Ecran LCD color TFT cu matrice activă. Iluminare cu lămpi cu incandescență. Cum funcționează afișajul LCD?

Modern dispozitive electronice sunt practic universale. De exemplu, un smartphone face față excelent nu numai apelurilor (primirea și efectuarea acestora), ci și capacitatea de a naviga pe internet, de a asculta muzică, de a viziona videoclipuri sau de a citi cărți. O tabletă este potrivită pentru aceleași sarcini. Ecranul este una dintre cele mai importante părți ale electronicii, mai ales dacă este sensibil la atingere și servește nu numai la afișarea fișierelor, ci și la control. Să ne familiarizăm cu caracteristicile afișajelor și cu tehnologiile folosite pentru a le crea. Să plătim Atentie speciala ce este un ecran IPS, ce fel de tehnologie este, care sunt avantajele acestuia.

Cum funcționează un ecran LCD?

În primul rând, să ne dăm seama cum este proiectat și echipat tehnologie moderna. În primul rând, este o matrice activă. Este format din tranzistoare cu microfilm. Datorită lor, imaginea se formează. În al doilea rând, acesta este un strat de cristale lichide. Sunt echipate cu filtre de lumină și creează subpixeli R-, G-, B. În al treilea rând, acesta este sistemul de iluminare de fundal a ecranului, care vă permite să faceți imaginea vizibilă. Poate fi fluorescent sau LED.

Caracteristicile tehnologiei IPS

Strict vorbind, matricea IPS este un tip de tehnologie TFT folosită pentru a crea ecrane LCD. TFT se referă adesea la monitoare produse prin metoda TN-TFT. Pe baza acestui fapt, ele pot fi comparate. Pentru a ne familiariza cu complexitățile alegerii electronice, să ne dăm seama ce este tehnologia ecranului IPS și ce înseamnă acest concept. Principalul lucru care distinge aceste afișaje de TN-TFT este aranjarea pixelilor cu cristale lichide. În al doilea caz, acestea sunt dispuse în spirală, la un unghi de nouăzeci de grade orizontal între cele două plăci. În primul (care ne interesează cel mai mult), matricea este formată din tranzistori cu peliculă subțire. În plus, cristalele sunt situate de-a lungul planului ecranului paralel unul cu celălalt. Fără tensiune aplicată acestora, ele nu se rotesc. În TFT, fiecare tranzistor controlează un punct al ecranului.

Diferența dintre IPS și TN-TFT

Să aruncăm o privire mai atentă la IPS și la ce este acesta. Monitoarele create folosind această tehnologie au multe avantaje. În primul rând, are o redare excelentă a culorilor. Întreaga gamă de nuanțe este luminoasă și realistă. Datorită unghiului larg de vizualizare, imaginea nu se estompează, indiferent din ce punct ați privi. Monitoarele au un contrast mai mare, mai clar, datorită faptului că negrurile sunt reproduse pur și simplu perfect. Puteți observa următoarele dezavantaje pe care le are tipul de ecran IPS. Că acesta este, în primul rând, un consum mare de energie, un dezavantaj semnificativ. În plus, dispozitivele echipate cu astfel de ecrane sunt scumpe, deoarece producția lor este foarte scumpă. În consecință, TN-TFT-urile au caracteristici diametral opuse. Au un unghi de vizualizare mai mic, iar atunci când punctul de vedere se schimbă, imaginea este distorsionată. Nu sunt foarte convenabile de folosit la soare. Imaginea se întunecă și strălucirea interferează. Cu toate acestea, astfel de afișaje au răspuns rapid, consumă mai puțină energie și sunt accesibile. Prin urmare, astfel de monitoare sunt instalate în modele electronice bugetare. Astfel, putem concluziona în ce cazuri este potrivit un ecran IPS, că acesta este un lucru grozav pentru iubitorii de cinema, fotografie și video. Cu toate acestea, din cauza capacității de răspuns mai reduse, nu sunt recomandate fanilor jocurilor dinamice pe computer.

Evoluții ale companiilor lider

Tehnologia IPS în sine a fost creată de compania japoneză Hitachi împreună cu NEC. Ceea ce era nou la el a fost aranjarea cristalelor lichide: nu în spirală (ca în TN-TFT), ci paralele între ele și de-a lungul ecranului. Drept urmare, un astfel de monitor produce culori mai strălucitoare și mai saturate. Imaginea este vizibilă chiar și în soare deschis. Unghiul de vizualizare al matricei IPS este de o sută șaptezeci și opt de grade. Puteți privi ecranul din orice punct: dedesubt, sus, dreapta, stânga. Poza rămâne clară. Tablete populare cu lansări de ecran IPS Compania Apple, sunt create pe matrice IPS Retina. Un inch folosește o densitate crescută a pixelilor. Drept urmare, imaginea de pe afișaj este fără granule și culorile sunt redate fără probleme. Potrivit dezvoltatorilor, ochiul uman nu observă microparticule dacă pixelii sunt mai mari de 300 ppi. În zilele noastre, dispozitivele cu afișaje IPS devin din ce în ce mai accesibile, iar modelele electronice de buget încep să fie echipate cu ele. Sunt create noi tipuri de matrice. De exemplu, MVA/PVA. Au răspuns rapid, unghiuri largi de vizualizare și redare excelentă a culorilor.

Dispozitive cu ecran multi-touch

ÎN În ultima vreme a căpătat o mare popularitate dispozitive electronice cu control tactil. Și nu sunt doar smartphone-uri. Ei produc laptopuri, tablete, care touch screen IPS, folosit pentru gestionarea fișierelor și imaginilor. Astfel de dispozitive sunt indispensabile pentru lucrul cu videoclipuri și fotografii. În funcție de tip, există dispozitive compacte și cu format complet. multi-touch este capabil să recunoască zece atingeri simultan, adică puteți lucra pe un astfel de monitor cu două mâini simultan. Mic dispozitive mobile, cum ar fi smartphone-urile sau tabletele de șapte inchi, recunosc cinci atingeri. Acest lucru este suficient dacă smartphone-ul tău are un ecran IPS mic. Mulți cumpărători de dispozitive compacte au apreciat că acest lucru este foarte convenabil.

Și, de asemenea, toate afișajele de laptop folosesc matrice cu culoare pe 18 biți (6 biți pentru fiecare canal RGB), 24 de biți este emulat prin pâlpâire cu dithering.

Inițial, micile afișaje LCD (cu durată de viață scurtă) și-au găsit aplicație în ceasuri de mână, calculatoare, indicatoare etc.

Ecranele mari au devenit utilizate pe scară largă odată cu proliferarea laptopurilor și notebook-urilor, care sunt din ce în ce mai solicitate.

Specificații

Cele mai importante caracteristici ale ecranelor LCD:

• Tipul matricei - tehnologia prin care este realizat afișajul LCD.
• Clasa Matrix - conform ISO 13406-2, acestea sunt împărțite în patru clase.
• Rezoluție - dimensiuni orizontale și verticale, exprimate în pixeli. Spre deosebire de monitoarele CRT, LCD-urile au o rezoluție fixă, restul se realizează prin interpolare. (Monitoare CRT au și cantitate fixă pixeli, care constau și din roșu, verde și puncte albastre. Cu toate acestea, din cauza naturii tehnologiei, interpolarea nu este necesară atunci când ieșiți o rezoluție non-standard).
• Dimensiunea punctului (dimensiunea pixelilor) este distanța dintre centrele pixelilor adiacenți. Direct legat de rezoluția fizică.
• Raport de aspect al ecranului (format proporțional) - raport lățime/înălțime (5:4, 4:3, 3:2 (15÷10), 8:5 (16÷10), 5:3 (15÷9), 16: 9 etc.)
• Diagonala aparentă este dimensiunea panoului în sine, măsurată în diagonală. Zona afișajelor depinde și de format: un monitor cu format 4:3 are o suprafață mai mare decât unul cu format 16:9 cu aceeași diagonală.
• Contrastul este raportul dintre luminozitatea punctelor cele mai luminoase și cele mai întunecate la o anumită luminozitate de fundal. Unele monitoare folosesc niveluri adaptive de iluminare de fundal folosind lămpi suplimentare, cifra de contrast dată pentru ele (așa-numita dinamică) nu se aplică unei imagini statice.
• Luminozitatea este cantitatea de lumină emisă de un afișaj, de obicei măsurată în candela pe metru pătrat.
• Timpul de răspuns este timpul minim necesar unui pixel pentru a-și schimba luminozitatea. Compus din două cantități:
  • Timp de tamponare ( decalaj de intrare). O valoare mare interferează cu jocurile dinamice; de obicei tăcut; măsurată prin comparație cu un cinescop în fotografia de mare viteză. Acum (2011) în 20-50 ms; în separat modele timpurii a ajuns la 200 ms.
  • Timpul de comutare este cel indicat în specificațiile monitorului. O valoare mare degradează calitatea video; metodele de măsurare sunt ambigue. Acum, în aproape toate monitoare, timpul de comutare declarat este de 2-6 ms.
• Unghi de vizualizare - unghiul la care scăderea contrastului atinge o valoare dată, pt tipuri diferite matrice şi de diferiți producători calculate diferit și adesea nu pot fi comparate. Unii producători indică în acestea. în parametrii monitoarelor lor, unghiuri de vizualizare precum: CR 5:1 - 176/176°, CR 10:1 - 170/160°. Abrevierea CR (raportul de contrast) indică nivelul de contrast la unghiurile de vizualizare specificate în raport cu perpendiculara pe ecran. La unghiuri de vizualizare de 170°/160°, contrastul din centrul ecranului este redus la o valoare nu mai mică de 10:1, la unghiuri de vizualizare de 176°/176° - până la nu mai puțin de 5:1.

Dispozitiv

Subpixel al afișajului LCD color

Din punct de vedere structural, afișajul este format dintr-o matrice LCD (o placă de sticlă, între straturile căreia se află cristale lichide), surse de lumină pentru iluminare, un cablaj de contact și un cadru (carcasă), adesea din plastic, cu un cadru metalic de rigiditate.

Fiecare pixel al unei matrice LCD constă dintr-un strat de molecule între doi electrozi transparenți și două filtre polarizante, ale căror planuri de polarizare sunt (de obicei) perpendiculare. Dacă nu ar exista cristale lichide, atunci lumina transmisă de primul filtru ar fi aproape complet blocată de al doilea filtru.

Suprafața electrozilor în contact cu cristalele lichide este tratată special pentru a orienta inițial moleculele într-o singură direcție. Într-o matrice TN, aceste direcții sunt reciproc perpendiculare, astfel încât moleculele, în absența tensiunii, se aliniază într-o structură elicoidală. Această structură refractă lumina în așa fel încât planul de polarizare a acesteia se rotește înainte de al doilea filtru și lumina trece prin el fără pierderi. În afară de absorbția a jumătate din lumina nepolarizată de către primul filtru, celula poate fi considerată transparentă.

Dacă electrozilor li se aplică tensiune, atunci moleculele tind să se alinieze în direcția câmpului electric, ceea ce distorsionează structura șurubului. În acest caz, forțele elastice contracarează acest lucru, iar atunci când tensiunea este oprită, moleculele revin la poziția inițială. Cu o intensitate suficientă a câmpului, aproape toate moleculele devin paralele, ceea ce duce la o structură opaca. Variând tensiunea, puteți controla gradul de transparență.

Dacă presiune constantă aplicat timp îndelungat, structura cristalelor lichide se poate degrada din cauza migrării ionilor. Pentru a rezolva această problemă, se folosește curent alternativ sau schimbarea polarității câmpului de fiecare dată când celula este adresată (întrucât modificarea transparenței are loc la pornirea curentului, indiferent de polaritatea acestuia).

În întreaga matrice, este posibil să se controleze fiecare dintre celule în mod individual, dar pe măsură ce numărul lor crește, acest lucru devine dificil de realizat, pe măsură ce numărul de electrozi necesari crește. Prin urmare, adresarea rândurilor și coloanelor este folosită aproape peste tot.

Lumina care trece prin celule poate fi naturală - reflectată de substrat (în afișajele LCD fără lumină de fundal). Dar este mai des folosit, pe lângă faptul că este independent de iluminatul extern, stabilizează și proprietățile imaginii rezultate.

Pe de altă parte, monitoarele LCD au și unele dezavantaje, care sunt adesea fundamental greu de eliminat, de exemplu:

Ecranele OLED (matrice organică de diode emițătoare de lumină) sunt adesea considerate o tehnologie promițătoare care poate înlocui monitoarele LCD, dar a întâmpinat dificultăți în producția de masă, în special pentru matricele cu diagonală mare.

Tehnologii

Principalele tehnologii în fabricarea display-urilor LCD: TN+film, IPS (SFT, PLS) și MVA. Aceste tehnologii diferă în geometria suprafețelor, a polimerului, a plăcii de control și a electrodului frontal. Mare importanță au puritatea și tipul de polimer cu proprietățile cristalelor lichide utilizate în dezvoltări specifice.

Timpul de răspuns al monitoarelor LCD proiectate folosind tehnologia SXRD. Afișaj reflectorizant Silicon X-tal - matrice cu cristale lichide reflectorizante din silicon), redusă la 5 ms.

TN+film

TN + film (Twisted Nematic + film) - cel mai mult tehnologie simplă. Cuvânt filmîn numele tehnologiei înseamnă un strat suplimentar folosit pentru a mări unghiul de vizualizare (aproximativ de la 90 la 150°). În prezent, filmul de prefix este adesea omis, denumind astfel de matrici pur și simplu TN. O modalitate de a îmbunătăți contrastul și unghiurile de vizualizare pentru panourile TN nu a fost încă găsită, iar timpul de răspuns al acestui tip de matrice este în prezent unul dintre cele mai bune, dar nivelul de contrast nu este.

Matricea de film TN+ funcționează astfel: când nu se aplică nicio tensiune subpixelilor, cristalele lichide (și lumina polarizată pe care o transmit) se rotesc cu 90° una față de alta în plan orizontal în spațiul dintre cele două plăci. Și deoarece direcția de polarizare a filtrului de pe a doua placă este exact 90° cu direcția de polarizare a filtrului de pe prima placă, lumina trece prin ea. Dacă subpixelii roșu, verde și albastru sunt complet iluminați, pe ecran va apărea un punct alb.

Avantajele tehnologiei includ cel mai scurt timp de răspuns dintre matricele moderne, precum și costul scăzut. Dezavantaje: redare mai slabă a culorilor, cele mai mici unghiuri de vizualizare.

IPS (SFT)

AS-IPS (Avansat Super IPS - super-IPS extins) - a fost dezvoltat și de Hitachi Corporation în 2002. Îmbunătățirile au vizat în principal nivelul de contrast al panourilor S-IPS convenționale, apropiindu-l de contrastul panourilor S-PVA. AS-IPS este folosit și ca denumire pentru monitoarele NEC (ex. NEC LCD20WGX2) bazate pe tehnologia S-IPS dezvoltată de consorțiul LG.Philips.

H-IPS A-TW (IPS orizontal cu polarizare avansată True Wide ) - dezvoltat de LG.Philips pentru NEC Corporation. Este un panou H-IPS cu filtru de culoare TW (True White - „alb adevărat”) pentru a da culoare alba realism mai mare și unghiuri de vizualizare crescute fără distorsiuni ale imaginii (efectul panourilor LCD strălucitoare la un unghi este eliminat - așa-numitul „efect de strălucire”). Acest tip de panou este folosit pentru a crea monitoare profesionale de înaltă calitate.

AFFS (Comutare avansată a câmpurilor marginale , nume neoficial - S-IPS Pro) este o îmbunătățire suplimentară a IPS, dezvoltată de BOE Hydis în 2003. Puterea crescută a câmpului electric a făcut posibilă obținerea de unghiuri de vizualizare și luminozitate și mai mari, precum și reducerea distanței dintre pixeli. Ecranele bazate pe AFFS sunt utilizate în principal în tablete PC-uri, pe matrice fabricate de Hitachi Displays.

Dezvoltarea tehnologiei Super Fine TFT de la NEC

Nume	Denumire scurtă	An	Avantaj	Note
TFT super fin	S.F.T.	1996	Unghiuri largi de vizualizare, negru adânc	. Odată cu redarea îmbunătățită a culorilor, luminozitatea a devenit puțin mai mică.
SFT avansat	A-SFT	1998	Cel mai bun timp de răspuns	Tehnologia a evoluat la A-SFT (Advanced SFT, Nec Technologies Ltd. în 1998), reducând semnificativ timpul de răspuns.
SFT super-avansat	SA-SFT	2002	Transparență ridicată	SA-SFT dezvoltat de Nec Technologies Ltd. în 2002, transparența a crescut de 1,4 ori în comparație cu A-SFT.
SFT ultra-avansat	UA-SFT	2004	Transparență ridicată Redarea culorilor Contrast mare	Permis să obțină o transparență de 1,2 ori mai mare în comparație cu SA-SFT, o acoperire de 70% a gamei de culori NTSC și un contrast crescut.

Dezvoltarea tehnologiei IPS de către Hitachi

Nume	Denumire scurtă	An	Avantaj	Transparenţă/ Contrast	Note
Super TFT	IPS	1996	Unghiuri largi de vizualizare	100/100 Un nivel de bază de	Majoritatea panourilor acceptă și redarea realistă a culorilor (8 biți per canal). Aceste îmbunătățiri au venit cu prețul unor timpi de răspuns mai lenți, inițial în jur de 50 ms. Panourile IPS erau, de asemenea, foarte scumpe.
Super-IPS	S-IPS	1998	Fără schimbare de culoare	100/137	IPS a fost înlocuit de S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. în 1998), care moștenește toate avantajele tehnologiei IPS reducând în același timp timpul de răspuns
Super-IPS avansat	AS-IPS	2002	Transparență ridicată	130/250	AS-IPS, dezvoltat și de Hitachi Ltd. în 2002, îmbunătățind în principal contrastul panourilor S-IPS tradiționale la un nivel în care acestea au devenit pe locul doi după unele S-PVA.
IPS-Provectus	IPS-Pro	2004	Contrast mare	137/313	Tehnologia panoului IPS Alpha cu o gamă de culori mai largă și un contrast comparabil cu afișajele PVA și ASV fără strălucire de colț.
IPS alfa	IPS-Pro	2008	Contrast mare		Următoarea generație IPS-Pro
IPS alpha următoarea generație	IPS-Pro	2010	Contrast mare		Hitachi transferă tehnologie către Panasonic

Dezvoltarea tehnologiei IPS de către LG

Nume	Denumire scurtă	An	Note
Super-IPS	S-IPS	2001	LG Display rămâne unul dintre principalii producători de panouri bazate pe tehnologia Hitachi Super-IPS.
Super-IPS avansat	AS-IPS	2005	Contrast îmbunătățit cu gama de culori extinsă.
IPS orizontal	H-IPS	2007	S-a obținut un contrast și mai mare și o suprafață vizuală a ecranului mai uniformă. De asemenea, tehnologia Advanced True Wide Polarizer bazată pe filmul polarizant NEC pare să atingă unghiuri de vizualizare mai largi și să elimine flare atunci când este privit la un unghi. Folosit în lucrări de grafică profesională.
IPS îmbunătățit	e-IPS	2009	Are o deschidere mai mare pentru a crește transmisia luminii cu pixeli complet deschiși, ceea ce permite utilizarea luminilor de fundal care sunt mai ieftine de produs și au un consum mai mic de energie. Unghiul de vizualizare pe diagonală a fost îmbunătățit, timpul de răspuns a fost redus la 5 ms.
IPS profesional	P-IPS	2010	Oferă 1,07 miliarde de culori (profunzime de culoare de 30 de biți). Mai multe orientări subpixeli posibile (1024 față de 256) și o adâncime mai bună a culorii reale.
IPS avansat de înaltă performanță	AH-IPS	2011	Redare îmbunătățită a culorilor, rezoluție și PPI crescute, luminozitate crescută și consum redus de energie.

MVA/PVA

Matrice MVA/PVA (VA - prescurtare pentru aliniere verticală - aliniere verticală) sunt considerate un compromis între TN și IPS, atât în ​​ceea ce privește costurile, cât și proprietățile de consum.

Tehnologia MVA ( Aliniere verticală cu mai multe domenii ) a fost dezvoltat de Fujitsu ca un compromis între tehnologiile TN și IPS. Unghiurile de vizualizare orizontale și verticale pentru matricele MVA sunt de 160° (la modele moderne monitoare până la 176-178°), iar datorită utilizării tehnologiilor de accelerare (RTC), aceste matrici nu sunt cu mult în urmă cu TN+Film în timpul de răspuns. Ele depășesc semnificativ caracteristicile acestora din urmă în ceea ce privește adâncimea culorii și acuratețea reproducerii lor.

MVA este succesorul tehnologiei VA introdusă în 1996 de Fujitsu. Când tensiunea este oprită, cristalele lichide ale matricei VA sunt aliniate perpendicular pe al doilea filtru, adică nu transmit lumină. Când se aplică tensiune, cristalele se rotesc cu 90° și pe ecran apare un punct ușor. Ca și în matricele IPS, pixelii nu transmit lumină atunci când nu există tensiune, așa că atunci când se defectează sunt vizibili ca puncte negre.

Avantajele tehnologiei MVA sunt culoarea neagră profundă (când este privită perpendicular) și absența atât a unei structuri cristaline elicoidale, cât și a unui câmp magnetic dublu. Dezavantaje ale MVA în comparație cu S-IPS: pierderea detaliilor în umbră atunci când este privită perpendicular, dependența echilibrului de culoare al imaginii de unghiul de vizualizare.

Analogii MVA sunt tehnologii:

• PVA ( Aliniere verticală modelată) de la Samsung.
• Super PVA de la Sony-Samsung (S-LCD).
• Super MVA de la CMO.

PLS

matricea PLS ( Comutare plan-la-linie) a fost dezvoltat de Samsung ca alternativă la IPS și a fost demonstrată pentru prima dată în decembrie 2010. Această matrice este de așteptat să fie cu 15% mai ieftină decât IPS.

Avantaje:

• densitatea pixelilor este mai mare în comparație cu IPS (și similar cu *VA/TN);
• luminozitate ridicată și redare bună a culorilor;
• unghiuri mari de vizualizare;
• acoperire sRGB completă;
• consum redus de energie comparabil cu TN.

Defecte:

• timp de răspuns (5-10 ms) comparabil cu S-IPS, mai bun decât *VA, dar mai rău decât TN;
• contrast mai mic (600:1) decât toate celelalte tipuri de matrice;
• iluminare neuniformă.

Iluminare de fundal

Cristalele lichide în sine nu strălucesc. Pentru ca imaginea de pe afișajul cu cristale lichide să fie vizibilă, aveți nevoie. Sursa poate fi externă (de exemplu, Soarele) sau încorporată (iluminare de fundal). De obicei, lămpile de iluminare din spate încorporate sunt situate în spatele stratului de cristale lichide și strălucesc prin acesta (deși iluminarea laterală se găsește și, de exemplu, la ceasuri).

Iluminat exterior

Afișajele monocrome de pe ceasurile de mână și telefoanele mobile folosesc iluminarea externă de cele mai multe ori (de la Soare, iluminarea camerei etc.). De obicei, în spatele stratului de pixeli cu cristale lichide se află o oglindă sau un strat reflectorizant mat. Pentru utilizare pe întuneric, astfel de afișaje sunt echipate cu iluminare laterală. Există, de asemenea, afișaje transflective, în care stratul reflectorizant (oglindă) este translucid și lămpile de iluminare din spate sunt situate în spatele acestuia.

Iluminare incandescentă

În trecut în unele ceas de mână cu un afișaj LCD monocrom, a fost folosită o lampă incandescentă subminiaturală. Dar din cauza consumului mare de energie, lămpile cu incandescență sunt neprofitabile. În plus, acestea nu sunt potrivite pentru utilizare, de exemplu, la televizoare, deoarece generează multă căldură (supraîncălzirea dăunează cristalelor lichide) și adesea se ard.

Panou electroluminiscent

Afișajele LCD monocrome ale unor ceasuri și afișaje de instrumente folosesc un panou electroluminiscent pentru iluminare de fundal. Acest panou este un strat subțire de fosfor cristalin (de exemplu, sulfură de zinc), în care apare electroluminiscența - strălucesc sub influența curentului. De obicei, strălucește verzui-albastru sau galben-portocaliu.

Iluminare cu lămpi cu descărcare în gaz („plasmă”)

În timpul primului deceniu al secolului 21, marea majoritate a ecranelor LCD au fost iluminate din spate de una sau mai multe lămpi cu descărcare în gaz (cel mai adesea lămpi cu catod rece - CCFL, deși EEFL-urile au intrat recent în uz). În aceste lămpi, sursa de lumină este plasmă produsă de o descărcare electrică printr-un gaz. Astfel de afișaje nu trebuie confundate cu afișajele cu plasmă, în care fiecare pixel însuși strălucește și este o lampă cu descărcare în miniatură.

Iluminare de fundal cu diodă emițătoare de lumină (LED).

La începutul anilor 2010, ecranele LCD iluminate din spate de una sau un număr mic de diode emițătoare de lumină (LED-uri) au devenit larg răspândite. Astfel de afișaje LCD (numite adesea LED TV sau LED display-uri în comerț) nu trebuie confundate cu adevărate afișaje LED, în care fiecare pixel în sine se aprinde și este un LED în miniatură.

Producătorii

Chi Mei Innolux Corporation (Chimei Innolux) Tuburi de imagine Chunghwa (CPT)

Imagina HyDis

Tehnologia de afișare Toshiba Matsushita (TMD)

Vezi si

• Display LCD industrial

Note

Literatură

• S. P. Miroshnichenko, P. V. Serba. Dispozitiv LCD. Cursul 1
• Mukhin I.A. Cum să alegi un monitor LCD? Piața de afaceri de calculatoare Nr. 4(292), ianuarie 2005. pp. 284-291.
• Mukhin I.A. Dezvoltarea monitoarelor cu cristale lichide EMISIUNEA Televiziune și radiodifuziune: partea 1 - Nr. 2(46) martie 2005. P. 55-56; Partea 2 - Nr. 4(48) iunie-iulie 2005. pp. 71-73.
• Mukhin I.A.

LCD-urile (Ecranele cu cristale lichide) sunt realizate dintr-o substanță care se află în stare lichidă, dar în același timp are unele proprietăți inerente corpurilor cristaline. Cristalele lichide au fost descoperite cu mult timp în urmă, dar au fost folosite inițial în alte scopuri. Moleculele de cristale lichide sub influența energiei electrice își pot schimba orientarea și, ca urmare, modifică proprietățile fasciculului de lumină care trece prin ele. Pe baza acestei descoperiri și ca urmare a cercetărilor ulterioare, a devenit posibil să se descopere o legătură între creșterea tensiune electricăși schimbarea orientării moleculelor de cristal pentru a permite crearea de imagini. Cristalele lichide au fost folosite pentru prima dată în afișaje pentru calculatoare și în ceas cu quartz, iar apoi au început să fie folosite în monitoare pentru computere laptop. Astăzi, ca urmare a progreselor în acest domeniu, acestea încep să se răspândească. Monitoare LCD pentru computere desktop.

Un ecran de monitor LCD este o serie de segmente mici (numite pixeli) care pot fi manipulate pentru a afișa informații. Un monitor LCD are mai multe straturi, unde rolul cheie este jucat de două panouri din material de sticlă fără sodiu și foarte pur numite substrat sau substrat, care conțin de fapt un strat subțire de cristale lichide între ele. Panourile au caneluri care ghidează cristalele în orientări specifice. Canelurile sunt poziționate astfel încât să fie paralele pe fiecare panou, dar perpendiculare între două panouri. Canelurile longitudinale se obțin prin plasarea unor filme subțiri de plastic transparent pe suprafața sticlei, care apoi este prelucrată special. În contact cu șanțurile, moleculele din cristalele lichide sunt orientate identic în toate celulele. Moleculele uneia dintre varietățile de cristale lichide (nematice), în absența tensiunii, rotesc vectorul câmpului electric (și magnetic) într-o astfel de undă luminoasă cu un anumit unghi într-un plan perpendicular pe axa de propagare a fasciculului. Cele două panouri sunt situate foarte aproape unul de celălalt. Panoul cu cristale lichide este iluminat de o sursă de lumină (în funcție de locul în care se află, panourile cu cristale lichide funcționează prin reflectarea sau transmiterea luminii). Planul de polarizare al fasciculului de lumină se rotește cu 90° când trece printr-un panou.

Când apare un câmp electric, moleculele de cristale lichide sunt parțial aliniate de-a lungul câmpului și unghiul de rotație al planului de polarizare a luminii devine diferit de 90°.

Pentru a afișa o imagine color, monitorul trebuie să fie iluminat din spate, astfel încât lumina să fie generată în spatele afișajului LCD. Acest lucru este necesar pentru a putea vizualiza imaginea cu o calitate bună chiar dacă mediu inconjurator nu este lumina. Culoarea se obține prin folosirea a trei filtre care separă radiația de sursă lumină albă trei componente principale. Prin combinarea celor trei culori primare pentru fiecare punct sau pixel de pe ecran, este posibilă reproducerea oricărei culori.

Primele ecrane LCD au fost foarte mici, în jur de 8 inchi, în timp ce astăzi au ajuns la dimensiuni de 15 inchi pentru a fi utilizate în laptopuri, iar monitoare LCD de 19 inchi sau mai mari sunt produse pentru computere desktop. O creștere a dimensiunii este urmată de o creștere a rezoluției, care are ca rezultat apariția de noi probleme care au fost rezolvate cu ajutorul tehnologiilor speciale emergente, toate acestea fiind descrise mai jos. Una dintre primele provocări a fost necesitatea unui standard care să definească calitatea afișajului la rezoluții înalte. Primul pas către obiectiv a fost creșterea unghiului de rotație al planului de polarizare a luminii în cristale de la 90° la 270°.

Pe viitor, ne putem aștepta la o creștere a pătrunderii monitoarelor LCD pe piață, datorită faptului că odată cu dezvoltarea tehnologiei, prețul final al dispozitivelor este redus, permițând mai multor utilizatori să achiziționeze produse noi.

Să vorbim pe scurt despre permisiune Monitoare LCD. Aceasta rezolutie este una si se mai numeste si nativa, corespunde rezolutiei fizice maxime Monitoare CRT. Monitorul LCD reproduce cel mai bine imaginea în rezoluția nativă. Această rezoluție este determinată de dimensiunea pixelilor, care este fixată pe un monitor LCD. De exemplu, dacă un monitor LCD are o rezoluție nativă de 1024x768, aceasta înseamnă că pe fiecare dintre cele 768 de linii există 1024 de electrozi, sau pixeli. În același timp, este posibil să utilizați o rezoluție mai mică decât cea nativă. Există două moduri de a face acest lucru. Primul se numește "Centrarea"(centrare), esența metodei este că pentru afișarea unei imagini se folosește doar numărul de pixeli necesar formării unei imagini cu o rezoluție mai mică. Ca urmare, imaginea nu apare pe tot ecranul, ci doar în mijloc. Toți pixelii neutilizați rămân negri, de exemplu. În jurul imaginii apare un cadru negru larg. A doua metodă este numită "Expansiune"(întinderea). Esența sa este că la reproducerea unei imagini cu o rezoluție mai mică decât cea nativă, se folosesc toți pixelii, adică. Imaginea ocupă întregul ecran. Cu toate acestea, datorită faptului că imaginea este întinsă pe întregul ecran, apare o ușoară distorsiune și claritatea se deteriorează. Prin urmare, atunci când alegeți un monitor LCD, este important să știți clar de ce rezoluție aveți nevoie.

Merită menționat separat luminozitatea Monitoare LCD, deoarece nu există încă standarde pentru a determina dacă un monitor LCD este suficient de luminos. În același timp, în centru luminozitatea unui monitor LCD poate fi cu 25% mai mare decât la marginile ecranului. Singura modalitate de a determina dacă luminozitatea unui anumit monitor LCD este potrivită pentru dvs. este să comparați luminozitatea acestuia cu alte monitoare LCD.

ȘI ultimul parametru, ceea ce trebuie menționat este contrast. Contrastul unui monitor LCD este determinat de raportul de luminozitate dintre cel mai strălucitor alb și cel mai închis negru. Un raport de contrast bun este considerat a fi 120:1, ceea ce asigură reproducerea live culori bogate. Raportul de contrast de 300:1 sau mai mare este utilizat atunci când este necesar afișare precisă semitonuri alb-negru. Dar, ca și în cazul luminozității, nu există încă standarde, așa că principalul factor determinant sunt ochii tăi.

Este demn de remarcat o astfel de caracteristică a unor monitoare LCD, cum ar fi capacitatea de a roti ecranul în sine cu 90°, cu rotație automată simultană a imaginii. Ca rezultat, de exemplu, dacă faceți aspect, acum o coală A4 se poate încadra complet pe ecran fără a fi nevoie să utilizați derularea verticală pentru a vedea tot textul de pe pagină. Adevărat, printre monitoarele CRT există și modele cu această capacitate, dar sunt extrem de rare. În cazul monitoarelor LCD, această funcție devine aproape standard.

LA avantajele LCD-ului monitoarele pot fi atribuite faptului că sunt cu adevărat plate în sensul literal al cuvântului, iar imaginea creată pe ecranele lor se distinge prin claritate și saturație a culorii. Fără distorsiuni pe ecran și o serie de alte probleme inerente monitoarelor CRT tradiționale. Să adăugăm că consumul de energie și disiparea monitoarelor LCD sunt semnificativ mai mici decât cele ale monitoarelor CRT.

Principala problemă cu dezvoltarea tehnologiei LCD pentru sectorul desktop pare să fie dimensiunea monitorului, care îi afectează costul. Pe măsură ce dimensiunile afișajului cresc, capacitățile de producție scad. În prezent, diagonala maximă a unui monitor LCD potrivit producției în masă ajunge la 20”, iar recent unii dezvoltatori au introdus modele de 43” și chiar modele de 64” de monitoare TFT-LCD gata de producție comercială.

Dar se pare că rezultatul bătăliei dintre monitoarele CRT și LCD pentru un loc pe piață este deja o concluzie ieșită dinainte. Și nu în favoarea monitoarelor CRT. Viitorul, se pare, încă aparține monitoarelor LCD cu matrice activă. Rezultatul bătăliei a devenit clar după ce IBM a anunțat lansarea unui monitor cu o matrice având 200 de pixeli pe inch, adică cu densitatea de două ori mai mare decât monitoarele CRT. Potrivit experților, calitatea imaginii diferă în același mod ca la imprimarea pe o matrice și imprimante laser. Prin urmare, problema tranziției la utilizarea pe scară largă a monitoarelor LCD este doar în prețul acestora.

Ecranul LCD este cel mai obișnuit tip de ecrane TV și monitor, precum și afișajele telefonului și alte dispozitive. Acest tip de ecran a devenit atât de răspândit datorită unui număr de avantaje incontestabile.

Pentru a înțelege totul trăsături pozitive Ecranele LCD trebuie înțelese care sunt acestea, precum și principiul de funcționare și design al unor astfel de ecrane. Acesta este exact ceea ce va discuta acest articol.

1. LCD de decodare

Afișajul LCD înseamnă ecran cu cristale lichide, dacă este tradus în Limba engleză- Ecran cu cristale lichide. De aici rezultă că LCD și LCD sunt unul și același. Această tehnologie și-a primit numele datorită utilizării unei substanțe unice care este întotdeauna în stare lichidă și are proprietăți optice inerente cristalelor.

Un ecran LCD modern are o serie de avantaje care sunt oferite în mod special de cristalele lichide. Starea lichidă permanentă a moleculelor de cristale lichide face posibilă controlul proprietăților lor optice prin influențarea lor cu electricitate. În acest caz, moleculele își schimbă locația, refractând lumina care trece sub unghiul drept, eliminând un anumit spectru de radiații.

2. Dispozitiv de afișare LCD

Aproape toate ecranele LCD existente astăzi au un design identic. Dacă vorbim despre design, atunci orice monitor LCD sau televizor este format din următoarele componente:

• Matrice LCD;
• Sursă de lumină;
• Ham de contact;
• Cadru (corp).

Matricea LCD este formată din două plăci de sticlă, între care se află un strat subțire de cristale lichide. În esență, este o matrice formată dintr-un număr mare de celule numite pixeli. Fiecare pixel al matricei este format din mai multe molecule de cristale lichide și două filtre polarizante. Mai mult, planurile acestor filtre sunt situate perpendicular unul pe celălalt.

Fiecare pixel al matricei este situat între doi electrozi transparenți speciali, ceea ce face posibilă controlul locației moleculelor în fiecare pixel separat. Tehnologia LCD se poate baza pe transmiterea sau reflectarea luminii, in functie de dispozitivul de monitorizare, prin molecule de cristale lichide. Practic, nu există nicio diferență între aceste tipuri de matrice. Cu toate acestea, merită remarcat faptul că majoritatea ecranelor LCD funcționează prin trecerea luminii printr-un strat de cristale lichide.

3. Principiul de funcționare al afișajului LCD

Principiul de funcționare al unui afișaj LCD este că, în absența moleculelor de cristale lichide, lumina este transmisă de primul filtru polarizant și blocată complet de al doilea.

Cristalele lichide în sine sunt situate între aceste filtre astfel încât să refracte lumina care trece prin primul filtru, astfel încât aceasta să treacă nestingherită prin al doilea. Acesta este modul în care sunt proiectate matricele TN. Afișajele cu cristale lichide cu alte tipuri de matrice pot funcționa în sens invers, dar principiul de funcționare nu se schimbă. Adică, într-o stare calmă, radiația este blocată și nu trece prin matrice, iar atunci când este excitată, electricul camp magnetic planul radiaţiei se modifică astfel încât lumina trece fără obstacole

Pentru ca moleculele de cristal lichid să fie localizate în În ordinea corectă fără expunere la electricitate, pe suprafața de contact a electrozilor sunt aplicate șanțuri microscopice speciale, aranjand moleculele în ordinea necesară. Astfel, dacă anumite zone ale matricei sunt afectate, se obține o imagine.

Fiecare ecran LCD modern are o rezoluție înaltă. Aceasta înseamnă că matricea este formată din sumă uriașă pixeli și îi puteți controla individual. Cu alte cuvinte, dacă măriți orice zonă a ecranului, puteți observa celule mici, schimbând tensiunea fiecăreia dintre aceste celule, puteți modifica unghiul de refracție a luminii în acel punct; Prin crearea tensiunii necesare în fiecare dintre celule, se creează o imagine specifică.

4. Tipul de iluminare de fundal a matricei LCD

Ecranele LCD moderne pot folosi două opțiuni de iluminare de fundal:

• Lampă fluorescentă;
• Lumini cu leduri.

Desigur, tipul de iluminare de fundal afectează semnificativ calitatea imaginii. Lămpile fluorescente sunt considerate o metodă de iluminat învechită. Principala problemă a acestui tip de iluminare de fundal este imposibilitatea de a distribui uniform lumina pe întregul plan al ecranului, ceea ce nu permite obținerea unei calități ridicate a imaginii. A fost folosit în primele matrice LCD și devine din ce în ce mai puțin frecvent în prezent.

Iluminarea din spate cu diode emițătoare de lumină (LED), mai cunoscută sub numele de LED, este cea mai recentă dezvoltare care permite o calitate mai ridicată a imaginii. Acest tip de iluminat are o serie de avantaje.

În primul rând, este un consum redus de energie. În al doilea rând, lumina de fundal cu LED emite o lumină mai intensă, ceea ce permite ca radiația să fie distribuită mai uniform. Datorită dimensiunilor sale compacte, această lumină de fundal nu ocupă mult spațiu, ceea ce vă permite să faceți ecranele și mai subțiri.

5. Tipuri de matrice LCD

Există mai multe tipuri de matrice LCD în lume, dar pe piața internă se găsesc doar două tipuri:

• TN+Film;

Ambele variante au destule performanta ridicata. Dacă vorbim despre ce opțiune este mai bine să alegeți, trebuie menționat că tot mai mulți producători acordă preferință matricelor IPS, deoarece acestea permit transmiterea unor culori mai naturale.

Desigur, ca orice altă tehnologie, există și argumente pro și contra. Matrice IPS diferă calitate excelenta Imagini, înaltă definițieși o redare excelentă a culorilor. Cu toate acestea, au un răspuns lent. Tehnologiile moderne au făcut posibilă îmbunătățirea acestui indicator la un nivel ridicat.

Matricele TN+Film sunt inferioare ca calitate și claritate a imaginii. Cu toate acestea, au și un răspuns rapid, ceea ce permite acestor monitoare să afișeze cele mai vibrante efecte speciale și înregistrări video rapide. Cu toate acestea, merită să înțelegeți că toate aceste măsurători sunt efectuate folosind echipamente speciale. Acasă, este puțin probabil să observați o diferență semnificativă între aceste matrici. Prin urmare, alegerea vă aparține.

6. Dispozitiv de afișare TFT: Video

Desigur, cunoscând toate aceste nuanțe, persoanele care prelucrează fotografiile preferă matricele IPS, deoarece nu necesită un răspuns rapid, dar în același timp au nevoie de cea mai naturală redare a culorilor. În alte cazuri, tipul de matrice nu contează.

Și, desigur, toate caracteristicile depind de producător, precum și de tehnologia și materialele utilizate. Nu credeți că toate matricele IPS sunt aceleași; Merită să înțelegeți că, cu cât monitorul (sau televizorul) este mai scump, cu atât puteți obține o calitate mai mare a imaginii. Același lucru se poate spune despre matricele TN+Film.

Indiferent de afișajul LCD pe care îl alegeți, cu siguranță ar trebui să vă familiarizați cu capacitățile sale și caracteristici tehnice. Astăzi, ecranele LCD sunt cele mai comune din mai multe motive. Le cunoști deja avantajele. Datorită acestui fapt, sunt concurenți direcți panouri cu plasmă, dar în același timp au un cost mai mic, ceea ce le face mai accesibile utilizatorilor. În plus, au o resursă mai mare. Cu alte cuvinte, afișajul LCD durează mult mai mult decât panoul cu plasmă.

Introducere

Dezvoltarea actuală a pieței de afișare LCD (TFT) amintește multor vânzători de vremurile trecute, când nivelurile de profit și cererea erau foarte nivel inalt. Până de curând, un cumpărător trebuia să plătească foarte mulți bani pentru un monitor LCD pentru a economisi spațiu pe desktop, a reduce consumul de energie și a avea grijă de propria sănătate. Cu toate acestea, astăzi piața își schimbă direcția, iar prețurile încep să se supună forțelor dinamice normale ale pieței.

Acest articol este primul dintr-o serie dedicată examinării tuturor problemelor legate de LCD. În această parte, vă vom spune despre evoluția situației pieței și câteva tendințe în dezvoltarea LCD-ului. Ne vom uita la tehnologie, arhitectură și principii de funcționare. In concluzie, vom da cateva sfaturi cumparatorilor de monitoare LCD. Articolul va fi de interes nu numai pentru începători, ci și pentru profesioniști.

În partea a doua și a treia vom arunca o privire în profunzime asupra unor caracteristici ale LCD-ului, deoarece... creșterea unghiului de vizualizare, luați în considerare interfețele digitale moderne (DFP și DVI) și raportul dintre dimensiunea pixelilor și dimensiunea diagonală maximă a afișajului.

Ulterior vom raporta despre cele mai importante companii de pe piata LCD, vom lua in considerare cateva modele, si bineinteles vom monitoriza nivelul pretului.

Situația pieței

Succesul uriaș al computerelor portabile a devenit un impuls puternic pentru dezvoltarea Afișaje TFT. În ciuda acestui fapt, LCD-ul și-a făcut drum pe piața modernă cu mare dificultate. De exemplu, în 1998, volumul de LCD-uri vândute era departe de volumul vânzărilor de monitoare CRT. În același timp, cererea de LCD a fost și rămâne destul de mare. Din cauza complexității producției și a procentului scăzut de matrice adecvate, producătorii nu pot îndeplini 100% din comenzi. Nu este un secret pentru nimeni că astăzi LCD-urile sunt cele mai răspândite în sectorul birourilor. Pentru ca LCD-urile să-și ocupe nișa în sectorul computerelor de acasă, trebuie îndeplinite următoarele cerințe:

• Prețurile ar trebui să fie la nivelul monitoarelor CRT
• Dimensiune minimă 15" cu o rezoluție de 1024 x 768 pixeli
• Disponibilitate
• Interfețe standardizate pentru TFT digital
• Calitate și funcționalitate pentru toate aplicațiile

Producția și randamentul matricelor adecvate

După cum am spus mai sus, proiectarea și producerea unei matrice TFT activă este un proces destul de complex. Acest lucru duce la foarte cerințe ridicate la abaterile de la norma. De exemplu, pentru controlul elementelor matriceale se folosesc tranzistori foarte subțiri, care trebuie să aibă niveluri de răspuns absolut identice. După cum puteți înțelege, toate acestea afectează direct nu numai prețul, ci și disponibilitatea afișajelor TFT.

Situația actuală a prețurilor și tendințele

Până de curând, prețurile pentru LCD-uri erau de două până la trei ori mai mari decât prețul unui monitor CRT similar. Astfel, un monitor LCD de 15,1 inchi (echivalent cu un monitor CRT de 17 inchi) costa de la 500 USD la 1.300 USD. Și TFT de 18,1 inchi (echivalent cu un ecran CRT de 21 inchi) de la 2.800 USD - 3.500 USD.

La începutul anului 1999, piața LCD a cunoscut o tendință de creștere pe termen scurt a prețurilor. Mulți producători au crescut prețul cu aproximativ 100 de dolari. În general, această tendință diferă de dezvoltarea tradițională a pieței IT, dar situația actuală a făcut posibilă menținerea prețurilor la un nivel ridicat.

Recent a avut loc o reducere semnificativă a prețurilor pe piață. Așa că astăzi un model de 15" poate fi achiziționat cu 399 de dolari. Cu toate acestea, aceasta nu este limita. Unii analiști susțin că, în condiții favorabile, LCD-urile de 15" pot ajunge la un preț de 80 de dolari. Nu-ți vine să crezi? Da, într-adevăr, LCD-urile pot costa mult mai puțin decât CRT-urile. Cu toate acestea, nimeni nu știe când se va întâmpla acest lucru.

Tehnologii moderne

Modern tehnologii de afișare sunt împărțite în tuburi catodice tradiționale (CRT) și afișaje cu ecran plat. În ciuda dezvoltării tehnologiei CRT, monitoarele bazate pe aceasta ocupă destul de mult spațiu pe desktop, au un consum mare de energie și ne afectează negativ sănătatea. Afișaje cu ecran plat - de ex. dispozitivele fără CRT - după cum sugerează și numele, sunt plate și ocupă un spațiu minim pe desktop. Tehnologiile cu ecran plat, la rândul lor, sunt împărțite în multe diverse tehnologii tip LCD (Afișaj cu cristale lichide), display-uri cu plasmă, LED (diode emițătoare de lumină) și diverse altele. Aceste tehnologii le includ pe cele care emit lumină și pe cele care controlează lumina care trece prin ele.

Astăzi, cea mai interesantă și promițătoare tehnologie este așa-numita. TFT-LCD sau așa cum sunt numite în mod popular active. Aceste dispozitive folosesc lumina care trece prin ele pentru a forma imagini. Pe lângă LCD-urile active, există afișaje pasive STN și DSTN, dar astăzi sunt folosite doar în laptopuri ieftine.

Figura 1: Scurtă prezentare generală a tehnologiilor moderne cu ecran plat.

Cum funcționează TFT?

TFT înseamnă „Thin Film Transistor” și descrie elementele care conduc în mod activ pixelii individuali.

Cum se formează imaginea? Principiul formării în sine este destul de simplu: panoul este format din mulți pixeli minusculi, fiecare dintre care poate forma orice culoare. În acest scop, se utilizează o lumină de fundal constând din una sau mai multe lămpi fluorescente. Pentru a controla lumina care trece prin pixel, așa-numitul. usa sau oblonul. De fapt, tehnologia care face posibil acest lucru este mult mai complexă.

LCD (Liquid Crystal Display) înseamnă un afișaj bazat pe cristale lichide, care își pot modifica structura moleculară, determinând modificarea nivelului de lumină care trece prin ele (pot bloca complet lumina care trece prin ele). Procesul de modelare a punctelor utilizează două filtre polarizante, filtre de culoare și două niveluri de egalizare. Toate acestea vă permit să determinați cu exactitate nivelul luminii transmise și culoarea acesteia. Nivelul de nivelare este situat între două panouri de sticlă. Aplicând o anumită tensiune la nivelul de nivelare, se creează un câmp electric care „nivelează” cristalele lichide. Pentru a forma culoarea, fiecare punct constă din trei componente, una pentru roșu, verde și albastru - la fel ca afișajele CRT tradiționale.

Cel mai des astăzi întâlnim așa-numitul. curling nematic TFT. Mai jos, figurile 2a și 2b arată cum funcționează un afișaj standard TFT (rolling nematic).

Figura 2a

Când nu se aplică nicio tensiune stratului de aliniere, structura moleculară este în starea sa naturală și îndoită la un unghi de 90 de grade. Lumina emisă de lumina de fundal poate trece cu ușurință prin structură.

Figura 2b

Dacă se aplică o tensiune, se creează un câmp electric și cristalele lichide sunt îndoite astfel încât să fie aliniate vertical. Lumina polarizată este absorbită de al doilea polarizator, rezultând absența luminii într-un anumit punct.

Arhitectura pixelilor TFT

Filtrele de culoare sunt integrate pe substratul de sticlă și plasate unul lângă celălalt. După cum am spus mai sus, fiecare pixel este format din trei celule colorate sau elemente sub-pixel. Aceasta înseamnă că o matrice cu o rezoluție de 1280 x 1024 pixeli are 3840 x 1024 tranzistori și elemente pixeli. Dimensiunea punctului sau a pixelilor pentru TFT de 15,1" (1024 x 768 pixeli) este de aproximativ 0,0188" (sau 0,30 mm), iar pentru TFT de 18,1" (1280 x 1024 pixeli) este de aproximativ 0,011" (sau 0,28 mm).

Figura 3: pixeli TFT. În colțul din stânga sus al fiecărei celule există un tranzistor cu peliculă subțire. Filtrele de culoare vă permit să creați orice culoare RGB.

Când vorbim despre arhitectura pixelilor, este necesar să se acorde atenție limitărilor fizice ale TFT. Teoretic, cu cât distanța dintre pixeli este mai mică, cu atât rezoluția este mai mare, însă, pe un afișaj de 15" (aproximativ 38 cm) cu un punct de 0,0117" (0,297 mm), va fi imposibil să se obțină o rezoluție de 1280 x 1024. Vom vorbiți despre relația dintre pasul punctului și dimensiunea diagonalei într-unul dintre articolele viitoare.

Probleme de scalare

După cum puteți înțelege, fiecare pixel este într-o poziție fixă ​​și, prin urmare, determină rezoluția TFT fără probleme geometrice. Cu alte cuvinte: numărul maxim de pixeli corespunde rezoluției maxime. Dar ce se întâmplă când rezoluția este redusă, de exemplu, când rulezi jocuri sau videoclipuri? În acest caz, controlerul responsabil de scalare reduce imaginea la dimensiune dimensiune maximă afişa. Dacă controlerul nu poate gestiona eficient această sarcină, rezultatul va fi denaturat. Din punct de vedere tehnic, această sarcină este mult mai dificilă decât schimbarea scalei pe un monitor CRT convențional.

De ce? În cazul unui CRT, fasciculul de electroni se poate adapta la noua rezoluție simpla schimbare tensiune de abatere. De asemenea, nu contează aici dacă raza formează un punct între doi pixeli adiacenți. În cazul TFT, totul este mult mai complicat. Datorită gestionării active a fiecărui pixel, controlerul de scalare trebuie să recalculeze datele pentru rezoluții mai mici. Dacă utilizați un factor de scalare întreg (de exemplu, 2 când treceți la 800 x 600 de la 1600 x 1200) totul este foarte simplu: înălțimea și lățimea fiecărui pixel este dublată. În cazul unui coeficient non-întreg, de exemplu, la trecerea la 800 x 600 de la 1024 x 768 - 1,28, situația devine mult mai complicată. Controlerul trebuie să aleagă unde să afișeze un pixel și unde doi. Când are loc rotunjirea matematică, apar erori care duc la efecte neplăcute la afișarea textului (vezi figura de mai jos). Datorită noilor algoritmi, controlerele moderne pot reduce acest efect folosind un truc (vezi scalarea avansată) pentru a reduce impresia optică: dacă datele nu pot fi atribuite în mod unic unui pixel, atunci intensitatea pixelului este redusă.

Figura 5: Exemple de scalare

Ce caracteristici sunt importante atunci când se evaluează un LCD?

Dimensiunea diagonală reală a ecranului

Dimensiunea diagonală aparentă a unui monitor CRT este întotdeauna mai mică decât dimensiunea diagonală reală a tubului. Panourile TFT nu au această zonă de margine, astfel încât dimensiunea diagonală indicată este aceeași cu dimensiunea diagonală vizibilă. Aceasta înseamnă că un panou de 15,1" este echivalent cu dimensiunea unui monitor CRT de 17".

Unghi de vedere

Această caracteristică este critică pentru aproape toate afișajele cu ecran plat. Nu orice ecran LCD se poate lăuda cu un unghi de vizualizare echivalent cu un monitor CRT standard. Unghiul mai mic este asociat în primul rând cu caracteristici de proiectare LCD. Să vă reamintim că lumina din spate trebuie să treacă prin filtre polarizante, cristale lichide etc. niveluri de aliniere, ceea ce îi conferă un anumit caracter direcțional. Dacă vizualizați afișajul din lateral într-un unghi înalt, imaginea va apărea foarte întunecată sau va exista o distorsiune a culorii. În ciuda naturii negative a acestui efect, producătorii au putut să-i găsească utilizări demne. Ne referim la siguranță. Acest efect este utilizat pe scară largă în bănci și alte instituții, unde este foarte important ca documentul afișat să fie vizibil doar pentru operator.

Astăzi, dezvoltatorii lucrează la o tehnologie care face posibilă creșterea valorii unghiului de vizualizare, dar metodele sunt deja cunoscute astăzi, deoarece IPS (in-plane switching), MVA (multi-domain vertical alignment) și TN+film (twisted nematic and retardation film) care vă permit să creșteți unghiul la 160 de grade sau mai mult, ceea ce corespunde standardului pentru monitoarele CRT.

Apropo, dacă nu știți, vă reamintim că unghiul maxim de vizualizare este egal cu valoarea extremă la care raportul de contrast este redus la 10:1 față de valoarea inițială atunci când este poziționat perpendicular pe planul ecranului.

Raport de contrast

Raportul de contrast se obține din valorile maxime și minime de luminozitate. Pe monitoarele CRT, acest raport este de 500:1 și vă permite să obțineți o calitate reală a fotografiilor. Pentru LCD, acest coeficient este semnificativ mai puțin important. Acest lucru este vizibil mai ales când se afișează negru. Pe un monitor CRT, culoarea neagră se formează pur și simplu prin schimbarea nivelului tuturor componentelor de culoare. Pe un LCD, lumina de fundal nu este de obicei reglabilă și este mereu aprinsă. Pentru a afișa negru, cristalele lichide trebuie să blocheze complet trecerea luminii. Cu toate acestea, acest lucru nu este posibil din punct de vedere fizic. În ciuda blocării complete, lumina va trece parțial prin cristale. Dezvoltatorii lucrează la această problemă și astăzi valorile acceptabile pentru LCD sunt 250:1.

Luminozitate

Aici ecranele TFT sunt în frunte. Luminozitatea maximă este determinată de capacitățile luminii de fundal. Prin urmare, obținerea unor valori de 200 - 250 de candela nu este o problemă. Deși din punct de vedere tehnic este posibil să se obțină o valoare și mai mare a luminozității, în practică acest lucru nu este necesar.

Luminozitatea maximă a monitoarelor CRT este la nivelul de 100 - 120 cd/m 2. Este posibil să se obțină o valoare mai mare a luminozității, dar aceasta necesită creșterea tensiunii de accelerare, ceea ce afectează negativ durata de viață a stratului de fosfor.

Erori de pixeli

Unele monitoare LCD (chiar și cele noi) au așa-numitele. puncte „blocate” sau „moarte”. Acest lucru se întâmplă din cauza tranzistoarelor defecte. Acestea. un anumit tranzistor nu poate controla ieșirea luminii. Fie blochează întotdeauna lumina, fie lasă întotdeauna lumina să treacă. Acest fapt este foarte enervant, totuși, standardele țin cont de prezența a până la cinci puncte „moarte” pe un nou LCD. În același timp, singura asigurare este că nu vor apărea în viitor. Pentru cei care sunt deosebit de îngrijorați de această problemă, vă recomandăm să inspectați cu atenție monitorul la cumpărare.

Timp de raspuns

Una dintre caracteristicile critice ale multor afișaje TFT este timpul de răspuns al cristalelor lichide. Acest lucru are ca rezultat o întârziere vizibilă atunci când sunt afișate scene animate. Pentru sisteme moderne un timp de răspuns tipic este de 20 - 30 de milisecunde.

Pentru comparație: pentru a viziona video în mod normal, trebuie să afișați 25 de cadre pe secundă, adică Fiecare cadru poate fi afișat timp de maximum 40 de milisecunde. Acest lucru sugerează că TFT este în principiu potrivit pentru vizionarea videoclipurilor.

Calitatea culorii - Pregătirea intrării analogice

În comparație cu afișajele digitale cu ecran plat, LCD-urile echipate cu un conector VGA standard trebuie să convertească semnal analogînapoi la digital, ceea ce duce la pierderea calității culorii. Unii producători recomandă utilizarea convertoarelor A/D care pot transmite doar 18 biți (3 x 6 biți pe culoare (roșu, verde și albastru)). Acest lucru reduce numărul de culori afișate la 262.144 (pseudo RGB). Modul True Color necesită afișarea a 16,7 milioane de culori.

Avantajele și dezavantajele afișajelor TFT

După ce s-a familiarizat cu principalul Caracteristicile TFT display-uri, am dori să facem o comparație între un monitor CRT obișnuit și un monitor TFT. Ecranele TFT oferă foarte caracteristici bune focalizare datorită gestionării active a pixelilor. În plus, afișajele TFT nu prezintă diverse distorsiuni geometrice și erori de convergență. De asemenea, dorim să remarcăm absența pâlpâirii nedorite. Toate aceste avantaje ale TFT față de CRT se datorează naturii lor tehnice. Deci, de exemplu, pentru a forma o imagine pe un ecran CRT, un fascicul de electroni trebuie să treacă întregul ecran de la stânga la dreapta de sus în jos, după care ecranul se întunecă și fasciculul revine la poziția inițială. În cele mai multe cazuri, pâlpâirea rezultată nu este vizibilă, dar are un efect negativ asupra ochilor noștri. În cazul display-urilor TFT, fiecare pixel este aprins constant, se modifică doar intensitatea strălucirii.

În tabelul de mai jos oferim o comparație a principalelor caracteristici ale afișajelor CRT și TFT.

	Afișaje cu ecran plat (TFT)	Monitoare CRT
	(+) 170 - 250 cd/m2	(~) 80 - 120 cd/m2
Raport de contrast	(~) 200:1 - 400:1	(+) 350:1 - 700:1
Unghi de vizualizare (contrast)	(~) 110 - 170 de grade	(+) peste 150 de grade
Unghi de vizualizare (culoare)	(-) 50 până la 125 de grade	(~) peste 120 de grade
Erori de convergență		(~) 0,0079" - 0,0118" (0,20 - 0,30 mm)
	(+) foarte bine	(~) satisfăcător - foarte bine
Erori geometrice și liniare		(~) posibil
Erori de pixeli
Semnal de intrare	(+) analogic sau digital	(~) numai analogic
Scalare pentru diferite rezoluții	(-) nu se folosesc metode sau metode de interpolare	(+) foarte bine
Gamma (ajustarea culorii)	(~) satisfăcător	(+) fotografia este realistă
Uniformitate	(~) mai mult imagine strălucitoare pe margini	(~) mai luminos în centru
Puritatea/Calitatea culorii	(~) bun	(+) ridicat
Pâlpâi		(~) nu este vizibil la frecvențe de peste 85 Hz
Timp de raspuns	(-) 20 - 30 msec	(+) nu este semnificativ
Consumul de energie	(+) 25 - 40 W	(-) 60 - 150 W
Dimensiuni/greutate	(+) design plat, greutate redusă	(-) necesită mult spațiu + greutate mare

(+) pozitiv (~) acceptabil (-) negativ

TFT ideal: Ce să alegi?

Așadar, dacă decideți să cumpărați un LCD, vă recomandăm insistent să vă consultați cu vânzătorul și să citiți descrierea modelului specific. Trebuie să vă asigurați că monitorul pe care îl alegeți îndeplinește următoarele cerințe:

Concluzie

Deci, ce concluzii se pot trage din primul nostru articol?

În primul rând, monitoarele LCD au devenit mai ieftine și aproape au atins nivelul monitoarelor CRT tradiționale. În al doilea rând, am constatat că performanța monitoarelor LCD moderne nu numai că se potrivește, dar în unele cazuri depășește monitoarele CRT. Monitoarele LCD nu au astfel de dezavantaje ale monitoarelor CRT precum convergența și distorsiunea geometrică, nu au pâlpâire și radiații neplăcute, ocupă un spațiu minim la locul de muncă și consumă de trei ori mai puțină energie.

Toate acestea sugerează că LCD modern poate fi folosit gratuit nu numai pentru lucrul cu aplicații de birou, ci și acasă când vizionați videoclipuri, jocuri 3D și alte aplicatii moderne, economisind consumul de energie, păstrându-vă sănătatea și nu stricați designul camerei dvs. de lucru.