Némi fizika: TFT alapok

"Használd a keresőt!" – hangzik el sokszor az örök érvényű igazság a fórumokon, így a PROHARDVER! fórumain belül is. Igen sok információ fellelhető ily módon, nálunknál okosabb ember- illetve fórumtársainknak köszönhetően. Ennek ellenére sokszor késhegyig menő vitákat folytatunk egyszerű és akár téves közhiedelmek alapján. Legutóbb a CRT versus TFT fórumtémával szaladt el ilyen értelemben a ló (a TFT maximum 60 hertzes frissítésének becsmérlése, illetve a CRT képcsövek porral retinát bombázó mivoltával kapcsolatban), így nem állhatjuk meg, hogy legalább pár mondatot ne szóljunk a kijelzők technológiájáról, remélve, hogy néhány tévhit talán örökre száműzetik.

Alapok

Sok mindent lehetne mesélni a folyadékkristályokról magukról, a lehetséges kijelzőtípusokról, azonban szorítkozzunk kizárólag azon megoldásokra, amik a jelenleg szokásos TFT megjelenítőkben használatosak. A cél az, hogy az alapesetben átlátszó folyadékkristályt rábírjuk arra, hogy ne engedje át a fényt, hisz így különböző színű fényforrásokat a kristály mögé helyezve megoldható a kép előállítása. A kristályok szerkezete réteges struktúrájú.

Ahhoz, hogy ennek jelentőségét megértsük, az elektromágneses hullámok egyik általunk különösen kedvelt típusáról, a fényről kell ejteni pár szót. Mindenki hallotta már, hogy a fény hullámtulajdonságokkal (is) rendelkezik. Képzeljünk magunk elé egy hosszú kötelet, aminek az egyik végét meglengetjük! Nyilván szép hullámhegyek és -völgyek alakulnak ki rajta.

A fényt úgy is fel lehet fogni, mint egy adott z irányban kinyújtott kötelet (ez a haladási irány), amit két, egymásra merőleges irányban is lengetnek. A közegben (levegőben) haladó hullám tehát a három dimenziónkból egy irányba terjed, a másik kettő felé pedig hullámzik (azaz hullámozhat, nem kötelező neki, mint majd látni fogjuk). A szemünk a fény erősségét a hullámok erősségéből (intenzitás), a színét pedig kizárólag a hullámok gyorsaságából (frekvencia, hullámhossz) állapítja meg. Tehát, ha a szemünk fűzöldnek érzékel egy adott színt, akkor arról mi nem tudjuk szemmel megállapítani, hogy annak hullámai egy vagy kétirányúak, azaz, hogy a kötél végét fogó kezünket föl-le vagy körbe-körbe mozgatjuk (a Lissajous görbéktől most tekintsünk el a közérthetőség jegyében).

Ha tehát egy fent említett kristályszerkezeten halad keresztül a fény, az a beérkező, kétirányban hullámzó - varázsszó: polarizálatlan - fényből egyirányban hullámzó - polarizált - fényt csinál, kvázi a másik irányú hullámzás "nem fér el a lemezek között". (Az említett köteles hasonlattal élve: ha egy szűk, de magas résen keresztül megy a kötél, s a végét körbe-körbe forgatjuk, akkor a rés másik végén csak egyirányú hullámzást fogunk észlelni.)

Miért jó ez nekünk? Mert létezik olyan anyag, amely a kristályokhoz hasonlóan csak az egyik irányú hullámot engedi át, ezt hívják polarizátornak, közismertebb nevén Polaroid napszemüvegnek. Tegyünk egy ilyet a kristályaink elé úgy, hogy a képzeletbeli szűk, de magas rés ugyanúgy helyezkedjen el, mint a kristályrács rése! Így ugyanazt kapjuk, mintha csak egy rést alkalmaztunk volna. Azonban ha a két rés egymásra merőlegesen áll, akkor az egyik rés az egyik irányú hullámot szűri, a másik rés a másik irányút, végeredményképpen pedig egy energiamentes fényáramot kapunk, azaz semmit: sötétséget. (A valódi működés némileg bonyolultabb, a konkrét megvalósításnál szó esik arról is.)

A TFT pontosan ezen az elven működik. Mivel a folyadékkristályokat külső elektromos térrel lehet úgy vezérelni, hogy kívánságra tetszőleges mértékben elforduljanak, így eléjük polarizátort, mögéjük fényforrást helyezve az átbocsátott fénymennyiséget szabályozni tudjuk. Mindezek után már csak az kell, hogy elhelyezzünk néhány neoncsövet a képernyő mögött, amelyeket lehetőség szerint nagy frekvenciával (relatíve nagy, 1000 Hz körüli) táplálunk, hogy a villogás ne zavarja a szemet. Kell még egy piros, zöld illetve kék színszűrő, erre egy vezérelhető folyadékkristályos réteg, majd egy polarizátor, és kész is a TFT kijelzőnk. (Azért a neves gyártókat így még nem fogjuk lenyomni...)

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!