Rehber Sıvı Kristal Rehberi: LCD Panel Teknolojisi Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey

Esenlikler forumdaşlar! Normalde OLED rehberine geçecektim ancak eksik kalmasın diye bu rehberi de yayınlayayım diye düşündüm. Böylece LCD'yi aşağı yukarı baştan sona hatim etmiş olacağız. Bu rehberi okumadan önce geçen hafta yayınladığım LCD rehberini okursanız daha iyi anlar ve nedenini anlarsınız değerli forumdaşlar.

LCD Rehberi
(Sıvı Kristal ile ilgili bölümü okumanız önemle rica olunur)

Bu rehberin belli bir amacı yok, bu kadar gereksiz bilgiye de gerek yok. Sadece paylaşmak ve Türkiye'de bu konuda eksiklik olduğunu gördüğüm için yayınladım. Yani çok niş bir konu olduğu için açıklayarak anlatan ve çözümleyen yok. Bu rehberde sıvı kristal yapısı ve fiziği hakkında çoğu şeyi anlatmaya ve eksik bırakmamaya çalışacağız. Umarım beğenirsiniz.

Bu rehberin hitap alanları ​

Engin bilgisini harmanlamak isteyenler.

Merak edenler (merak eden yok).

Ortamlarda alakasız bilgi satmak isteyenler.

Entelektüellik düzeyini arttırmak isteyenler.

BOE fabrikasında çalışmak için erken staj isteyenler.

Boşu boşuna beyin doldurmak isteyenler (Alzheimer'a karşı etkili).

---

Sıvı Kristal'in ne olduğunu, ne işimize yaradığını, nasıl bulunduğunu ve ne hareketler yaptığını zaten biliyoruz ve detaylarıyla anlattık. Bu yüzden girişi aksine kısa tutacağız.

Rehberde neler bulacaksınız? ​

Sıvı kristalin tam olarak ne olduğunu?
Neden çift fazlı olduğunu (hem katı hem sıvı).
Işığı bükme yeteneğini.
Voltaj alanına verdiği tepki.
Neden paneller arası gerçekten hız farkı olduğunu.
Ve diğer moleküler düzeyde farklar.

Merak etmeyin, formül yok, kanunlar yok, sadece anlatıyoruz. Rehber sonunda "vay be" derseniz, başarmışım demektir.

1) Sıvı Kristal Nedir?​

Sıvı Kristal, elektrik alanına tepki veren çift fazlı bir maddedir.
Ne Katı...
Ne Sıvı...
Ne Gaz...
Nedeni plazmadır.

O, bir ara formdur; hem sıvı gibi akışkan hem de gerektiğinde katılaşan düzenli bir maddedir. Bizim konumuzdaki sıvı kristaller termotropik sıvı kristaldir. Kullandığımız düzene ise nematik faz denir. Tabii diğer fazlar ve türler de vardır; onlardan da bahsedeceğiz.

2) Sıvı Kristal Türleri​

Sıvı kristal 2 adet alt türe ayrılır: biri termotropik sıvı kristal, diğeri ise liyotropik sıvı kristaldir. Biri sıcaklığa göre faz değiştirirken, diğeri ise bir sıvıda çözündüğünde faz değiştirir. Faz değiştiren sıvı kristal, dediğimiz gibi hareket ederek ışığı kontrol eder.

Termotropik Sıvı Kristal​

Voltaj geldiğinde ısınır ve sıcaklık ile ara form arası faz değiştirir. Böylece istenen eksende hareket etmiş olur. Biz de istediğimiz şekilde ışığı ayarlayabildiğimiz için görüntü oluştururuz. Ancak termotropik sıvı kristaller sadece ekranlarda değil, termometreler ve optik cihazlarda da kullanılır. Sıcaklık değişimi ile katı kristalden sıvı kristale, oradan da tamamen katıya geçer. 3 alt türü vardır.

Nematık Faz​

Moleküller tamamen aynı yöne bakar; ancak pozisyonları tamamen rastgeledir. Düzenli bir formdur. TN/VA/IPS paneller aslında nematik temellidir. İleride neden ekranlarda kullanıldığını aktaracağız.

Smektik Faz​

Moleküller aynı yöne bakar ve katman katman dizilir. En düzenli form budur ama yavaştırlar.

Kolesterik Faz​

Moleküller yerleştirilirken spiral şekilde yerleştirilir. Böylece ışığı dalga boyuna göre yansıtır; renkli görünür. Termometrelerde bu faz kullanılır.

Liyotropik Sıvı Kristal​

Sıcaklıktan çok çözücü konsantrasyonuna bağlıdırlar. Sıvı kristal özellik göstermeleri için bir başka sıvı içinde çözünmeleri gerekir. Çamaşır deterjanları, sabunlar, hücre zarları, DNA kılıfları, proteinler, kromozomlar her yerde bulunur; hayatın aslında ta kendisidir! Suyla karıştırırsanız moleküller kendiliğinden düzenleşir ama ekranlarda kullanılamaz (ekranlarda termotropik kullanırız).

Mesela sabun köpüğü misaldir.

Sabun molekülleri suda çözününce düzenli katmanlar oluşturur. Bu da liyotropik bir sıvı kristal davranışıdır.

3) Neden nematik faz kullanılır?​

Bu faz, daha açıklamalı olarak sıvı kristallerin hem düzenli hem de özgür olabilmesini sağlayan fazdır. Bu fazda moleküller birbirine paraleldir ve aynı şekilde aynı yöne bakarlar; sadece pozisyonları rastgeledir. Böylece istedikleri gibi hareket edebilirler; sadece ortak bir bakış yönleri vardır. Böylece istediğimiz şekilde hem düzenli hem akışkan olurlar. Kullanılması için 5 neden vardır.

Voltaja epey hızlı tepki verirler.​

Kardeşlerine göre voltaja verdiği tepki daha hızlıdır çünkü pozisyonları serbesttir; böylece anında tepki verirler. Smektik fazdaki moleküller katmanlara hapsolmuştur, bu yüzden yavaştırlar; hızlı hareket edemezler. Ama nematik faz için bu geçersizdir. Kimse yavaş sıvı kristaller istemez; bu yüzden bunları kullanırız.

Düşük voltaj kullanırlar.​

Yön değiştirmek için kardeşlerinden daha az voltaja gereksinim duyarlar. Böylece bataryalı cihazlara daha uygundurlar. Ne kadar az voltaj, o kadar uzun batarya.

Çalışma sıcaklıkları geniştir.​

Kardeşlerinin aksine, çalışma sıcaklıkları daha serbest ve geniş bir aralıkta kararlı kalırlar. Hem kışın dondurucu soğukta hem de yazın boza pişiren havada çalışırlar.

Optik özellikleri iyidir.​

Paralel dizildikleri için ışığı temiz ve öngördüğümüz şekilde geçirir/büker. Kardeşlerine göre kontrast ve renk değerleri iyidir. Diğer fazlarda ışık dağılır ve istemediğimiz şekilde kırılır.

Maliyetleri düşüktür ve üretimi kolaydır.​

Belki de en önemli kısım burasıdır. Her şey maliyet ve üretim kolaylığında biter. Kimyasal yapıları diğer kardeşlerine göre daha basit yapılıdır ve kolay bir şekilde seri üretime dökülebilir.

Nematık faz, endüstrinin altın yumurtlayan tavuğudur. En önemli 5 özelliği kendinde toplamayı başarmıştır.

Diğer fazları neden kullanmayız?​

​

Smektik faz.​

Daha düzenli bir yapıdır ama aşırı yavaştır; voltaja çok geç tepki verirler, yavaştırlar. Ayrıca çalışma aralıkları dardır; çok sıcak veya çok soğukta çalışamazlar.

Kolesterik faz.​

Spiral yapıda olduğu için ışığı renklerine ayırarak geçirir; renkleri kontrol edemeyiz. Ayrıca voltaj ile kontrol edilmesi de çok zordur. Termometrelerde ise idealdir.

4) Işığı bükme farkı (birefringence).​

Bu değer, sıvı kristalin ışığı ikiye ayırma yeteneğidir. Karmaşık gelebilir ama şimdi anlatacağız. Aslında temel bir fizik kuralıdır. Delta n ile ölçülür (Δn).

Basit örnek.​

Bir bardak suya kalem batırırsanız ne olur? Kalem kesikli ve kırık gibi görünür. Bunu liseden temel olarak biliyoruz zaten. Peki, nedeni nedir?Işığın sudan geçerken hızının değişmesidir. Işık havada başka, suda başka hızda ilerler; bu yüzden kalemin kırık gibi gözükmesine sebep olur. Buna neden olan aradaki ışık hızı farkıdır.

Aynı şey sıvı kristallerde de gerçekleşir ama burada bir fark vardır. Işık sıvı kristale girince tek hızda değil, iki farklı hızda gider. Bunun nedeni sıvı kristalin uzun ve kısa iki ekseni olmasıdır. Bu yüzden ışık ikisinden farklı hızda geçer.

Peki neden?​

Sıvı kristal molekülü tıpkı bir pirinç tanesine benzer; uzun ve incedir. Işık buna çarptığında

uzun eksene giren ışın​

daha yavaş gider; böylece (ne=) extraordinary dediğimiz kırılma indisi olur.

Kısa eksene giren ışın​

daha hızlı gider; böylece ise (no=) ordinary dediğimiz kırılma indisi olur.

Bu iki hız farkına ise birefringence deriz; yani ölçümü
ne - no = Δn

yani hızlı ışın ile yavaş ışın potansiyel farkıdır.

Kolaylaştırılmış düşünme:​

İki özdeş araba var.

Biri dümdüz asfaltta gidiyor, diğeri çamur toprak yolda gidiyor.

Hangisi daha hızlı gider?

Asfaltta olan.

Bu ikisi özdeş noktalara farklı hızlarda gideceği için farklı zamanlarda ulaşır. Bu iki zaman arasındaki potansiyel fark aslında birefringence'dir.

Sıvı kristalde de aynı şey olur. Işın sıvı kristale çarptığında ikiye ayrılır; biri hızlı, biri yavaş gider. Bu hız farkı ile polarizasyon açısı değiştirilir ve her bir alt pikselin parlaklığı aslında böyle kontrol edilir; böylece renk oluşur. Paneller arası kontrast, canlılık ve renk farkı da tam olarak aslında buradan kaynaklanır.

Panel için önemi nedir? ​

Panelde bu değer ne kadar yüksekse (Δn) sıvı kristal ışığı o kadar kuvvetli büker. Ne kadar kuvvetli bükme (o kadar yüksek Δn değeri) o kadar canlı renkler ve yüksek kontrast demektir.

Ama o zaman bu değeri uçuralım diyemeyiz. Her şeyin azı yetersiz, fazlası zarardır. Bu değer aşırı yüksek olursa renkler sapar ve kayar. Yani bu da bildiğimiz renk doğruluğu, yani Delta E (ΔE) değerini etkiler. Bu yüzden üreticiler hem olabildiğince yüksek hem de olabildiğince kontrollü ve renk sapmasına neden olmayacak değerlerde tutarlar. Panelin görüntü kalitesinin temellerindendir.

Panellere göre birefringence ​

​

TN ​

Birefringence (Δn) değerleri genelde düşüktür. Bu yüzden renkleri soluk ve kontrastları düşüktür.
Genel Δn aralığı=0.08-0.12

VA ​

Birefringence (Δn) değerleri yüksektir. Ancak çok yüksek olduğu için renkler kayar ama kontrast değerleri yüksek ve derin siyahlara sahiptirler.
Genel Δn aralığı=0.10-0.15

IPS ​

En orta dengede bir paneldir. Çok iyi renk, ortalama kontrast sunarlar.
Genel Δn aralığı=0.09-0.13

Panel üreticileri ona gelen siparişlere göre istenen panelde istedikleri aralıktaki birefringence Δn değeri olan karışımları kullanırlar.

Birefringence yüksek kontrastta yüksek diye kesin formül yoktur. Genel formül birefringence artarsa kontrast artar. Ancak son kontrast oranı, hücre aralığına, polarizer kalitesine, renk filtresine ve panelin homojenliğine bağlıdır. Dediğimiz formül genel formüldür.

5) Voltaj farkı (dielektrik anizotropi) ​

Birefringence değeri ışığın nasıl büküleceğini belirler ama o bükülmeyi yapan şey nedir? Voltajdır. Sıvı kristal'in voltaja verdiği tepki dielektrik anizotropi'dir ve birimi Delta Epsilon, yani Δε'dir.


Sıvı kristal elektrik alanına girdiğinde tepki verir ve hareket etmeye başlar. Ancak bu dönüşün yönü ve hızı vardır. Bu hızda molekülün elektriksel yapısına bağlıdır. Dielektrik anizotropi'de (Δε) molekülün elektrik alanına ne kadar hevesli olduğunu gösterir.

Pozitif (+Δε) ​

Molekül elektriksel alana paralel dizilmek ister (TN/VA/IPS)'de genelde bu kullanılır.

Negatif (-Δε) ​

Molekül elektriksel alana dik dizilmek ister. Bazı özel VA türevlerinde bu kullanılır.

Misal pusula ​

Pusula iğnesini canlandırın. Aklınızda mıknatıs yaklaştırınca iğne döner ve mıknatısın kutuplarına hizalanır. Aynı şey sıvı kristal moleküllerine göre de geçerlidir. Elektriksel alan oluşunca moleküller ona göre hizalanır.

Dielektrik anizotropi'de aynı şeydir; o pusula iğnesinin manyetik alana ne kadar şiddetli tepki verdiğidir.

Yüksek Δε=şiddetli mıknatıs etkisi.
Molekül daha hızlı istenen pozisyona döner.

Peki, ne demek?​

Δε Yükseldikçe

Daha Düşük Voltaj Yeter​

Δε Ne Kadar Yüksekse moleküller voltaja o kadar duyarlı ve daha kolay yatar. Böylece daha az voltaja kolayca yatırılabilir. Ne kadar az voltaj, o kadar uzun batarya ömrü

. Daha Düşük Tepki Süresi Elde Edilir​

Molekül elektriksel alana yatkın olduğu için molekül hemen yatar ve hızlı renk değiştirebilir. Daha hızlı tepki, daha az ghosting, daha az smearing

. Daha Hassas Kontrol Sağlarız
Yüksek Δε daha hassas kontrol sağlayacağı için ince gri tonlar ve daha yüksek renk derinliği kanalları elde edilebilir

. Farklı panellere göre farklı karışımlar seçilerek optimal Δε değeri atarlanır

. TN​

Yüksek Δε ister çünkü hızlı olmak zorundadırlar; böylece çabuk dikleşerek daha hızlı tepki süresi verirler
. Genel Değerler = +8 - +10 15 Δε

VA​

Orta-Yüksek Δε isterler. Molekül dikken hızlıca yatırmak gerekir
. Genel Değerler = +4 - +8 Δε veya -4 - 8 Δε (Bazı)

IPS​

Yine orta değerdedirler ve orta Δε isterler. Moleküller zaten yataydır, dönmeleri yeter
. Genel Değerler = +5 - +10 Δε

Birefringence (Δn) ve dielektrik anizotropi (Δε) birlikte çalışır!​

Bu iki değer sıvı kristalin karakterini belirler.

Birefringence (Δn) ​

Işığı ne kadar bükeceğini belirler. Görüntü kalitesinin temeli

Dielektrik anizotropi (Δε) ​

Voltaja ne kadar hızlı tepki vereceğini belirler. Görüntü hızının temeli.


Mükemmel bir sıvı kristal karışımı ikisini de en iyi değerde optimize eder, tabii her zaman değil çünkü her panelin ihtiyacı farklıdır.

Rapid VA panellerde sıvı kristal viskozitesi düşürülür ve Δε değeri yükseltilir.

Fast IPS panellerde ise Δε değeri optimize edilir.

6) Elastik sabitler ​

Kristalin yaylanması demektir. Voltaj ile sıvı kristalin hareketlenmesini biliyoruz, ancak tabii ki sıvı kristal buna direnç gösterecektir. Bu yaylanma, tıpkı yay gerilmesi veya sıkıştırılması gibidir. Yay ne kadar sertse, o kadar zor gereriz. Bunun 3 temeli vardır ve her biri bir panelde kullanılır.

K11 sabit (yelpaze açılması - splay) ​

Moleküllerin bir ucu sabitken diğer ucunun yelpaze gibi açılmasına karşı dirençtir.

Kitabın kapağını açmak bir misaldir. Sayfalar bağlıdır ve bir uç açılır.

IPS panelde önemi yüksektir. IPS'de moleküller yatay durur ve dönerken yelpaze gibi açılma eğilimi gösterirler.

Düşük K11 sabit = moleküller kolay açılır, böylece düşük voltaj yeterlidir.

K22 sabit (burulma - twist) ​

Moleküllerin spiral şeklinde bükülmeye karşı direncidir.

Bir havluyu alıp suyunu çıkarmak için sıkarsanız, iki taraftan burmuş olursunuz.

TN panellerin temelidir. TN'de moleküller voltaj yokken 90° açıda spiral şekilde durur. Bu spirali bozmak için uygulanacak kuvvet K22 sabitine bağlıdır.

Düşük K22 sabit = moleküller kolayca bükülür ve TN panel hızlı olur.

K33 sabit (eğilme - bend) ​

Moleküllerin orta kısmından eğilmesine karşı direncidir.

Bir cetveli iki ucundan tutup esnetirseniz, kırılana kadar eğilir ve direnç gösterir.

VA panellerde önemlidir çünkü VA'da moleküller dik durur ve yana yatarken eğilme yapar. Bunun direncini de K33 sabit belirler.

Yüksek K33 sabit = moleküller daha çok dik durmaya ısrar eder = daha derin siyahlar = ama daha fazla voltaj gerekir = daha yavaş panel.

Bu etki panel tasarımını nasıl etkiler? ​

TN ​

K22'si düşük karışım kullanılır, amaç kolay spiral yapsın ve kolay bozulsun, hızlı olsun.

VA

K33'ü yüksek karışım, dik durmakta ısrar etsin, siyahlar derin olsun, panel yavaşlığını da voltaj ile telafi edelim (eski VA'larda voltaj yerine K33 azaltılıyordu ki panel hızlansın, artık direkt voltaj basılıyor).


IPS
K11'i düşük, kolay açılsın, düşük voltajla dönsün, dengeli olsun.

7) Rotasyonel Viskozite​

Viskozitenin ne olduğunu neredeyse herkes biliyordur, lisenin en temel kimya konularından. Ancak yine de geçelim.

Viskozite, bir sıvının akmaya karşı gösterdiği dirence denir. Sembolü "γ"dir.

Mesela bal yavaş akar, bal viskoz bir sıvıdır.
Su hızlı akar, viskoz bir sıvı değildir. Aynı şey bizim sıvı kristallerde de aynıdır. Ama bizim için önemli nokta, molekülün dönmeye karşı gösterdiği dirençtir. Buna da rotasyonel viskozite "γ1" deriz.

Bir kaşık dolusu balı tutup yere dökülmesini izleyin, epey yavaştır ama suya sokarsanız kaşığı, bal nispeten daha hızlı akacaktır. İşte sıvı kristallerde böyledir; voltajla dönmeye çalışırken bir dirençle karşılaşırlar. Direnç ne kadar düşükse, o kadar kolay ve hızlı döner.

Ekrandaki karşılığı​

γ1 değeri, bir pikselin renk değiştirme hızının en temel belirleyicisidir. γ1 ne kadar düşükse, piksel hızlanır.

GtG düşer, piksel daha hızlı hareket eder ve renk değiştirir. Ghosting ve smearing azalır, kolayca yüksek yenileme hızlarına ulaşılır.

Bu yüzden monitörlerde γ1 olabildiğince düşürülmeye çalışılır.

VA smearing'in temel nedeni, VA kristallerinin viskoz olmasıdır. Bu yüzden geçişlerde yavaş kalır. Piksel voltaja direnir ve yavaşlar.


Günümüzdeki fast IPS ve rapid VA panellerde özel karışımlar kullanılarak viskozite düşürülür. Dev sıvı kristal üreticileri (Merck, DIC, JNC) daha düşük viskoziteli sıvılar üretip satarlar.

Fast IPS​

γ1 düşürülerek IPS paneller 1-2 ms GtG yakınlarına getirildi.

Rapid VA
γ1 düşürülerek VA smearing büyük ölçüde çözüldü.

Yani hız artışı sadece voltaj vererek + dielektrik anizotropi değerleriyle oynayarak değil, komple sıvı kristal formülü ayarlanarak yapılmıştır.

8) Sıcaklık Farkları​

Sıvı kristaller mevsim bağımsız değildir. Ekranlarda kullandığımız termotropik sıvı kristaller sıcaklık bağımlı olduğu için mevsimlere ve sıcaklıklara göre değişir. Bu, neredeyse tüm fiziksel özelliklerini etkiler. Tabii bu genelde sadece ekstrem koşullarda olur. Türkiye'de pek görülmesi mümkün değil.

Çalışma aralıkları​

Her sıvı kristalin belli çalışma aralıkları vardır. Buna nematik faz aralığı denir.

Aşırı soğukta​

Sıvı kristal donar ve kristalleşir. Ekran ya çalışmaz (geçici) ya da çok yavaşlar (geçici). IPS bir telefonunuz varsa ve uzun süre aşırı soğukta kalırsa, ekran bir süre tembelleşir ve yavaşlar.

Aşırı sıcakta​

Sıvı Kristal ısınır ve sıvılaşır (izotropik olur), düzenli yapı bozulur ve moleküller dizilimini rastgele yapar. Işık kontrol edilemediği için görüntü bozulur (ekran bembeyaz olur veya görüntü çamurlaşır). IPS telefonunuzu dışarıda ekstrem sıcakta bırakırsanız bu şekilde geçici bozulmalar olur.

Sıcaklık ve viskozite ilişkisi​

Temel bir fizik kuralıdır; sıcaklık ve viskozite ters orantılıdır ve sıcaklık arttıkça/düştükçe viskozitede azalır/artar.

Soğuk ekran = sıvı kristalin viskozluğu artar, daha yavaş tepki verir. Çok fark edilmez ama uzun süre bir monitörü kullanmazsanız ve açarsanız, ilk biraz yavaştır (gözle fark edilmez). Sonradan ısınır ve hızlanır.

Sıcak ortam = aslında bir noktaya kadar sıcaklıklar yararlıdır çünkü viskozite azalır, piksel hızlanır ama fazlası da paneli bozar (geçici).

Sıcaklık ve voltaj ilişkisi​

Sıcaklık arttıkça viskozite azalacağı için sıvı kristali hareket ettirmek kolaylaşır ve döndürmek için gereken voltaj düşer. Teoride batarya için iyi gibi gözükse de bu iyi değildir; hassas voltajlama zorlaşır ve piksel gereğinden daha yüksek değere çıkabilir (sıvı kristal daha fazla büküldüğü için). Bu da renk sapmaları doğurur ve renk doğruluğu kayar.

Sıcaklık ve kırılım (birefringence - Δn)​

Sıcaklık arttıkça birefringence çok hafif düşer ve kontrast hafif düşer, renkler hafif solar ama fark edilmesi zordur; sadece mesleki deformasyona uğramış renk uzmanları anlatır.

Üreticiler farklı sıcaklıklara göre farklı karışımlar kullanır. Mesela ekstrem ortamlarda çalışması gereken ekranlara özel sıvı kristal karışımı kullanılır. Bu karışım -40°C'den 85°C'e kadar çalışma aralığı sunar.

Aşırı soğukta çalışan ekranlarda ekranın ortasına çok ince bir ısıtıcı film konur.

Yüksek parlaklıklı monitörlerde (özellikle mini-LED IPS) arka ışık aşırı ısınır. Bu yüzden arka ışığa bir soğutma paneli koyulur.

Sıvı kristallerin en ideal çalışma sıcaklığı 25°C'dir. Ultra profesyonel monitörler sıcaklık dalgalanmalarına karşı özel optimize edilmiş sistemler ve karışımlar kullanır.

9) Sıvı kristallerin geleceği​

OLED ile savaştalar ancak daha gerçek terminatör micro-LED gelmedi. LCD'nin geleceği mini-LED IPS'in elinde ve hala savaş veriyor; ancak LCD mini-LED IPS'e muhtaç değil. Ayrıca hala maliyet, üretim kolaylığı ve verim avantajını da elinde tutuyor. LCD ne kadar LCD yatırımları çöksede hala bilim adamları "nasıl kurtarabiliriz?" diye düşünüyor.Diye düşünmüyor değil, bu yüzden fantastik sıvı kristal prototipleri var ve sorunları çözülürse kullanılabilir.

Mavi-Faz Sıvı Kristaller (BPLC)​

Nematik sıvı kristaller kendi kendine hizalanamadığı için hizalama katmanına ihtiyaç duyar ve tepki süreleri hala OLED kadar değil. Mavi faz sıvı kristaller bu sorunu çözmeyi planlasa da kendisi de sorunlu.

Çalışma mantığında moleküller kendi kendine 3-boyutlu spiral yapılar oluşturur; böylece hizalama katmanına gerek kalmaz.

Avantajlar​

LCD'den 10 kat hızlıdır (µs seviyesi).

Pahalı hizalama katmanı olmadığı için çok daha ucuzdur ve üretim kolaydır.

Tam 90°/90°/90°/90° izleme açısı (IPS 89°/89°/89°/89°'dur).

Dezavantajlar​

Sıcaklığa aşırı duyarlıdır; birkaç °C değişimde bozulur.

Yüksek voltaj ister.

Hala laboratuvar, ticari değil.

Ferroelektrik Sıvı Kristaller (FELC)​

Klasik nematik faz yerine smektik fazda çalışırlar ve kendiliğinden elektriksel şekilde kutuplaşabilir.

Sıvı kristaller kendi elektrik alanları olduğu için anında yön değiştirir. Nematik yavaşça değişirken FELC direkt ışınlanır.

Avantajları​

LCD'den 1.000 kat hızlıdır (ns seviyesi; Micro-LED'den ve OLED'den hızlı).

Aşırı düşük güç tüketir.

Dezavantajları​

Üretimi aşırı zor ve çok pahalıdır.

Katmanları çok hassastır; en küçük darbede tamamen bozulur.

Sadece askeriye ve çok özel yerlerde kullanılıyor.

Polimer Stabilize Sıvı Kristaller (PSLC)​

Nematık sıvı kristallere polimer ağ eklenir ve hibrit bir yapı oluşturulur.

Polimer ağ sıvı kristal moleküllerini yerinde tutar ve aynı zamanda hareket etmelerine izin verir. Çok kararlı hizalama ve daha hızlı tepki süresi sunar.

Avantajları​

Hizalama katmanı gerektirmez.

Daha hızlı tepki sürelerine sahiptir.

Daha dayanıklı bir yapı sunar.

Şu an kullanılıyor; mesela akıllı camlar, esnek ekranlar, holografik projeksiyonlar.

Çift frekanslı sıvı kristaller (DFLC)​

Bu özel sıvı kristaller frekansa bağlı olarak Δε değerini pozitiften negatife çevirebilir.

Düşük frekansta pozitif Δε, yüksek frekansta Δε olurlar; böylece aynı molekül 2 farklı şekilde kontrol edilebilir.

Avantajlar​

İki değer arası çok hızlı geçiş yapabilirler; çift yönlü kontrol edilebilirler.

Şu an aynı şekilde kullanılıyor; özel optik cihazlar ve lazer sistemleri genelde kullanır.

Sıvı kristaller ve nanoteknoloji​

Aynı silikon-karbon bataryalar gibi sıvı kristallere de nanopartiküller karıştırılarak özellikler türetiliyor.

Altın nanoçubuklar​

Δε değerini yükselterek daha düşük voltajla çalışmayı ve daha uzun batarya ömrü sağlar.

Karbon nanotüpler​

Aynı silikon karbon bataryalarda kullanılan nanotüpler burada da kullanılır; viskoziteyi düşürerek tepki süresini iyileştirir.

Kuantum Nokta Film​

Arka Işığa yerleştirilerek daha saf ışık çıkmasını ve geniş renk gamutu sunar. %100 DCI-P3 renk gamutu ve ötesi değerler böylece sağlanmış olur.

Ferroelektrik nanopartiküller​

Δε değerini epey arttırır ve güç tüketimini aşırı düşürür. Geleceğin teknolojilerindendir.

Sıvı kristal ne zaman ölecek mi? ​

OLED ve Micro-LED yükseliyor. Evet, ama LCD teknolojisi de durmuyor. Hala piyasanın altın üçgeni maliyet, üretim kolaylığı ve verim LCD'nin elinde. LCD çok daha uzun yıllar bizimle olacak. Sonuçta 1881'den beri yaşayan bir madde.

10) Veda ​

Bu rehber ile de LCD hatim edilmiş oldu. Yüzünüzde bir tebessüm oluşsa veya "Vay be, anladım" deseniz bile bana yeter. Ve Türkiye'de olmayan niş bir içerik artık var. Ama lütfen söylüyorum, tekrar lütfen bunu okumadan önce LCD rehberini okuyun. Rakamları öğrenmeden toplama çıkarma yapamazsınız. Temel orada yazıyor.
Esenlikler

LCD rehberi

Okuduğunuz için teşekkür ederim.​