Плюсы и минусы ЖК мониторов

Таблица 1.1. Сравнительные характеристики ЭЛТ и ЖК-мониторов.

Условные обозначения: ( + ) достоинство, (

( + ) от 170 до 250 Кд/м 2

) от 80 до 120 Кд/м 2

) от 200:1 до 400:1

( + ) от 350:1 до 700:1

Угол обзора
(по контрасту)

) от 110 до 170 градусов

( + ) свыше 150 градусов

Угол обзора
(по цвету)

( — ) от 50 до 125 градусов

) свыше 120 градусов

( — ) Одно разрешение с фиксированным размером пикселей. Оптимально можно использовать только в этом разрешении; в зависимости от поддерживаемых функций расширения или компрессии можно использовать более высокое или более низкое разрешение, но они не оптимальны.

( + ) Поддерживаются различные разрешения. При всех поддерживаемых разрешениях монитор можно использовать оптимальным образом. Ограничение накладывается только приемлемостью частоты регенерации.

Частота вертикальной развертки

( + ) Оптимальная частота 60 Гц, чего достаточно для отсутствия мерцания

) Только при частотах свыше 75 Гц отсутствует явно заметное мерцание

Ошибки совмещения цветов

) от 0.0079 до 0.0118 дюйма (0.20 — 0.30 мм)

) от удовлетворительной до очень хорошей>

Геометрические/ линейные искажения

( + ) аналоговый или цифровой

Масштабирование
при разных разрешениях

( — ) отсутствует или используются методы интерполяции, не требующие больших накладных расходов

Точность отображения цвета

) Поддерживается True Color и имитируется требуемая цветовая температура

( + ) Поддерживается True Color и при этом на рынке имеется масса устройств калибровки цвета, что является несомненным плюсом

Гамма-коррекция
(подстройка цвета под особенности человеческого зрения)

) часто изображение ярче по краям

) часто изображение ярче в центре

Чистота цвета/качество цвета

) незаметно на частоте выше 85 Гц

( — ) от 20 до 30 мсек.

( + ) Изображение формируется пикселями, число которых зависят только от конкретного разрешения LCD панели. Шаг пикселей зависит только от размера самих пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый пиксель формируется индивидуально, что обеспечивает великолепную фокусировку, ясность и четкость. Изображение получается более целостным и гладким

) Пиксели формируются группой точек (триады) или полосок. Шаг точки или линии зависит от расстояния между точками или линиями одного цвета. В результате четкость и ясность изображения сильно зависит от размера шага точки или шага линии и от качества ЭЛТ

Энергопотребление и излучения

( + ) Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет. Уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у стандартных CRT мониторов (от 25 до 40 Вт).

( — ) Всегда присутствует электромагнитное излучение, однако их уровень зависит от того, соответствует ли ЭЛТ какому-либо стандарту безопасности. Потребление энергии в рабочем состоянии на уровне 60 — 150 Вт.

( + ) плоский дизайн, малый вес

( — ) тяжелая конструкция, занимает много места

( + ) Цифровой интерфейс, однако, большинство LCD мониторов имеют встроенный аналоговый интерфейс для подключения к наиболее распространенным аналоговым выходам видеоадаптеров

Из таблицы 1.1 следует, что дальнейшее развитие ЖК-мониторов будет связано с повышением четкости и яркости изображения, увеличением угла обзора и уменьшением толщины экрана. Так, например, уже существуют перспективные разработки LCD-мониторов, выполненных по технологии с использованием поликристаллического кремния. Это позволяет, в частности, создавать очень тонкие устройства, поскольку микросхемы управления размещаются в этом случае непосредственно на стеклянной подложке дисплея. Кроме того, новая технология обеспечивает высокую разрешающую способность на сравнительно небольшом по размеру экране (1024×768 точек на 10,4-дюймовом экране).

STN — это сокращение, означающее «Super Twisted Nematic».Технология STN позволяет увеличить торсионный угол (угол кручения) ориентации кристаллов внутри LCD дисплея с 90° до 270°, что обеспечивает лучшую контрастность изображения при увеличении размеров монитора.
Часто STN ячейки используются в паре. Такая конструкция называется DSTN (Double Super Twisted Nematic), в которой одна двухслойная DSTN-ячейка состоит из 2 STN-ячеек, молекулы которых при работе поворачиваются в противоположные стороны. Свет, проходя через такую конструкцию в «запертом» состоянии, теряет большую часть своей энергии.

Контрастность и разрешающая способность DSTN достаточно высокая, поэтому появилась возможность изготовить цветной дисплей, в котором на каждый пиксель приходится три ЖК-ячейки и три оптических фильтра основных цветов. Цветные дисплеи не способны работать от отраженного света, поэтому лампа задней подсветки — их обязательный атрибут. Для сокращения габаритов лампа находится с боку, а напротив нее зеркало [см. рис. 2.5], поэтому большинство LCD-матриц в центре имеют яркость выше, чем по краям (это не относится к настольным ЖК мониторам).

Т акже STN ячейки используются в режиме TSTN (Triple Super Twisted Nematic), когда два тонких слоя полимерной пленки добавляются для улучшения цветопередачи цветных дисплеев или для обеспечения хорошего качества монохромных мониторов. Термин пассивная матрица (passive matrix) появился в результате разделения монитора на точки, каждая из которых, благодаря электродам, может задавать ориентацию плоскости поляризации луча, независимо от остальных, так что в результате каждый такой элемент может быть подсвечен индивидуально для создания изображения.

Матрица называется пассивной, потому что технология создания LCD дисплеев, которая была описана выше, не может обеспечить быструю смену информации на экране. Изображение формируется строка за строкой путем последовательного подвода управляющего напряжения на отдельные ячейки, делающего их прозрачными. Из-за довольно большой электрической емкости ячеек напряжение на них не может изменяться достаточно быстро, поэтому обновление картинки происходит медленно. Такой дисплей имеет много недостатков с точки зрения качества, потому что изображение не отображается плавно и дрожит на экране. Маленькая скорость изменения прозрачности кристаллов не позволяет правильно отображать движущиеся изображения.

Читайте так же:
Мониторы для компьютера википедия

Для решения части вышеописанных проблем применяют специальные технологии, Для улучшения качества динамического изображения было предложено увеличить количество управляющих электродов. То есть вся матрица разбивается на несколько независимых подматриц (Dual Scan DSTN — два независимых поля развертки изображения), каждая из которых содержит меньшее количество пикселей, поэтому поочередное управление ими занимает меньше времени. В результате чего можно сократить время инерции ЖК. Также лучших результатов с точки зрения стабильности, качества, разрешения, гладкости и яркости изображения можно добиться, используя экраны с активной матрицей, которые, впрочем, стоят дороже.

В активной матрице (active matrix) используются отдельные усилительные элементы для каждой ячейки экрана, компенсирующие влияние емкости ячеек и позволяющие значительно уменьшить время изменения их прозрачности. Активная матрица (active matrix) имеет массу преимуществ по сравнению с пассивной матрицей.

Например, лучшая яркость и возможность смотреть на экран даже с отклонением до 45° и более (т.е. при угле обзора 120°-140°) без ущерба качеству изображения, что невозможно в случае с пассивной матрицей, которая позволяет видеть качественное изображение только с фронтальной позиции по отношению к экрану. Заметим, что дорогие модели LCD мониторов с активной матрицей обеспечивают угол обзора в 160° [см рис.

2.6], и есть все основания предполагать, что технология будет совершенствоваться и в дальнейшем. Активная матрица может отображать движущиеся изображения без видимого дрожания, так как время реакции дисплея с активной матрицей около 50 мс против 300 мс для пассивной матрицы, кроме того, контрастность мониторов с активной матрицей выше, чем у ЭЛТ-мониторов. Следует отметить, что яркость отдельного элемента экрана остается неизменной на всем интервале времени между обновлениями картинки, а не представляет собой короткий импульс света, излучаемый элементом люминофором ЭЛТ-монитора сразу после похождения по этому элементу электронного луча. Именно поэтому для LCD мониторов достаточной является частота вертикальной развертки, равная 60 Гц.

Ф ункциональные возможности LCD мониторов с активной матрицей почти такие же, как у дисплеев с пассивной матрицей. Разница заключается в матрице электродов, которая управляет ячейками жидких кристаллов дисплея. В случае с пассивной матрицей разные электроды получают электрический заряд циклическим методом при построчном обновлении дисплея, а в результате разряда емкостей элементов изображение исчезает, так как кристаллы возвращаются к своей изначальной конфигурации. В случае с активной матрицей к каждому электроду добавлен запоминающий транзистор, который может хранить цифровую информацию (двоичные значения 0 или 1) и в результате изображение сохраняется до тех пор, пока не поступит другой сигнал.

Thin Film Transistor (TFT), т.е. тонкопленочный транзистор — это те управляющие элементы, при помощи которых контролируется каждый пиксель на экране. Тонкопленочный транзистор действительно очень тонкий, его толщина 0,1 — 0,01 микрона.

Технология создания TFT очень сложна, при этом имеются трудности с достижением приемлемого процента годных изделий из-за того, что число используемых транзисторов очень велико. Заметим, что монитор, который может отображать изображение с разрешением 800х600 пикселей в SVGA режиме и только с тремя цветами имеет 1440000 отдельных транзисторов.

Производители устанавливают нормы на предельное количество транзисторов, которые могут быть нерабочими в LCD дисплее. Пиксель на основе TFT устроен следующим образом: в стеклянной пластине друг за другом интегрировано три цветных фильтра (красный, зеленый и синий). Каждый пиксель представляет собой комбинацию трех цветных ячеек или субпиксельных элементов [см. рис. 2.7].

Это означает, например, что у дисплея, имеющего разрешение 1280×1024, существует ровно 3840×1024 транзистора и субпиксельных элемента. Размер точки (пикселя) для 15.1″ дисплея TFT (1024×768) приблизительно равен 0.0188 дюйма (или 0.30 мм), а для 18.1″ дисплея TFT — около 0.011 дюйма (или 0.28 мм).

TFT обладают рядом преимуществ перед ЭЛТ-мониторами, среди которых — пониженное потребление энергии и теплоотдача, плоский экран и отсутствие следа от движущихся объектов.

Плазменная панель PDP (Plasma Display Panel)

Устройство плазменных панелей

Принцип действия плазменной панели основан на свечении специальных люминофоров при воздействии на них ультрафиолетового излучения. В свою очередь это излучение возникает при электрическом разряде в среде сильно разреженного газа. При таком разряде между электродами с управляющим напряжением образуется проводящий «шнур», состоящий из ионизированных молекул газа (плазмы). Поэтому-то газоразрядные панели, работающие на этом принципе, и получили название «газоразрядных» или, что тоже самое — «плазменных» панелей.

Подавая управляющие сигналы на вертикальные и горизонтальные проводники, нанесенные на внутренние поверхности стекол панели, схема управления PDP осуществляет соответственно «строчную» и «кадровую» развертку растра телевизионного изображения. При этом яркость каждого элемента изображения определяется временем свечения соответствующей ячейки плазменной панели: самые яркие элементы «горят» постоянно, а в наиболее темных местах они вовсе не «поджигаются». Светлые участки изображения на PDP светятся ровным светом, и поэтому изображение абсолютно не мерцает, чем выгодно отличается от картинки на экране традиционных кинескопов.

Во-первых, плазменные панели гораздо безопаснее кинескопных телевизоров. Они не создают вредных магнитных и электрических полей, так как в них отсутствуют устройства развертки и высоковольтный источник анодного напряжения кинескопа. Плазменная панель не оказывает вредного влияния на человека и домашних животных и не притягивает пыль к поверхности экрана. Кроме того, что очень важно, они не имеют рентгеновского и какого-либо иного паразитного излучения.

Читайте так же:
Батарейка для материнской платы asus

Во-вторых, плазменные панели исключительно универсальны и позволяют использовать их не только в качестве телевизора, но и как дисплей персонального компьютера с большим размером экрана. Для этого все модели плазменных панелей помимо видеовхода (как правило, это обычный AV вход и вход S-VHS) оборудуются еще и VGA-входом. Поэтому такая панель будет незаменима при проведении презентаций, а также при использовании в качестве многофункционального информационного табло при ее подключении к выходу персонального компьютера или ноутбука.

В третьих, «картинка» плазменной панели по своему характеру очень напоминает изображение в «настоящем» кинотеатре. Благодаря этому своему «кинематографическому» акценту плазма сразу же полюбилась поклонникам «домашнего кино» и прочно утвердилась как кандидат N1 в качестве высококачественного средства отображения в домашних кинотеатрах высокого класса.

В четвертых, при столь солидном экране плазменные панели имеют исключительно компактные размеры и габариты. Толщина панели с размером экрана в 1 метр не превышает 9-12 см, а масса составляет всего 28-30 кг, что позволяет легко разместить плазменные панели в любом интерьере и даже повесить на стену в удобном для этого месте. С другим типом дисплея подобный фокус вряд ли удастся.

По этим параметрам сегодня ни один другой тип средств отображения не может составит плазме хоть какую-то конкуренцию. Достаточно сказать, что цветной кинескоп со сравнимым размером экрана имеет глубину 70 см и весит более 120-150 кг!

Проекционные телевизоры с обратной проекцией также особой стройностью не отличаются, а телевизоры с фронтальной проекцией, как правило, имеют малые яркости изображения. Светотехнические же параметры плазменных PDP панелей исключительно высоки: яркость изображения свыше 700 кд/м2 при контрастности не менее 500:1. И что очень важно, нормальное изображение обеспечивается в чрезвычайно широком угле зрения по горизонтали: в 160О. То есть уже сегодня PDP вышли на уровень самых передовых рубежей качества, достигнутых кинескопами за 100 лет своей эволюции. А ведь большеэкранные плазменные панели серийно выпускаются менее 5 лет, и они находятся в самом начале пути своего технологического развития.

В-пятых, плазменные панели чрезвычайно надежны. По данным фирмы Fujitsu их технический ресурс составляет не менее 60 000 часов (у очень хорошего кинескопа 15 000-20 000 часов), а процент брака не превышает 0.2%. То есть на порядок меньший общепринятых для цветных кинескопных телевизоров 1.5-2 %.

В-шестых, PDP практически не подвержены воздействию сильных магнитных и электрических полей. Это позволяет, к примеру, использовать их в системе домашнего театра совместно с акустическими системами с неэкранированными магнитами. Иногда это может быть важным, так как в отличие от кинотеатральной акустики многие «обычные» HI-FI колонки выпускаются с неэкранированной магнитной цепью. В традиционном домашнем кинотеатре на основе телевизора использовать эти колонки в качестве фронтальных очень затруднительно ввиду их сильного влияния на кинескоп телевизора. А в AV-системе на основе PDP — сколько угодно.

Современные ЭЛТ

В настоящее время все выпускаемые Sony ЭЛТ-мониторы имеют плоскую внешнюю поверхность экрана (даже модели с диагональю 15″). Технология, которую Sony использует в своих мониторах, разрабатывается компанией уже более тридцати лет, и не будет преувеличением сказать, что она приобрела всемирную известность. Все началось в 1968г., когда было изобретена технология Trinitron. В 1982г.

Sony выпустила первый компьютерный дисплей, в котором была применена ЭЛТ Trinitron. В 1998г. компания представила первый монитор с плоской поверхностью экрана, выполненный по технологии FD Trinitron.

ЭЛТ Trinitron, которые всем хорошо известны по бытовым телевизорам, отличались от обычных тем, что имели не сферическую поверхность экрана, а цилиндрическую. Остановимся на интересных моментах, отличающих технологию FD Trinitron.

Прежде всего это высокое разрешение. Чтобы достигнуть высокой разрешающей способности, необходимо наличие трех составляющих — очень тонкой экранной маски, минимального диаметра электронного луча и безошибочного позиционирования этого луча на всей поверхности экрана. Такая задача таит в себе немало трудностей. Например, уменьшение диаметра электронного луча вызывает снижение яркости изображения. Чтобы компенсировать потери в яркости, нужно увеличить мощность электронного луча, но это ведет к сокращению срока службы люминофорного покрытия и котода самой электронной пушки, который служит источником электронов.

В FD Trinitron применена конструкция электронной пушки под названием SAGIC (Small Aperture G1 with Impregnated Cathode). В ней используется привычный бариевый катод, но обогащенный вольфрамом, что позволяет продлить срок службы ЭЛТ. Кроме того, диаметр фильтрующего отверстия в первом элементе решетки электронной пушки G1 уменьшен до 0,3 мм по сравнению с обычными 0,4 мм, что позволяет получать на выходе более тонкий электронный луч.

В качестве экраннной маски Sony использует апертурную решетку с шагом 0,22-0,28мм (Этот показатель меняется не только зависимости от модели монитора. В самом мониторе шаг маски может быть различным в центре и на периферийных участках). Применение апертурной решетки вместо теневой маски позволяет увеличить количество электронов, достигающих поверхности люминофорного покрытия, а это дает более чистую, лучше сфокусированную и яркую картинку. Кроме того, в электронной пушке применены специальные системы фокусировки: DQL (Dynamic Quadropole Lens), MALS (Multi Astigmatism Lens System) и EFEAL (Extended Field Elliptical Aperture Lens). Они позволяют получать тонкое и отлично сфокусированное пятно электронного луча в любом месте экрана.

Источник: pmonline.ru

ЖК-мониторы: принцип работы, устройство, особенности ухода, диагностика, ремонт, преимущества и недостатки

Жидкокристаллический дисплей (ЖКД) представляет собой тонкое плоское устройство отображения, составленное из некоторого числа цветных или монохромных пикселей, расположенных перед источником света или зеркалом.

В чем преимущество ЖК-монитора? Его высоко ценят инженеры, потому что он потребляет незначительное количество электроэнергии, что делает его пригодным для использования в электронных устройствах, питающихся от батареек. Кроме того, он может иметь практически любую форму и размеры, мало нагревается и не выделяет вредного электромагнитного излучения.

Также он является одной из причин успеха портативных компьютеров – иначе они бы не были такими компактными. Некоторые из ранних моделей переносных ПК включали небольшой ЭЛТ-монитор и были довольно громоздкими. Впоследствии ЖК-дисплеи стали использоваться не только в ноутбуках, но и в телевизорах высокой четкости. Поскольку со временем технология и производство становятся более дешевыми, стоимость мониторов с плоским экраном или HD-телевизоров продолжала снижаться. В конечном итоге ЖК-панели полностью заменили традиционные электронно-лучевые трубки, так же, как транзисторы сменили вакуумные лампы.

Принцип работы ЖК-монитора

Пиксели дисплея состоят из ЖК-молекул, выстроенных между прозрачными электродами, а также из пары поляризационных фильтров с перпендикулярными друг другу осями полярностей. В отсутствие жидкого кристалла свет, проходя через один поляризатор, блокируется другим.

Поверхность электродов, контактирующих с веществом, находящимся в ЖК-фазе, обработана так, чтобы молекулы выстраивались в определенном направлении. Как правило, они покрываются тонким слоем полимера, направленного в одну сторону методом протирания его тканью (жидкие кристаллы выстраиваются в том же направлении).

Принцип работы ЖК-монитора следующий. До наложения электрического поля ЖК-молекулы выстроены согласно направлению выравнивания поверхностей. В наиболее распространенном типе ЖК-экрана – крученном нематическом – направления выстраивания поверхностей электродов перпендикулярны, благодаря чему молекулы образуют спиралевидную структуру, т. е. скручиваются. Так как свойством жидких кристаллов является разная скорость движения света с разной поляризацией, луч, который проходит через один поляризационный фильтр, вращается ЖК-спиралью так, что может пройти сквозь второй. При этом половина света поглощается в первом поляризаторе, но в остальном вся сборка прозрачна.

Когда на электроды подается напряжение, начинает действовать крутящий момент, который выравнивает молекулы скрученного нематического кристалла вдоль электрического поля и выпрямляет спиралевидную структуру. Этому препятствуют упругие силы, так как молекулы на поверхностях не свободны. Вращение поляризации уменьшается, и пиксель выглядит серым.

Но благодаря свойству жидких кристаллов выравниваться при достаточно высокой разности потенциалов, проходящий сквозь них свет не вращается. В результате направление поляризации становится перпендикулярным второму фильтру, он полностью блокируется, и пиксель выглядит черным. Изменение напряжения между электродами по обе стороны ЖК-слоя каждого элемента изображения регулирует количество проходящего света и, соответственно, его яркость.

Скрученные нематические жидкие кристаллы помещаются между скрещенными поляризационными фильтрами для того, чтобы свет был максимально ярким без расхода электроэнергии, а получаемое при подаче напряжения затемнение — являлось равномерным. Возможен случай использования параллельных поляризационных фильтров. При этом темные и яркие состояния изменяются на противоположные. Однако в такой конфигурации черный не будет равномерным.

Вещество жидкого кристалла и выравнивающий слой содержат ионные соединения. Если длительное время действует электрическое поле определенной полярности, ионный материал притягивается поверхностями, ухудшая характеристики ЖК-монитора. Избежать этого можно, применяя либо переменный ток, либо изменяя полярность электрического поля во время обращения к устройству (реакция ЖК-слоя не зависит от полярности).

Мультиплексорный экран

Когда дисплей составлен из большого числа пикселей, управлять каждым из них напрямую невозможно, поскольку всем им понадобятся независимые электроды. Вместо этого монитор мультиплексируется. При этом электроды группируются и соединяются (как правило, по столбцам), и каждая группа питается отдельно.

С другой стороны ячейки электроды также сгруппированы (как правило, по рядам) и подключены отдельно. Группы создаются таким образом, чтобы каждый пиксель обладал уникальной комбинацией источника и приемника. Электроника или программное обеспечение, управляющее ею, последовательно включает группы и управляет ими.

Важными факторами, которые следует учитывать при оценке ЖКД, являются разрешение, видимый размер, время отклика (скорость синхронизации), тип матрицы (пассивный или активный), угол обзора, поддержка цвета, коэффициент яркости и контрастности монитора, соотношение сторон и входные порты (например, DVI или VGA).

Цветные экраны

В цветных ЖК-дисплеях каждый отдельный пиксель делится на три ячейки или субпикселя, которые с помощью дополнительных фильтров (пигментных и металл-оксидных) окрашены в красный, синий и зеленый цвета. Каждым субпикселем можно управлять независимо, чтобы получить тысячи или миллионы возможных цветов. В старых ЭЛТ используется аналогичный метод.

В зависимости от использования монитора, цветовые компоненты могут размещаться в различных пиксельных геометриях. Если программное обеспечение знает, какой тип геометрии используется на данном дисплее, это может быть использовано для увеличения видимого разрешения посредством субпиксельной визуализации. Этот метод особенно полезен для сглаживания текста.

Пассивная матрица

Устройство ЖК-мониторов с небольшим количеством сегментов, например, используемых в карманных калькуляторах и цифровых часах, предусматривает для каждого элемента один электрический контакт. Внешняя выделенная схема обеспечивает электрический заряд, необходимый для управления каждым сегментом. При большом количестве экранных элементов такая структура становится слишком громоздкой.

Малые монохромные дисплеи, используемые, например, в старых ноутбуках, имеют структуру пассивной матрицы, в которой используется технология суперскрученных нематических элементов (STN) или двухслойная STN (DSTN), которая корректирует проблему смещения цвета. Каждая строка или столбец имеют одну электрическую цепь.

Адресация каждого пикселя производится поочередно по адресу строки и столбца. Такой тип дисплея называют пассивной матрицей, поскольку состояние каждой ячейки должно сохраняться без электрического заряда. С ростом числа элементов (а также строк и столбцов) отображение становится все более сложным. Дисплеи с пассивной матрицей характеризуются слишком медленным откликом и плохой контрастностью.

Активные матричные технологии

В цветных экранах высокого разрешения, которыми оборудуются современные телевизоры и мониторы, применяется активная матрица. В ней к цветным и поляризационным фильтрам добавлен слой тонкопленочных транзисторов (TFT). При этом каждый пиксель управляется своим собственным выделенным полупроводниковым элементом.

Транзистор обеспечивает доступ в каждом столбце только к одному пикселю. При активации строки к ней подключаются все столбцы, и на них подается напряжение. Затем строка деактивируется, и активируется следующая. При обновлении дисплея последовательно активируются все строки. Активно-матричные экраны значительно четче и ярче пассивных того же размера, и обычно отличаются более быстрым откликом, который обеспечивает гораздо лучшее качество изображения.

Скрученный нематик (TN)

TN-экраны содержат ЖК-элементы, которые для регулирования количества пропускаемого света в разной степени скручиваются и раскручиваются. Если напряжение на электроды ЖК-ячейки TN-матрицы не подается, то луч поляризуется таким образом, что может пройти сквозь нее. Жидкие кристаллы скручиваются пропорционально приложенной разнице потенциалов до 90°, изменяют поляризацию и блокируют подсветку. При подаче напряжения определенного уровня можно добиться практически любого оттенка серого.

3LCD-технология

Представляет собой систему видеопроекции, в которой для создания изображения используются 3 микродисплейные панели. В 1995 г. благодаря компактности и высокому качеству технология начала применяться многими производителями фронтальных проекторов, а с 2002 г. – и в проекционных телевизорах. Активная матрица обеспечивает отличную цветопередачу, высокую яркость и четкое изображение, а использование высокотемпературного поликремния позволяет получить большую глубину черного.

IPS-технология

Аббревиатура IPS расшифровывается как «плоскостное переключение». Принцип работы ЖК-монитора данного типа основан на выравнивании жидкокристаллических ячеек в горизонтальной плоскости. Метод заключается в том, что электрическое поле проходит через оба конца кристалла, но требует двух транзисторов на каждый пиксель вместо одного, как в стандартном TFT-экране. Следствием этого является большая блокировка участка дисплея, что требует более яркой подсветки, которая расходует больше энергии. Это накладывает ограничения в использовании данного вида ЖК-монитора в ноутбуках.

Экраны нулевой мощности

Зенитальные элементы с двумя устойчивыми состояниями (ZBD), разработанные компанией QinetiQ, способны сохранять свою ориентацию без внешнего электрического поля. Принцип работы ЖК-монитора данного типа основан на том, что кристаллы могут находиться в одном из двух положений – «черном» или «белом». Питание требуется лишь для изменения состояния ЖК-элемента на противоположное. Созданные на основе данной технологии экраны производит компания ZBD Displays. Она предлагает как черно-белые, так и цветные ZBD-дисплеи.

Французская компания Nemoptic разработала еще одну технологию, не требующую питания для сохранения изображения. Похожие на бумагу ЖК-экраны производятся на Тайване с июля 2003 года. Данная технология ориентирована на такие маломощные мобильные устройства, как переносные компьютеры и электронные книги. ЖКД с нулевой мощностью потребления составляют конкуренцию электронной бумаге.

Компания Kent Displays тоже разработала экран с нулевым энергопотреблением, в котором используются стабилизированные полимерные жидкие кристаллы ChLCD. Основным недостатком этой технологии является невысокая частота обновления, которая еще больше замедляется при низких температурах.

Контроль качества

ЖК-экраны могут иметь дефектные транзисторы, результатом чего являются постоянно открытые или закрытые участки, на которых пиксели остаются либо ярко освещенными, либо черными. Если в случае интегральных схем это бы означало брак, то дисплеи с несколькими неработающими точками, как правило, используются.

Это невозможно запретить по экономическим соображениям, поскольку ЖК-панели значительно больше микросхем. Для определения максимально допустимого числа дефектных пикселей производители используют разные стандарты. Например, в ноутбуках ThinkPad для панели разрешением 2048 х 1536 оно равно 16. Из них яркими могут быть 15 пикселей, а темными – 16.

Дефект ЖК-экрана более вероятен, чем для большинства микросхем. Например, 12” SVGA-дисплей может иметь 8 дефектов, а 6” пластина – только 3. Вместе с тем из 137 штампов приемлемыми будут 134 при практически нулевом браке ЖКД. Стандарты качества сегодня намного выше, чем раньше, благодаря жесткой конкуренции между производителями и улучшенному контролю. SVGA-экран с 4 дефектными пикселями теперь считается дефектным, и клиенты имеют возможность обменять его на новый.

100% гарантия

Ряд производителей, особенно южнокорейских, поскольку там находятся одни из крупнейших фабрик по производству ЖК-панелей (например, LG), сегодня гарантируют отсутствие неисправных пикселей и производят замену экрана даже с единственным дефектом. Даже если такая гарантия не предоставляется, важно расположение дефектных участков. Экраны с несколькими неисправными ячейками могут быть непригодны, если они расположены рядом друг c другом. Кроме того, производители могут произвести замену панели в том случае, если дефект расположен в центре дисплея.

Диагностика и ремонт мониторов

Ниже приведены наиболее часто встречающиеся неисправности и методы их устранения.

Индикатор питания горит постоянно, но изображение отсутствует. Вероятна поломка подсветки или ее инвертора. Простейший способ диагностики ЖК-монитора – включить воспроизведение видео и направить яркий луч либо почти параллельно экрану, либо перпендикулярно. Это позволит увидеть изображение даже без подсветки. Ремонт монитора заключается в замене лампы подсветки или, скорее всего, ее инвертора.

Индикатор питания мигает. В этом случае необходимо проверить, поступает ли в дисплей сигнал – вероятно повреждение кабеля либо разъема. Если все в порядке, то основную причину неисправности для конкретной марки монитора следует поискать в интернете. Например, для Dell 1702FP – это выход из строя некоторых конденсаторов. Простейший выход в этом случае – заменить все емкости.

Также можно шунтировать неисправный конденсатор заведомо исправным.

Индикатор питания не загорается. Вероятная причина – поломка блока питания монитора. Можно попробовать его заменить, купив новый или воспользовавшись запчастями от старого дисплея. Другая возможная причина – КЗ конденсатора (его легко найти визуально) и перегорание предохранителя. В этом случае их следует заменить.

Вертикальные или горизонтальные линии. Если монитор работает, но имеет линии, простирающиеся на всю ширину или высоту экрана или раздваивание изображения по вертикали или горизонтали, то вероятным виновником является транзистор или соединение дисплея. Если один из сотен разъемов неисправен или закорочен, то это сказывается на всем ряду пикселей. Для ноутбуков иногда достаточно сжать проблемный участок и проблема уйдет на годы. Для дисплея ПК потребуется снять заднюю панель, чтобы добраться до неисправного соединения и приложить к нему давление.

Особенности ухода

Иногда качество изображения можно восстановить с помощью простой салфетки для ЖК-мониторов. Она устранит пыль, пятна от еды, отпечатки пальцев, следы насекомых, грязь и разводы.

Лучше использовать профессиональные средства, такие как чистящие спреи и пены-аэрозоли, но их можно заменить разведенным в равных пропорциях изопропиловым спиртом или уксусом.

Не следует использовать средства на основе спирта, аммиака или ацетона, поскольку они способны нанести вред экрану, особенно антибликовому покрытию.

Чистящее средство следует наносить на салфетку, а не на загрязнение.

Протирая дисплей, нельзя применять силу.

Нельзя включать монитор до полного его высыхания.

Недостатки

ЖК-технология по-прежнему отличается некоторыми недостатками в сравнении с другими подходами:

• Если электро-лучевые трубки могут работать с разным разрешением, не привнося искажений, ЖКД обеспечивают четкость только в случае их «родного разрешения». При попытке установить неподдерживаемые параметры экрана, изображение масштабируется, становится размытым или «блочным».
• ЖК-панели обеспечивают более низкую контрастность, чем плазменные или светодиодные. Причиной этого является то, что свет часто проникает через поляризационный фильтр и вместо черного цвета отображается серый. Однако при ярком внешнем освещении контрастность ЖКД может превышать данный показатель некоторых других дисплеев по причине большей максимальной яркости.
• ЖК-экраны отличаются большим временем отклика, чем плазменные аналоги, создавая видимые ореолы при быстром движении изображения, хотя этот показатель по мере развития технологии постоянно улучшается и в современных ЖК-панелях практически незаметен. Большинство TN- и IPS-дисплеев имеют время отклика 5–8 мс.
• Овердрайв, применяемый в некоторых панелях, приводит к тому, что на участках изменяющегося изображения возникают артефакты в виде повышенного шума или ореолов. Причиной этого побочного эффекта является стремление пикселей достичь предполагаемой яркости (или напряжения, которое требуется для прохождения нужного количества света), после чего они возвращаются к целевому уровню, обеспечивая лучшее время отклика.
• ЖК-дисплеи отличаются ограниченными углами обзора, из-за чего одновременно смотреть на экран может меньшее число зрителей. При достижении предельного угла контрастность и цветопередача ухудшаются. Но некоторые производители используют этот эффект, предлагая намеренно ограниченный обзор ЖК-монитора с целью обеспечения большей конфиденциальности, например, при пользовании ноутбуком в общественных местах. Кроме того, это позволяет создать для одного наблюдателя 2 различных изображения, создавая стереоскопический эффект.
• Некоторые старые ЖК-мониторы могут вызвать мигрени и проблемами со зрением по причине мерцания ламп подсветки, работающих с частотой сети 50 Гц. В современных экранах это устранено с переходом на питание высокочастотным током.
• ЖК-дисплеи иногда страдают от выгорания. По мере развития технологии данная проблема снижается, поскольку появляются новые методы ее устранения. Иногда экран можно восстановить путем длительного отображения белого изображения.
• Некоторые ЖКД не способны работать в режиме низкого разрешения (например, 320 х 200). Но это связано со схемой управления, а не особенностями ЖК-монитора.
• Плоские дисплеи очень уязвимы. Но их легкий вес снижает вероятность повреждения, а некоторые модели защищены стеклом.

Источник: fb.ru

Три технологии ЖК-панелей — Технологии ЖК Монитора Панелей » 2023

Технологии » ЖК » Монитора » Техника » Компьютеры » GizMod.Ru

Три технологии ЖК-панелей

Категории: Техника » Компьютеры

Во-первых, это заметное послесвечение, связанное с большим, по сравнению с обычным монитором, временем отклика — реакции пиксела на изменение состояния. Из-за послесвечения возникает эффект размытости быстро движущихся изображений, хорошо заметный в 3D-играх. (Кстати сказать, нечеткость картинки в играх возникает и из-за интерполяции изображения в «неродном» разрешении монитора.)

Сегодня каждый пользователь, перед которым встает вопрос выбора жидкокристаллического монитора, осведомлен о трех основных проблемах, им свойственных.

Во-первых, это заметное послесвечение, связанное с большим, по сравнению с обычным монитором, временем отклика — реакции пиксела на изменение состояния. Из-за послесвечения возникает эффект размытости быстро движущихся изображений, хорошо заметный в 3D-играх. (Кстати сказать, нечеткость картинки в играх возникает и из-за интерполяции изображения в «неродном» разрешении монитора.)

Категории и теги: Техника » Компьютеры » Технологии, ЖК, Монитора, Панелей, Жидкокристаллического, Twisted Nematics, Multi-domain Vertical Alignment, Super In-Plane Switching.

Во-вторых, это невысокая контрастность. Черный цвет на экране ЖК-монитора кажется серым.

В-третьих, это ограниченные углы обзора. Нормальное изображение на ЖК-экране можно наблюдать, только сидя прямо перед ним на расстоянии не менее 50 см. Если отклониться в любую сторону или пододвинуться ближе, картинка начинает бледнеть и выцветать, искажаются цвета и т.п.

Все эти негативные эффекты непосредственно связаны с принципом работы жидкокристаллической панели, лежащей в основе ЖК-монитора. Она состоит из слоя жидких кристаллов, расположенных между двумя прозрачными панелями. Свет от ламп, установленных за ЖК-панелью, должен задерживаться или пропускаться жидкими кристаллами в каждой из точек экрана. Понятно, что технически очень сложно обеспечить полную непрозрачность жидких кристаллов (контрастность!), их мгновенный переход из одного состояние в другое (время отклика!) и сохранение одинаковых оптических свойств вне зависимости от направления взгляда (углы обзора!), так как кристаллы имеют определенную форму и структуру.

Впрочем, не все знают, что сегодня существуют три альтернативные технологии производства ЖК-панелей, позволяющие в той или иной степени бороться с описанными недостатками. Обычно производители неохотно сообщают покупателям, какая именно технология использована в той или иной модели, чтобы не снизить спрос на менее качественные мониторы (принцип «лучшее — враг хорошего»?). Но от типа технологии зависит качество изображения на экране, а, следовательно, пригодность монитора для тех или иных задач. Цифры, указываемые обычно в паспортах мониторов, очень редко помогают оценить реальное качество изображения, поскольку производители стараются «дотянуть» параметры до общепринятых, манипулируя методиками измерений. Лишь знание признаков каждой из технологий и умение быстро распознать недостатки помогут не ошибиться в выборе.

Twisted Nematics — массовая и недорогая

Не углубляясь в технические тонкости, заметим лишь, что технология Twisted Nematics использует эффект задержки света (точнее, изменения плоскости поляризации) при скручивании цепочки жидких кристаллов.

Эта технология оказалась проще в реализации, чем другие, поэтому производители преуспели в ее отработке и удешевлении. В подавляющем большинстве ЖК-мониторов, а также в ноутбуках, сотовых телефонах, плеерах, цифровых камерах и других устройствах используется именно технология TN.

В последнее время производители ЖК-панелей, помимо улучшения контрастности и углов обзора, активно взялись за уменьшение времени отклика. Что ж, они добились определенных успехов: на рынке существуют модели мониторов с заявленным временем отклика 8 и даже 3 мс.

Однако из-за того, что скорость скручивания кристаллов зависит от приложенного напряжения, заявленное время отклика достижимо только при переходе от черного цвета к белому и обратно. В полутонах, а нормальное изображение состоит, в основном, из них, время переключения жидких кристаллов намного выше — 20-30 мс. Поэтому матрицы с разными заявленными скоростями далеко не всегда будут отличаться визуально. Однако в любом случае современный монитор с TN-матрицей будет иметь хорошее время отклика, в отличие от мониторов с другими матрицами.

Впрочем, технология TN так и не позволила справиться с низкой контрастностью, а погоня за скоростью еще больше усугубила проблему углов обзора и ограниченной передачи цветов. Цвета на экране такого монитора часто выглядят неестественными, границы между соседними полутонами могут теряться, светлые или темные оттенки — быть неразличимыми. Но мониторы с матрицей TN продолжают доминировать благодаря цене и огромному выбору моделей.

Multi-domain Vertical Alignment — контраст и углы

Эта технология использует другой принцип — отклонение жидких кристаллов при подаче напряжения.

Кристаллы в одной ячейке объединены в несколько групп-доменов, сориентированных вертикально, но немного отклоненных в ту или иную сторону. Это обеспечивает непрозрачность панели при взгляде под разными углами. Когда напряжение подается, кристаллы отклоняются, начиная пропускать свет, — появляется светящаяся точка. Таков вкратце принцип этой технологии.

Самым важным преимуществом технологии MVA можно считать углы обзора. По этому показателю мониторы на матрицах MVA заметно превосходят мониторы с TN-матрицами, это заметно с первого взгляда. Немаловажно, что углы обзора одинаковы для разных направлений взгляда.

Также в плюсы MVA можно записать высокую контрастность и хорошую цветопередачу — картинка получается более живой и насыщенной. Увы, как и у всех технологий, у нее есть свои минусы, самый главный из которых — время отклика. Хотя производители продолжают работу, пока по времени отклика эта технология продвинулась недалеко.

Существует вариант технологии MVA — Patterned Vertical Alignment, или PVA. Ее разработчик, компания Samsung, смогла улучшить контрастность, но справиться со временем отклика и у нее пока не получается.

Super In-Plane Switching – цветопередача

Еще одна технология часто встречается в ЖК-мониторах. Основным производителем панелей S-IPS является компания LG.Philips LCD, поставщик панелей для мониторов LG, Philips и некоторых других. Технологию, похожую на S-IPS, использует также NEC в ряде дорогих моделей. В панелях S-IPS тоже используется поворот кристаллов, но уже в горизонтальной плоскости.

Такой подход позволяет избавиться от проблемы плохого обзора и искажения цветов при взгляде сбоку — насыщенность и тон картинки варьируются очень мало вне зависимости от угла обзора. Благодаря этим качествам мониторы S-IPS гораздо лучше справляются с отображением графики и видео, особенно если сравнивать с мониторами на базе TN-матрицы.

Увы, у панелей S-IPS есть ряд недостатков. Во-первых, их время отклика не слишком хорошее, хотя за последнее время производитель, LG.Philips, существенно улучшил эту характеристику, добившись показателя 25 мс (пока только на переходе «черный-белый-черный»). Во-вторых, контрастность S-IPS не настолько высока, как у MVA/PVA, хотя с TN рассматриваемая технология может поспорить. Другими словами, по всем параметрам, за исключением цветопередачи и углов обзора, S-IPS занимает среднее положение между MVA и TN. Этим предопределяется универсальность технологии и пригодность ее для профессионального использования в любой области — от работы с цветом до 3D-дизайна.

Итак, для наглядности сведем все плюсы и минусы современных ЖК-технологий в одну таблицу.

Название	TN	MVA	PVA	S-IPS
Производитель	(все)	(многие)	Samsung	LG.Philips
Сложность реализации	средняя	высокая	высокая	высокая
Характеристики:
контраст	средний	высокий	очень высокий	средний
углы обзора	плохие	хорошие	хорошие	отличные
время отклика	хорошее	плохое	плохое	среднее
цветопередача	плохая	хорошая	хорошая	отличная
Оптимальное применение	текст, деловая графика, игры	текст, дизайн, моделирование	текст, дизайн, моделирование	графика, видео, мультимедиа

Как видите, наиболее универсальной является технология S-IPS, поскольку у нее нет явных пробелов по характеристикам, а отличная (для ЖК, конечно) цветопередача не позволяет однозначно отказаться от нее при работе с цветом. Технология TN устроит почти всех пользователей, а благодаря массовости и доступной цене она предоставляет наибольший выбор производителей и моделей. Технология MVA/PVA обеспечивает наибольший комфорт для работы, если не заострять внимание на заметном послесвечении движущихся объектов на экране.

Даже если вы покупаете монитор одного из ведущих производителей, определить тип использованной технологии, не изучая монитор, не всегда удастся. Придется обращаться к информации на сайте производителя, по косвенным признакам определяя подходящие модели. Например, список мониторов LG последних серий, оснащенных панелью S-IPS, выглядит так:

— мультимедиа-мониторы L2323, L2320, M173/M203 и L172; — мониторы L1940B, L1930B, L1920B, L2013P, L1910B/S и L2010P.

Выпускает LG и мониторы с матрицей MVA, их список следующий:

— L1940P, L1930P, L1920P, L1913P, L1910P.

Как видите, два монитора из списка имеют диагональ 17 дюймов, все остальные — 19 и более. При этом среди 19-дюймовых есть две серии с обычной TN-матрицей — L1950 и L1980.

Если вы сомневаетесь в типе матрицы конкретного монитора, а на подробный осмотр нет времени или возможностей, матрицы можно отличить по следующим хорошо заметным признакам:

— TN: потемнение при взгляде снизу и высветление с инверсией белого — при взгляде сверху;
— S-IPS: черный цвет приобретает фиолетовый оттенок при взгляде под углом;
— MVA/PVA: вышеперечисленные особенности не наблюдаются.

Теги: Технологии, ЖК, Монитора, Панелей, Жидкокристаллического, Twisted Nematics, Multi-domain Vertical Alignment, Super In-Plane Switching

Новое по теме: Компьютеры

Тематические новости:

Категория: Техника » Компьютеры
| 14-09-2005, 18:00 | Просмотров: 7 416 | Комментарии (0)

Источник: gizmod.ru