BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
LCD adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang misalnya dalam alat-alat elektronik seperti televisi, kalkulator ataupun layar komputer. Kini LCD mendominasi jenis tampilan untuk komputer meja maupun notebook karena membutuhkan daya listrik yang rendah, bentuknya tipis, mengeluarkan sedikit panas, dan memiliki resolusi tinggi. Pada LCD berwarna semacam monitor, terdapat banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1.2.1 Apa yang dimaksud dengan LCD?
1.2.2 Sebutkan Jenis-jenis LCD?
1.2.3 Bagaimana cara kerja dari LCD?
1.2.4 Sebutkan istilah penting yang umum kita jumpai berhubungan dengan monitor?
1.2.5 Sebutkan Keunggulan dari LCD?
1.3 TUJUAN MASALAH
1.3.1 Pengertian LCD
1.3.2 Jenis-jenis LCD
1.3.3 Cara Kerja LCD
1.3.4 Istilah penting yang umum kita jumpai berhubungan dengan monitor
1.3.5 Keunggulan dari LCD
BAB II
ISI
2.1 Pengertian LCD
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang, misalnya dalam alat-alat elektronik, seperti televisi, kalkulator ataupun layar komputer. Pada LCD berwarna semacam monitor, terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai suatu titik cahaya. Walaupun disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri.
Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring
2.2 Jenis- jenis LCD
1. STN (Super Twisted Nematic)STN menggunakan lebih sedikit energi & lebih murah dibanding teknologi TFT (Thin Film Transistor), tapi dengan konsekuensi kualitas gambar & respons yang lebih rendah.STN disebut juga sebagai Passive Matrix.Pada awal munculnya, banyak ponsel yang menggunakan LCD jenis ini.
2. CSTN (Colour Super Twisted Nematic) CSTN merupakan tipe perbaikan dari teknologi STN, diamana CSTN memiliki respons & ketajaman warna yang lebih baik dari STN, hampir mendekati kualitas TFT.CSTN disebut juga New Technologies of Passive Matrix.
3.TFT (Thin Film Transistor) Jika dibandingkan dengan teknologi LCD lainnya, layar TFT memiliki keunggulan di kualitas gambar & respons yang lebih cepat.Yang menjadi masalah adalah LCD jenis ini membutuhkan energi yang cukup besar & lebih mahal harganya.TFT disebut juga Active Matrix.
4.UFB (Ultra Fine & Bright) Jenis ini membutuhkan lebih sedikit energi, dibandingkan TFT & dengan kemampuan pencahayaan yang lebih terang dibandingkan STN.Ponsel yang menggunakan LCD jenis ini biasanya lebih tipis dibanding ponsel yang menggunakan LCD jenis lain, hal ini karena UFB hanya setebal 2,2 mm.
5.TFD (Thin Film Diode) Jenis ini menggunakan cairan semacam kristal yang dikontrol oleh Dioda (dengan pengaturan seperti cara kerja Switch).
6.OLED (Organic Light Emitting Diode) Tampilan OLED menggunakan senyawa organik yang mengeluarkan cahaya saat diberi arus listrik.OLED lebih terang, memiliki kontras yang lebih baik dengan sudut pandang yang lebih lebar, konsumsi daya lebih sedikit, & respons yang lebih cepat dibanding LCD.Layar OLED juga sepertiga kali lebih tipis dari LCD, karena tidak membutuhkan Backlight & membuatnya cocok untuk perangkat elektronik portable.
2.3 Cara Kerja LCD
· Konsep Liquid Crystal (Kristal Cair)
Padat dan cair merupakan dua sifat benda yang berbeda. Molekul-molekul benda padat tersebar secara teratur dan posisinya tidak berubah-ubah, sedangkan molekul-molekul zat cair letak dan posisinya tidak teratur karena dapat bergerak acak ke segala arah. Pada tahun 1888, seorang ahli botani, Friedrich Reinitzer, menemukan fase yang berada di tengah-tengah antara fase padat dan cair. Fase ini memiliki sifat-sifat padat dan cair secara bersama-sama. Molekul-molekulnya memiliki arah yang sama seperti sifat padat, tetapi molekul-molekul itu dapat bergerak bebas seperti pada cairan. Fase kristal cair ini berada lebih dekat dengan fase cair karena dengan sedikit penambahan temperatur (pemanasan) fasenya langsung berubah menjadi cair. Sifat ini menunjukkan sensitivitas yang tinggi terhadap temperatur. Sifat inilah yang menjadi dasar utama pemanfaatan kristal cair dalam teknologi.
Untuk memahami sensitivitas kristal cair terhadap suhu, kita bisa menggunakan yang dikenal sebagai mood ring. Mood ring dianggap sebagai cincin ajaib yang punya daya magis yang dapat membaca emosi pemakainya. Saat si pemakai sedang marah atau tegang batu cincin tersebut berubah warna menjadi hitam, sedangkan saat sedang tenang batu berwarna biru. Berbagai emosi lainnya bisa diketahui berdasarkan perubahan warna batu cincin magis ini. Magis (magical)? Ataukah fisika (physical)? Tentu saja fisika! Karena batu cincin ini diisi dengan materi kristal cair yang sangat sensitif terhadap perubahan suhu, sekecil apa pun perubahannya. Perubahan suhu menyebabkan terpilinnya struktur molekul (twist) sehingga panjang gelombang cahaya yang diserap atau direfleksikan berubah pula. Perubahan suasana hati atau emosi si pemakai cincin menyebabkan perubahan suhu tubuh yang kemudian mempengaruhi suhu kristal cair yang terkandung dalam batu tersebut. Sewaktu suhu meningkat, molekul kristal cair terpilin dan menyebabkan warna merah dan hijau lebih banyak diserap dan warna biru lebih banyak direfleksikan sehingga warna yang terlihat adalah biru tua. Warna ini menunjukkan keadaan hati yang sedang bahagia dan bergairah karena saat bahagia suhu tubuh paling tinggi (pembuluh kapiler semakin mendekati permukaan kulit dan melepaskan panas). Suhu tubuh minimum saat sedang tegang karena pembuluh kapiler masuk semakin dalam sehingga suhuturun (digambarkan dengan warna hitam sebagai warna yang ditunjukkan kristalcair pada suhu terendah). Selain temperatur, kristal cair juga sangat sensitif terhadap arus listrik (beda potensial). Prinsip semacam inilah yang digunakan dalam teknologi LCD. Ini sebabnya layar laptop terkadang terlihat berbeda di musim dingin atau saat digunakan di cuaca sangat panas.
· Nematic Liquid Crystal
Jenis kristal cair yang digunakan dalam pengembangan teknologi LCD adalah tipe nematic (molekulnya memiliki pola tertentu dengan arah tertentu). Tipe yang paling sederhana adalah twisted nematic (TN) yang memiliki struktur molekul yang terpilin secara alamiah (dikembangkan pada tahun 1967). Struktur TN terpilin secara alamiah sebesar 90o (Gambar 5). Struktur TN ini dapat dilepas pilinannya (untwist) dengan menggunakan arus listrik. dua elektroda (C dan E) yang dibungkus lagi (seperti sandwich) dengan dua panel gelas (B dan F) yang sisi luarnya dilumuri lapisan tipis polarizing film. Lapisan A merupakan cermin yang dapat memantulkan cahaya yang berhasil menembus lapisan-lapisan sandwich LCD. Kedua elektroda dihubungkan dengan batere sebagai sumber arus. Panel B memiliki polarisasi yang berbeda 90o dari panel F.
Cahaya masuk melewati panel F sehingga terpolarisasi. Saat tidak ada arus listrik, cahaya lewat begitu saja menembus semua lapisan, mengikuti arah pilinan molekul-molekul TN (90o), sampai memantul di cermin A dan keluar kembali. Tetapi ketika elektroda C dan E (elektroda kecil berbentuk segi empat yang dipasang di lapisan gelas) mendapatkan arus, kristal cair D yang sangat sensitif terhadap arus listrik tidak lagi terpilin sehingga cahaya terus menuju panel B dengan polarisasi sesuai panel F. Panel B yang memiliki polarisasi yang berbeda 90o dari panel F menghalangi cahaya untuk menembus terus. Karena cahaya tidak dapat lewat, pada layar terlihat bayangan gelap berbentuk segi empat kecil yang ukurannya sama dengan elektroda E (berarti pada bagian tersebut cahaya tidak dipantulkan oleh cermin A).
Sifat unik yang dapat langsung bereaksi dengan adanya arus listrik ini dimanfaatkan sebagai alat ON/OFF LCD. Tetapi sistem ini masih membutuhkan sumber cahaya dari luar. Komputer dan laptop biasanya dilengkapi dengan lampu fluorescent yang diletakkan di atas, samping, dan belakang sandwich LCD supaya dapat menyebarkan cahaya (backlight) sehingga merata dan menghasilkan tampilan yang seragam di seluruh bagian layar. Mudah bukan? Tetapi tunggu dulu, perancangan dan pembuatan LCD tidak semudah konsepnya. Masalah pertama disebabkan tidak ada satu pun senyawa TN yang sudah ditemukan yang dapat memberikan karakteristik paling ideal. Wah, ini berarti kristal cair yang digunakan harus merupakan campuran berbagai senyawa TN. Untuk mencampur senyawa-senyawa ini diperlukan percobaan untuk menentukan formulasi terbaik, dan hal ini bukan hal mudah. Kadang-kadang dibutuhkan sampai 20 macam senyawa TN untuk mendapatkan karakteristik yang diinginkan. Bayangkan saja, mencampur dua macam senyawa saja sudah sangat sulit karena karakteristik masing-masing (misalnya rentang suhu) saling mempengaruhi. Belum lagi penentuan titik leleh campuran yang
terbentuk. Selain itu, kristal cair TN yang terpilin sebesar 90o membutuhkan beda potensial sebesar 100% untuk mencapai posisi untwist (posisi ON).
· Super-Twisted Nematic dan Thin-Film Transistor
Pada tahun 1980, Colin Waters (Inggris) memberikan solusi bagi masalah ini. Ia bersama Peter Raynes menemukan bahwa semakin besar derajat pilinan, beda potensial yang dibutuhkan semakin kecil. Pilinan yang menunjukkan beda potensial paling kecil adalah 270o (Gambar 9). Penemuan ini menjadi dasar dikembangkannya Super-Twisted Nematic (STN) yang sampai sekarang digunakan pada telepon selular sampai layar laptop.
Pada waktu yang hampir bersamaan pula, Peter Le Comber dan Walter Spear (juga dari Inggris) menemukan solusi lain dengan cara menggunakan bahan semikonduktor silikon amorf untuk membuat Thin-Film Transistor (TFT) pada tiap pixel TN. Metode ini menghasilkan tampilan dengan kualitas tinggi tetapi memerlukan biaya produksi yang sangat mahal dan melibatkan proses pembuatan yang rumit. Tentu saja rumit! Karena untuk menghasilkan gambar dengan kualitas 256 subpixel diperlukan sejumlah 256 pixel warna merah x 256 pixel biru x 256 pixel hijau. Tunggu sebentar! 256 x 256 x 256 = 16.8 juta. 16.8 juta transistor super mini harus dibuat dan dilekatkan ke lapisan TN? Rumit dan melelahkan! Tentu saja biayanya menjadi sangat mahal!
Tetapi seiring dengan semakin majunya teknologi, biaya pembuatan TFT sedikit demi sedikit bisa ditekan karena ada penyederhanaan proses pembuatannya. Tetapi STN pun tidak mau kalah saingan! Kualitas tampilan STN semakin lama pun semakin baik sehingga keduanya terus bersaing ketat dan mendominasi pasar.
Perkembangan teknologi LCD semakin pesat dalam dekade terakhir. Kepopuleran LCD terutama karena kualitas gambar yang baik, konsumsi energi yang kecil, serta kekuatan materi kristal cair yang tidak pernah mengalami degradasi. Penelitian lanjut terus dikembangkan untuk mencapai target yang sangat bervariasi, mulai dari usaha memproduksi LCD untuk ukuran layar yang semakin besar, sampai kemungkinan alternatif komponen dengan bahan plastik yang lebih ringan. Sasaran utama yang paling dikejar sebagian besar produsen adalah LCD yang tidak lagi menggunakan backlight. Tetapi apa pun tujuan pengembangan teknologi yang sedang mengalami kemajuan pesat ini, semuanya membutuhkan pemahaman dan penelitian fisika secara lebih mendalam.
2.4 Istilah penting yang umum kita jumpai berhubungan dengan monitor
o Resolusi (Resolution): Merupakan ukuran pixel (banyaknya titik tampilan) antara panjang dan lebar/tinggi layar monitor. Monitor tabung (CRT) biasanya mempunyai ukuran 800×600, 1024×768 (ukuran standard) atau 1280×1024. Biasanya dengan perbandingan 4:3. Sedangkan untuk monitor LCD biasanya terdapat dua jenis yang satu memiliki ukuran yang sama dengan CRT, sedangkan satu lagi dengan istilah Wide Screen. LCD Wide Screen ini biasanya mempunyai perbandingan panjang x lebar 16:9. Resolusi yang umum yang biasa kita jumpai adalah : 1280×768, 1360×768, 1440×900, 1680×1050, 1920×1080, 1920×1200 dan 2560×1600.
o Viewable size: Ukuran diagonal layar monitor. Misalnya LCD 17″ (inch), yang berarti ukuran diagonal layar tersebut (pojok kiri bawah ke pojok kanan atas) sepanjang 17 inchi. Ukuran yang biasa dijumpai misalnya 15″, 16″, 17″, 18.5″, 19″, 22″ dan lainnya.
o Response time: Waktu terkecil (minimal) yang diperlukan untuk mengubah warna pixel dari hitam ke putih dan kembali ke hitam lagi (black to black), dan ada juga yang menggunakan metode abu-abu ke putih lalu ke abu-abu lagi (gray to gray). Nilai respond time ini dinyatakan dalam milisecond (ms / mili detik). Semakin kecil nilai response time, secara teori transisi gambar/warna akan semakin cepat dan cacat tampilan akan semakin kecil. Meskipun nilai dibawah 10ms perbedaannya tidak akan terlihat, karena terbatasnya kemampuan mata manusia.
o Refresh Rate: Jumlah gambar tiap detik yang ditampilkan monitor. Karena pixel di LCD monitor tidak menggunakan metoda hidup mati antara frame satu dengan lainnya (seperti yang digunakan di CRT Monitor), maka di LCD monitor saat ini, nilai refresh rate tidak akan begitu mempengaruhi tampilan. Berbeda dengan CRT (biasanya mempunyai refresh rate 60 Hz, 75 Hz atau 85 Hz), terkadang tampilan sering berkedip (flicker). LCD bisa mempunyai refresh rate lebih dari 100 Hz. Sebagai perbandingan, televisi kita mempunyai refresh rate 25 Hz ( 25 gambar/frame tiap detik).
o Viewing Angle (Viewing Direction): Merupakan nilai sudut maksimum dimana kita masih dapat melihat tampilan dengan baik. Misalnya Viewing angle sebesar 160 derajat, maka ketika kita melihat layar dari sudut kurang atau maksimal 160 derajat, tampilan masih terlihat dengan baik. Jika lebih dari itu, maka tampilan sudah tidak jelas lagi, kadang sebagian terlihat agak hitam. Kalau CRT Monitor biasanya mempunyai sudut yang lebih tinggi, hampir dari 180 derajat kita masih dapat melihat tampilan dengan jelas tanpa perubahan.
o Contrast Ratio: Merupakan perbandingan (rasio) intensitas dari kecerahan/warna putih (brightest) dan kegelapan/warna hitam (dark). Secara umum, semakin tinggi nilai contrast Rasio akan semakin baik. Tetapi kadang produk yang satu dengan lainnya menggunakan metode yang berbeda, sehingga tidak mudah untuk dibandingkan. Nilai contrast ratio bermacam-macam, misalnya : 20000:1, 10000:1, 5000:1, 2000:1, 700:1 dan lainnya.
o Aspect Ratio: Perbandingan antara panjang dan lebar/tinggi layar monitor. Misalnya 4:3, 5:4, 16:9 atau 16:10. Untuk LCD Wide Screen akan mempunyai perbandingan 16:9 atau 16:10. Sedangkan untuk monitor CRT yang umum mempunyai perbandingan 4:3.
o 
Input Port: Jenis/tipe koneksi kabel yang digunakan, misalnya DVI, VGA, S-Video, HDMI dan lainnya. Untuk CRT Monitor biasanya menggunakan port VGA.
Ketika membeli VGA (kartu grafis) yang hanya mempunyai port DVI, biasanya juga disertakan tambahan koneksi VGA to DVI atau DVI to VGA agar tetap kompatibel dengan port yang ada.
2.5 Keunggulan LCD
LCD umum adalah perangkat yang menawarkan beberapa kelebihan nyata teknologi layar dari pada teknologi tabung. LCD yang tipis dan ringan dan menarik jauh lebih menarik jika dibandingkan daya sinar katoda tabung (CRTs), misalnya. Perbandingan antara LCD dan tabung CRT adalah semacam cairan liquid yang ada di LCD sedangkan klo CRT itu melalui penembakan sinar katoda untuk menghasilkan gambar. Tetapi hal apa saja perangkat ini disebut dengan LCD? Nama "LCD/kristal cair" terdengar seperti sebuah bayangan. Berawal pemikiran dari kristal sebagai bahan yang beku seperti batu, dan cairan yang jelas berbeda. Teknologi LCD adalah penggabungan dari kedua benda keras dan cair ini. Bagaimana bisa kedua material ini bisa digabungkan jadi satu ?
gambar : contoh LCD
Seperti pelajaran di sekolah, yang ada tiga zat umum yang dinyatakan dalam : padat, cair atau gas. Zat-zat padat bertindak seperti sifat mereka karena mereka selalu menjaga sifat mereka dari zat lain. Molekul berorientasi dan tetap di posisi yang sama dengan tidak berhubungan satu sama lain. Molekul-molekul cair saling berlawanan : Mereka dapat mengubah sifat mereka dan saling berpindah dari manapun dalam keadaan cair. Tetapi ada beberapa zat yang dapat berada pada kondisi yang berbeda, jenis itu adalah antara seperti zat yang cair dan zat yang beku. Pada tahun 1888, seorang ahli botani, Friedrich Reinitzer, menemukan fase yang berada di tengah-tengah antara fase padat dan cair. Fase ini memiliki sifat-sifat padat dan cair secara bersama-sama. Molekul-molekulnya memiliki arah yang sama seperti sifat padat, tetapi molekul-molekul itu dapat bergerak bebas seperti pada cairan. Fase kristal cair ini berada lebih dekat dengan fase cair karena dengan sedikit penambahan temperatur (pemanasan) fasenya
langsung berubah menjadi cair. Sifat ini menunjukkan sensitivitas yang tinggi terhadap temperatur. Sifat inilah yang menjadi dasar utama pemanfaatan kristal cair dalam teknologi.
Hal ini menjelaskan mengapa kristal cair/LCD yang sangat sensitif terhadap suhu dan mengapa mereka digunakan untuk membuat termometer dan mood ring. Mood ring adalah cincin ajaib yang punya daya magis yang dapat membaca emosi pemakainya. Saat si pemakai sedang marah atau tegang batu cincin tersebut berubah warna menjadi hitam, sedangkan saat sedang tenang batu berwarna biru. Berbagai emosi lainnya bisa diketahui berdasarkan perubahan warna batu cincin magis ini. Ia juga menjelaskan mengapa sebuah Layar LCD mungkin bertindak aneh dalam cuaca dingin atau panas.
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
LCD adalah pilihan utama lain selain layar tabung CRT, LCD memiliki bentuk fisik yang lebih ramping, ringan, dan mengonsumsi daya lebih sedikit dibandingkan CRT. Namun resolusi yang dimiliki LCD belum sebaik CRT. Selain itu, hal lain yang menjadi kelemahan LCD adalah angle view-nya yang lebih sempit dibandingkan CRT. Selain itu bila Anda membaca dengan layar LCD di bawah sinar matahari, maka gambar maupun tulisan tidak akan dapat terlihat dengan jelas. Melalui teknologi LCD, ada satu lagi layar yang diproduksi secara massal dan saat ini sedang sangat digemari, yaitu layar plasma. Namun, layar plasma dianggap juga belum mampu memenuhi kebutuhan mata untuk membaca e-book. Sampai akhirnya ditemukan sebuah teknologi baru yang dinamakan OLED.
