一، STN مائع کرسٹل مواد کی آپٹیکل خصوصیات: کثیر-رنگ ڈسپلے کی جسمانی بنیاد
STN (Super Twisted Nematic) مائع کرسٹل TN قسم کے 90 ڈگری سے 180 ڈگری -270 ڈگری تک مالیکیولر ٹوئسٹ اینگل کو بڑھا کر الیکٹرو-آپٹک اثر وکر کی کھڑی پن کو نمایاں طور پر بڑھاتا ہے۔ یہ ساختی تبدیلی اسے درج ذیل کلیدی خصوصیات کے ساتھ عطا کرتی ہے:
بریفنگینس اثر: واقعہ کی روشنی عام روشنی (o-روشنی) اور غیر معمولی روشنی (ای-لائٹ) میں گل جاتی ہے، اور روشنی کے دو شہتیر مائع کرسٹل پرت میں آپٹیکل راستے کا فرق پیدا کرتے ہیں۔ تجزیہ کار سے گزرتے وقت، مداخلت ہوتی ہے، ایک مخصوص رنگ کی تشکیل.
پری ٹلٹ اینگل کنٹرول: مالیکیولز کو اورینٹیشن لیئر انٹرفیس پر 3 ڈگری -8 ڈگری کا پری ٹیلٹ اینگل برقرار رکھنے کی ضرورت ہے تاکہ وولٹیج فری حالت میں مستحکم مداخلت کے رنگ کو یقینی بنایا جا سکے۔
باکس کی موٹائی کی یکسانیت: باکس کی موٹائی کے انحراف کو 0.05 μm کے اندر کنٹرول کیا جانا چاہئے تاکہ ناہموار موٹائی سے بچ جائے جس کی وجہ سے پس منظر کا رنگ دھندلا ہو۔
یہ خصوصیات STN مائع کرسٹل کو پیلے سبز یا نیلے بھوری رنگ کا پس منظر پیش کرتی ہیں جب کوئی وولٹیج لاگو نہیں ہوتا ہے، جو کثیر-رنگ ڈسپلے کے لیے جسمانی بنیاد فراہم کرتا ہے۔ تاہم، یہ واضح رہے کہ خالص STN مائع کرسٹل کا موروثی رنگ رنگ کے اظہار کی حد کو محدود کر دے گا، اور تکنیکی ذرائع سے معاوضہ ادا کرنے کی ضرورت ہے۔
2، ملٹی کلر ڈسپلے کے نفاذ کا راستہ: سیوڈو کلر سے فل کلر تک تکنیکی ارتقاء
1. بنیادی سیگمنٹ کوڈ ڈسپلے: مونوکروم اور دو-رنگ سکیمیں
روایتی STN سیگمنٹ کوڈ LCDs اسکرین پرنٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال شیشے کے ذیلی ذخیروں یا پولرائزنگ فلموں پر سیاہ، سرخ اور سیاہی کی دیگر تہوں کو پرنٹ کرنے کے لیے کرتے ہیں، جس سے بنیادی کثیر-رنگ ڈسپلے حاصل ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر:
مثبت ڈسپلے: سیاہ پس منظر+سفید/پیلا فونٹ (TN/STN پیلا سبز فلم)
منفی ڈسپلے: سفید پس منظر + سیاہ فونٹ (انعکاس شدہ روشنی کے ذریعے حاصل کیا گیا)
دو رنگوں کا مجموعہ: سرخ سیاہی دل کی دھڑکن کی قدروں کو پرنٹ کرتی ہے، سیاہ دوسرے حروف کو پرنٹ کرتی ہے۔
اس سکیم کے رنگوں کی قسمیں سیاہی کے انتخاب سے محدود ہوتی ہیں، عام طور پر صرف 2-5 رنگوں کو سپورٹ کرتے ہیں، اور آن نہ ہونے پر سیاہی میں نمایاں نقائص ہوتے ہیں۔
2. سیوڈو کلر ڈسپلے ٹیکنالوجی: گرے اسکیل اور رنگ کی مقدار درست کرنے میں ایک پیش رفت
ڈرائیونگ سرکٹ اور مائع کرسٹل مواد کو بہتر بنا کر، STN سیگمنٹ کوڈ LCD درج ذیل سیڈو کلر سکیموں کو حاصل کر سکتا ہے:
4 لیول گرے اسکیل ڈسپلے: وولٹیج پلس کی چوڑائی کو ایڈجسٹ کرکے اور مائع کرسٹل مالیکیولز کے انحراف زاویہ کو کنٹرول کرکے، چمک اور تاریکی میں تبدیلیاں حاصل کی جاسکتی ہیں۔ مثال کے طور پر، طبی مانیٹر میں، دل کی دھڑکن کی قدروں کی حد کو ظاہر کرنے کے لیے مختلف گرے اسکیل اقدار استعمال کی جاتی ہیں۔
16 level grayscale display: using frame rate control (FRC) technology, enhancing the sense of hierarchy through grayscale mixing on the timeline. However, due to the response speed of STN (usually>100ms)، تیز رفتار-متحرک امیجز بھوت ہونے کا تجربہ کر سکتی ہیں۔
256 کلر/4096 کلر ڈسپلے: ایمبیڈڈ کنٹرولرز میں جیسے S3C2440A، 8-bit/pixel (R3G3B2) یا 12 bit/pixel (R4G4B4) ڈیٹا کو jitter algorithm (Dithering) اور LUT look up کے ذریعے ملٹی کلر ڈسپلے میں میپ کیا جاتا ہے۔ لیکن اصل رنگ کی سنترپتی نسبتاً کم ہے، جو جھوٹے رنگ کے زمرے سے تعلق رکھتی ہے۔
3. مکمل رنگ ڈسپلے حل: CSTN ٹیکنالوجی میں پیش رفت
کلر STN (CSTN) RGB کلر فلٹرز کو اوورلی کر کے ہر پکسل کو سرخ، سبز اور نیلے رنگ کے تین ذیلی پکسلز میں تقسیم کرتا ہے، اور 65536 کلر ڈسپلے حاصل کرنے کے لیے STN کی گرے اسکیل کنٹرول کی صلاحیت کو یکجا کرتا ہے۔ تکنیکی اہم نکات میں شامل ہیں:
ذیلی پکسل ترتیب: رنگوں کے اختلاط کے اثرات کو بہتر بنانے کے لیے بار یا زگ زیگ ترتیب کو اپنانا۔
ڈرائیو چینل میں اضافہ: ایکٹو میٹرکس ڈرائیو (AM-STN) کا استعمال کرتے ہوئے، غیر فعال میٹرکس کے کراس اثر پر قابو پا لیا جاتا ہے، جو کہ اعلی ریزولیوشن کو سپورٹ کرتا ہے (جیسے 640 × 400)۔
معاوضہ فلم ایپلی کیشن: FSTN (فلم + STN) ٹیکنالوجی معاوضہ فلم شامل کرکے STN کے موروثی پس منظر کے رنگ کو ختم کرتی ہے، سیاہ اور سفید کنٹراسٹ کو بہتر بناتی ہے، اور رنگین ڈسپلے کے لیے ایک خالص پس منظر فراہم کرتی ہے۔
3، تکنیکی رکاوٹیں اور حل: کثیر-رنگ ڈسپلے کی قیمت
1. ردعمل کی رفتار کی حد
STN مائع کرسٹل کے موڑ کے زاویہ میں اضافہ ایک طویل رسپانس ٹائم (200-300ms کی عام قدر) کا باعث بنتا ہے، جو متحرک تصویری ڈسپلے میں بھوت پیدا کرنے کا سبب بن سکتا ہے۔ حل میں شامل ہیں:
ریپڈ رسپانس لیکویڈ کرسٹل میٹریلز: ہائی بائرفرنجنس اور کم وسکوسیٹی کے ساتھ لیکویڈ کرسٹل فارمولے تیار کریں، ریسپانس ٹائم کو 50ms کے اندر کم کریں۔
اوور ڈرائیو ٹیکنالوجی: پری ٹیلٹ وولٹیج لگا کر مالیکیولر ڈیفلیکشن کے عمل کو تیز کرتا ہے۔
2. نقطہ نظر کا انحصار
STN کی دیکھنے کے زاویہ کی حد (عام طور پر ± 40 ڈگری) TFT-LCD (± 70 ڈگری) سے چھوٹی ہے، اور ترچھے انداز میں دیکھنے پر رنگ کی تبدیلی واقع ہو سکتی ہے۔ بہتری کی سمت:
ملٹی ڈومین ورٹیکل الائنمنٹ (MVA) ٹیکنالوجی: اورینٹیشن لیئر میں مائیکرو اسٹرکچرز تیار کرکے، ملٹی ویو ڈومین ڈسپلے حاصل کیا جاسکتا ہے۔
آپٹیکل معاوضہ فلم: دیکھنے کے زاویہ کی حد کو وسیع کرنے کے لیے فیز فرق معاوضہ فلم شامل کرنا۔
3. لاگت اور پیداوار کے درمیان تضاد
STN پروڈکشن لائن کو باکس کی موٹائی اور پری ٹیلٹ اینگل جیسے پیرامیٹرز کے درست کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں TN قسم سے کم پیداوار حاصل ہوتی ہے۔ مکمل-رنگین CSTN ماڈیول کے لیے کلر فلٹرز اور معاوضے والی فلموں کی اسٹیکنگ کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں مونوکروم STN کے مقابلے لاگت میں 30% -50% اضافہ ہوتا ہے۔ صنعتی ردعمل کی حکمت عملی:
ماڈیولر ڈیزائن: سسٹم کے اخراجات کو کم کرنے کے لیے ڈرائیور IC، بیک لائٹ یونٹ، اور LCD پینل کو مربوط کرنا۔
عمل کی اصلاح: روایتی فوٹو لیتھوگرافی کے عمل کو تبدیل کرنے اور کلر فلٹر کی پیداوار کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے انک جیٹ پرنٹنگ ٹیکنالوجی کو اپنانا۔
4، عام ایپلیکیشن کا منظرنامہ: کثیر-رنگ ڈسپلے کی قدر کا حصول
صنعتی آلات: CNC مشین ٹولز کے آپریشن پینل میں، الارم کی معلومات سرخ رنگ میں ظاہر ہوتی ہے، عام آپریشن کی حیثیت سبز رنگ میں ظاہر ہوتی ہے، اور اسٹینڈ بائی اسٹیٹس پیلے رنگ میں ظاہر ہوتا ہے۔
طبی سازوسامان: الٹراساؤنڈ تشخیصی آلات میں، B-الٹراساؤنڈ تصاویر 16 لیول گرے اسکیل میں دکھائی جاتی ہیں، جس میں آپریٹنگ ایریا کو نمایاں کرتے ہوئے نیلے رنگ کی سرحدیں ہوتی ہیں۔
گھریلو آلات کا کنٹرول: سمارٹ ریفریجریٹر پینل پر، مختلف رنگوں کا استعمال ٹھنڈک، تحفظ اور فوری منجمد کرنے کے طریقوں کے درمیان فرق کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔
آٹوموٹیو انسٹرومنٹ پینل: روایتی مکینیکل آلات کی ڈیجیٹل تبدیلی میں، اعلی درجہ کے اشارے حاصل کرنے کے لیے ایل ای ڈی انڈیکیٹر لائٹس کے بجائے کلر کوڈڈ LCD کا استعمال کیا جاتا ہے۔
