลในผลึกเหลว TN ที่พบบ่อยที่สุด อิเล็กโทรดบนและล่างของผลึกเหลวจะถูกจัดเรียงในแนวตั้งโมเลกุลคริสตัลเหลวจัดเรียงเป็นเกลียว และแสงที่ผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์ตัวหนึ่งจะหมุนไปในทิศทางโพลาไรซ์หลังจากผ่านชิปผลึกเหลว เพื่อให้สามารถผ่านแผ่นโพลาไรซ์อีกแผ่นได้ส่วนเล็กๆ ของแสงจะถูกบล็อกโดยโพลาไรเซอร์ในระหว่างกระบวนการนี้ และปรากฏเป็นสีเทาจากภายนอกหลังจากที่ประจุถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรดแบบโปร่งใส โมเลกุลของผลึกเหลวจะถูกจัดเรียงเกือบขนานกับทิศทางของสนามไฟฟ้าจนเกือบสมบูรณ์ ดังนั้นทิศทางของโพลาไรเซชันของแสงที่ผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์จึงไม่หมุน ดังนั้นแสงจึงสมบูรณ์ ถูกบล็อกณ จุดนี้พิกเซลจะเป็นสีดำโดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้า ระดับการบิดเบือนของการจัดเรียงโมเลกุลผลึกเหลวสามารถควบคุมได้เพื่อให้ได้ระดับสีเทาที่แตกต่างกัน
จอแสดงผลคริสตัลเหลวบางตัวเปลี่ยนเป็นสีดำภายใต้การกระทำของกระแสสลับกระแสสลับจะทำลายเอฟเฟกต์เกลียวของผลึกเหลวเมื่อปิดกระแสไฟฟ้า จอแสดงผลคริสตัลเหลวจะสว่างขึ้นหรือโปร่งใสจอภาพคริสตัลเหลวประเภทนี้มักใช้ในคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กและจอภาพคริสตัลเหลวราคาถูกจอภาพคริสตัลเหลวอีกประเภทหนึ่งที่มักใช้ในจอภาพคริสตัลเหลวความละเอียดสูงหรือโทรทัศน์คริสตัลเหลวขนาดใหญ่คือ เมื่อปิดเครื่อง จอแสดงผลคริสตัลเหลวจะทึบแสง
เพื่อประหยัดพลังงาน จอแสดงผลคริสตัลเหลวใช้วิธีการมัลติเพล็กซ์ในโหมดมัลติเพล็กซ์ อิเล็กโทรดที่ปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกันเป็นกลุ่ม และอิเล็กโทรดแต่ละกลุ่มเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ และอิเล็กโทรดที่ปลายอีกด้านจะเชื่อมต่อเป็นกลุ่ม และแต่ละกลุ่มเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ .ด้านหนึ่ง การออกแบบการจัดกลุ่มช่วยให้มั่นใจได้ว่าแต่ละพิกเซลถูกควบคุมโดยแหล่งจ่ายไฟอิสระ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือซอฟต์แวร์ที่ขับเคลื่อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะควบคุมการแสดงผลของพิกเซลโดยการควบคุมลำดับการเปิด/ปิดของแหล่งจ่ายไฟ
เมตริกสำหรับตรวจสอบจอภาพ LCD มีประเด็นสำคัญดังต่อไปนี้: ขนาดการแสดงผล เวลาตอบสนอง (อัตราการซิงค์) ประเภทอาร์เรย์ (แอ็คทีฟและพาสซีฟ) มุมมองภาพ สีที่รองรับ ความสว่างและความคมชัด ความละเอียดและอัตราส่วนภาพ และอินเทอร์เฟซอินพุต (เช่น อินเทอร์เฟซการมองเห็นและอาร์เรย์แสดงผลวิดีโอ)
ประวัติโดยย่อ
ในปี พ.ศ. 2431 ฟรีดริช ไลนิทเซอร์ นักเคมีชาวออสเตรีย ได้ค้นพบผลึกเหลวและคุณสมบัติทางกายภาพพิเศษของพวกมัน
จอแสดงผลคริสตัลเหลวที่ใช้งานได้เครื่องแรกใช้โหมด Dynamic Scattering (DSM) ซึ่งพัฒนาโดยกลุ่มที่นำโดย George Hellman จาก Radio Corporation of AmericaHellmann ก่อตั้ง Optech ซึ่งเป็นบริษัทที่พัฒนาชุดจอแสดงผลคริสตัลเหลวโดยใช้เทคโนโลยีนี้
ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2513 ผลกระทบของสนาม Spin-nematic ของผลึกเหลวได้รับการจดทะเบียนเป็นสิทธิบัตรในสวิตเซอร์แลนด์โดย Zander และ Helfrich ที่ห้องปฏิบัติการกลาง Hoffmann-Lerocแต่ในปี 2512 ปีที่แล้ว เจมส์ เฟอร์กูสันได้ค้นพบปรากฏการณ์ฟิลด์สปิน-นีมาติกของผลึกเหลวที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเคนท์ในโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา และจดทะเบียนสิทธิบัตรเดียวกันในสหรัฐอเมริกาในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2514 ในปี พ.ศ. 2514 ILIXCO ได้ผลิตคริสตัลเหลวขึ้นเป็นครั้งแรก การแสดงผลตามคุณลักษณะนี้ ซึ่งมาแทนที่จอแสดงผลคริสตัลเหลวประเภท DSM ที่ด้อยกว่าเฉพาะหลังจากปี 1985 การค้นพบนี้มีมูลค่าทางการค้าในปีพ.ศ. 2516 บริษัท Sharp ของญี่ปุ่นได้ใช้เทคโนโลยีนี้เป็นครั้งแรกในการผลิตเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์แบบดิจิทัลในปี 2010 จอภาพ LCD ได้กลายเป็นอุปกรณ์แสดงผลหลักสำหรับคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง
หลักการแสดงผล
ระบบข้อมูลภายในรถยนต์สำหรับรถยนต์
หน้าจอข้อมูลการทำงานของสาย JR East Yamanote
หากไม่มีแรงดันไฟฟ้า แสงจะเคลื่อนที่ไปตามช่องว่างของโมเลกุลผลึกเหลวและหมุนไป 90 องศา เพื่อให้แสงผ่านได้แต่หลังจากเพิ่มแรงดันไฟฟ้า แสงจะพุ่งตรงไปตามช่องว่างของโมเลกุลผลึกเหลว ดังนั้นแสงจึงถูกบล็อกโดยแผ่นกรอง
ผลึกเหลวเป็นสารที่มีคุณสมบัติการไหล ดังนั้นจึงสามารถใช้แรงเพียงเล็กน้อยเพื่อทำให้โมเลกุลคริสตัลเหลวเคลื่อนที่ได้ยกตัวอย่างผลึกเหลวนีมาติกที่พบบ่อยที่สุด โมเลกุลคริสตัลเหลวสามารถเปลี่ยนโมเลกุลผลึกเหลวได้อย่างง่ายดายโดยการกระทำของสนามไฟฟ้าแกนแสงของผลึกเหลวค่อนข้างสอดคล้องกับแกนโมเลกุล ดังนั้นจึงสามารถสร้างเอฟเฟกต์แสงได้เมื่อสนามไฟฟ้าที่ใช้กับผลึกเหลวถูกขจัดออกและหายไป ผลึกเหลวจะใช้ความยืดหยุ่นและความหนืดของตัวเองเพื่อฟื้นฟูโมเลกุลผลึกเหลวอย่างรวดเร็วสถานะก่อนใช้สนามไฟฟ้า
จอแสดงผลแบบส่งผ่านและสะท้อนแสง
จอแสดงผลคริสตัลเหลวสามารถส่งผ่านหรือสะท้อนแสงได้ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่วางแหล่งกำเนิดแสง
LCD แบบ Transmissive จะส่องสว่างโดยแหล่งกำเนิดแสงด้านหลังหน้าจอหนึ่ง ขณะที่การดูอยู่อีกด้านหนึ่ง (ด้านหน้า) ของหน้าจอLCD ประเภทนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในแอพพลิเคชั่นที่ต้องการจอภาพที่มีความสว่างสูง เช่น จอคอมพิวเตอร์ พีดีเอ และโทรศัพท์มือถือการใช้พลังงานของอุปกรณ์ให้แสงสว่างที่ใช้ในการส่องสว่างจอแสดงผลคริสตัลเหลวมีแนวโน้มที่จะสูงกว่าของจอแสดงผลคริสตัลเหลวเอง
จอแสดงผลคริสตัลเหลวแบบสะท้อนแสง ซึ่งมักพบในนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องคิดเลข (บางครั้ง) จะสะท้อนแสงจากภายนอกกลับมาส่องหน้าจอด้วยพื้นผิวสะท้อนแสงแบบกระจายที่ด้านหลังLCD ประเภทนี้มีอัตราส่วนคอนทราสต์สูงกว่า เนื่องจากแสงผ่านคริสตัลเหลวสองครั้ง จึงถูกตัดสองครั้งการไม่ใช้อุปกรณ์ให้แสงสว่างจะลดการใช้พลังงานลงอย่างมาก ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่จะมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนานขึ้นเนื่องจากจอแสดงผลคริสตัลเหลวแบบสะท้อนแสงขนาดเล็กใช้พลังงานน้อยมากจนเซลล์สุริยะเพียงพอที่จะจ่ายพลังงานให้กับพวกเขา จึงมักใช้ในเครื่องคิดเลขพกพา
จอแสดงผลคริสตัลเหลวแบบ Transflective สามารถใช้เป็นทั้งแบบส่งผ่านและแบบสะท้อนแสงเมื่อแสงภายนอกเพียงพอ จอภาพคริสตัลเหลวจะทำงานเป็นแบบสะท้อนแสง และเมื่อแสงภายนอกไม่เพียงพอ ก็สามารถใช้เป็นแบบส่งผ่านได้เช่นกัน
หน้าจอสี
โครงสร้างพิกเซลย่อยของจอแสดงผลคริสตัลเหลวสี
ซูมพิกเซลบน LCD
เทคโนโลยี LCD ยังเปลี่ยนความสว่างตามขนาดของแรงดันไฟฟ้า และสีที่แสดงโดยแต่ละองค์ประกอบภาพย่อยของ LCD จะขึ้นอยู่กับกระบวนการคัดกรองสีเนื่องจากตัวคริสตัลเหลวไม่มีสี ฟิลเตอร์สีจึงถูกใช้เพื่อสร้างสีต่างๆ แทนองค์ประกอบภาพย่อยองค์ประกอบภาพย่อยสามารถปรับระดับสีเทาได้โดยการควบคุมความเข้มของแสงที่ส่องผ่านเท่านั้นมีจอแสดงผลแอกทีฟแมทริกซ์เพียงไม่กี่จอเท่านั้นที่ใช้การควบคุมสัญญาณแอนะล็อก และเทคโนโลยีการควบคุมสัญญาณดิจิทัลส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้LCD ที่ควบคุมแบบดิจิทัลส่วนใหญ่ใช้ตัวควบคุมแปดบิตที่สามารถสร้างระดับสีเทาได้ 256 ระดับแต่ละองค์ประกอบย่อยสามารถแสดง 256 ระดับ ดังนั้นคุณสามารถรับสี 2563 และแต่ละองค์ประกอบสามารถแสดงสีได้ 16,777,216 สีเนื่องจากการรับรู้ความสว่างของดวงตาของมนุษย์ไม่ได้เปลี่ยนแปลงเป็นเส้นตรง และดวงตาของมนุษย์มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงความสว่างต่ำมากขึ้น ความเข้มของสีแบบ 24 บิตนี้จึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการในอุดมคติได้อย่างเต็มที่วิศวกรใช้วิธีการปรับแรงดันพัลส์เพื่อทำให้สี Changes ดูสม่ำเสมอมากขึ้น
ใน LCD สี แต่ละพิกเซลจะแบ่งออกเป็นสามเซลล์หรือพิกเซลย่อย โดยมีตัวกรองเพิ่มเติมเพื่อติดป้ายกำกับเป็นสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินพิกเซลย่อยสามพิกเซลสามารถควบคุมได้อย่างอิสระ และพิกเซลที่เกี่ยวข้องสามารถสร้างสีได้หลายพันหรือหลายล้านสีCRT รุ่นเก่าจะแสดงสีในลักษณะเดียวกันส่วนประกอบสีถูกจัดเรียงตามรูปทรงพิกเซลต่างๆ ตามต้องการ
อาร์เรย์แบบแอ็คทีฟและพาสซีฟ
จอแสดงผลคริสตัลเหลวซึ่งมักใช้ในนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์พกพา ประกอบด้วยส่วนเล็กๆ และแต่ละส่วนมีหน้าสัมผัสอิเล็กโทรดเดียววงจรเฉพาะภายนอกให้ประจุไฟฟ้าแก่หน่วยควบคุมแต่ละหน่วย และโครงสร้างการแสดงผลนี้อาจยุ่งยากเมื่อมีหน่วยแสดงผลจำนวนมาก (เช่น จอแสดงของเหลว)จอแสดงผลขาวดำขนาดเล็ก เช่น จอภาพคริสตัลเหลวแบบพาสซีฟอาร์เรย์บน PDA หรือจอคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กรุ่นเก่าที่ใช้เทคโนโลยี Super Twisted Nematic (STN) หรือ Dual Layer Super Twisted Nematic (DSTN) (DSTN จะแก้ไขค่าเบี่ยงเบนสีของ STN)
แต่ละแถวหรือคอลัมน์บนจอแสดงผลมีวงจรอิสระ และตำแหน่งของแต่ละพิกเซลยังระบุด้วยแถวและคอลัมน์ในเวลาเดียวกันการแสดงผลประเภทนี้เรียกว่า "อาร์เรย์แบบพาสซีฟ" เนื่องจากต้องจำแต่ละพิกเซลก่อนอัปเดตในรัฐนั้น ๆ ไม่มีการจ่ายประจุที่เสถียรต่อพิกเซลในขณะนี้เมื่อจำนวนพิกเซลเพิ่มขึ้น จำนวนแถวและคอลัมน์สัมพัทธ์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกันวิธีการแสดงนี้จะใช้งานยากขึ้นจอแสดงผลคริสตัลเหลวที่สร้างด้วยอาร์เรย์แบบพาสซีฟมีลักษณะเฉพาะด้วยเวลาตอบสนองที่ช้ามากและอัตราส่วนคอนทราสต์ต่ำ
จอภาพสีที่มีความละเอียดสูงในปัจจุบัน เช่น จอคอมพิวเตอร์หรือโทรทัศน์ เป็นอาร์เรย์ที่ใช้งานเพิ่มจอแสดงผลคริสตัลเหลวทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางลงในโพลาไรเซอร์และฟิลเตอร์สีแต่ละพิกเซลมีทรานซิสเตอร์ของตัวเอง ทำให้สามารถจัดการพิกเซลเดียวได้เมื่อเปิดสายคอลัมน์ เส้นของแถวทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับทั้งคอลัมน์ (แถว) ของพิกเซล และแต่ละแถวจะถูกขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง บรรทัดของคอลัมน์นี้จะถูกปิด และอีกคอลัมน์หนึ่ง (แถว) จะถูกเปิดใช้งานในการดำเนินการอัปเดตหน้าจอทั้งหมด บรรทัดของคอลัมน์ทั้งหมดจะเปิดขึ้นในอนุกรมเวลาการแสดงแอกทีฟอาร์เรย์ที่มีขนาดเท่ากันจะสว่างและคมชัดกว่าจอแสดงผลพาสซีฟอาร์เรย์ และมีเวลาตอบสนองที่สั้นลง
ควบคุมคุณภาพ
แผง LCD บางตัวมีทรานซิสเตอร์ที่บกพร่องซึ่งทำให้เกิดจุดสว่างและจุดมืดถาวรแผง LCD ต่างจาก IC ตรงที่ยังคงแสดงผลได้ตามปกติแม้ว่าจะมีจุดบอด ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงความสิ้นเปลืองในการทิ้งแผง LCD ที่ใหญ่กว่าพื้นที่ IC ได้มาก เนื่องจากมีพิกเซลตายเพียงไม่กี่จุดผู้ผลิตแผงควบคุมมีเกณฑ์ที่แตกต่างกันในการกำหนดพิกเซลที่ตาย
เนื่องจากขนาดที่ใหญ่กว่า แผง LCD จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องมากกว่าแผงวงจร ICตัวอย่างเช่น จอ LCD SVGA ขนาด 12 นิ้วมีพิกเซลตาย 8 จุด ในขณะที่เวเฟอร์ขนาด 6 นิ้วมีข้อบกพร่องเพียง 3 จุดอย่างไรก็ตาม เศษ 3 ชิ้นบนเวเฟอร์ที่สามารถแบ่งพาร์ติชันออกเป็น 137 ไอซีนั้นไม่ได้เลวร้ายนัก และการละทิ้งแผง LCD นี้หมายถึงเอาต์พุต 0%เนื่องจากการแข่งขันที่รุนแรงระหว่างผู้ผลิต มาตรฐานการควบคุมคุณภาพในปัจจุบันจึงได้รับการยกระดับขึ้นหากหน้าจอ LCD มีจุดบอดสี่จุดขึ้นไป จะตรวจจับได้ง่ายกว่า ลูกค้าจึงสามารถขอใหม่ได้ตำแหน่งของพิกเซลที่ตายแล้วของหน้าจอ LCD ก็ไม่สำคัญเช่นกันผู้ผลิตมักจะลดมาตรฐานโดยการทำลายพิกเซลบริเวณกึ่งกลางของจอแสดงผลผู้ผลิตบางรายเสนอการรับประกันพิกเซลตายเป็นศูนย์
การใช้พลังงาน
จอแสดงผลคริสตัลเหลวแบบแอกทีฟแมทริกซ์มีพลังงานไฟฟ้าน้อยกว่า CRTอันที่จริง มันได้กลายเป็นจอแสดงผลมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์พกพา ตั้งแต่ PDA ไปจนถึงคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กแต่ประสิทธิภาพของเทคโนโลยี LCD ยังต่ำเกินไป: แม้ว่าคุณจะแสดงหน้าจอเป็นสีขาว แสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงพื้นหลังน้อยกว่า 10% จะส่องผ่านจอแสดงผล และส่วนที่เหลือจะถูกดูดซับดังนั้น การใช้พลังงานในปัจจุบันของจอแสดงผลพลาสม่าใหม่จึงต่ำกว่าจอแสดงผลคริสตัลเหลวในพื้นที่เดียวกัน
PDA เช่น Palm และ CompaqiPAQ มักใช้จอสะท้อนแสงซึ่งหมายความว่าแสงรอบข้างเข้าสู่จอแสดงผล ผ่านชั้นคริสตัลเหลวแบบโพลาไรซ์ กระทบกับชั้นสะท้อนแสง และสะท้อนกลับมาเพื่อแสดงภาพประมาณการกันว่า 84% ของแสงถูกดูดซับในกระบวนการ ดังนั้นเพียงหนึ่งในหกของแสงที่ทำงานอยู่ ซึ่งในขณะที่ยังต้องการการปรับปรุง ก็เพียงพอที่จะให้คอนทราสต์ที่จำเป็นสำหรับวิดีโอภาพจอแสดงผลแบบสะท้อนแสงและแบบสะท้อนแสงทางเดียวทำให้สามารถใช้จอภาพคริสตัลเหลวได้โดยใช้พลังงานน้อยที่สุดภายใต้สภาพแสงที่แตกต่างกัน
จอแสดงผลพลังงานเป็นศูนย์
1. โพลาไรเซอร์โพลาไรซ์แสงตกกระทบในแนวตั้ง
2. อิเล็กโทรดใสที่มีอินเดียมทินออกไซด์ (ITO) บนพื้นผิวแก้วรูปร่างของอิเล็กโทรดแบบโปร่งใสจะเป็นตัวกำหนดที่อยู่ของสีเข้มโดยที่แสงจะไม่ผ่านหลังจากเปิดไฟของจอแสดงผลคริสตัลเหลวแถบแนวตั้งถูกสลักไว้บนพื้นผิว เพื่อให้ทิศทางการจัดตำแหน่งของผลึกเหลวย่อยจะอยู่ในทิศทางเดียวกับแสงตกกระทบที่โพลาไรซ์
3. ผลึกเหลวบิดเบี้ยว nematic (TN);
4. พื้นผิวแก้วที่มีฟิล์มอิเล็กโทรดโปร่งใสทั่วไป (ITO) แถบแนวนอนจะถูกสลักบนพื้นผิวเพื่อให้ทิศทางการจัดตำแหน่งของผลึกเหลวกลายเป็นแนวนอน
5. โพลาไรเซอร์เบี่ยงเบนในแนวนอนซึ่งสามารถปิดกั้นหรือปล่อยให้แสงผ่านได้
6. พื้นผิวสะท้อนแสงสะท้อนแสงกลับไปยังผู้สังเกต
ในปีพ.ศ. 2543 ได้มีการพัฒนาจอแสดงผลที่ใช้พลังงานเป็นศูนย์ซึ่งไม่ต้องใช้ไฟฟ้าเมื่ออยู่ในโหมดสแตนด์บาย แต่เทคโนโลยีนี้ยังไม่อยู่ในการผลิตจำนวนมากเทคโนโลยี LCD แบบบางที่ไม่มีกำลังไฟเป็นศูนย์อีกตัวหนึ่งได้รับการพัฒนาโดย Nemoptic ของฝรั่งเศส ซึ่งผลิตจำนวนมากในไต้หวันเมื่อเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2546 เทคโนโลยีนี้มุ่งเป้าไปที่อุปกรณ์พกพาที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น e-book และแล็ปท็อปจอ LCD ที่ใช้พลังงานเป็นศูนย์ยังแข่งขันกับกระดาษอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย
TFT-LCD
บทความหลัก: จอแสดงผลคริสตัลเหลวทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบางและ TFTs
TFT-LCD เป็นตัวย่อของจอแสดงผลคริสตัลเหลวทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง (จอแสดงผลคริสตัลเหลวทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง)