В статье изложены особенности устройства и разновидности дисплеев на основе жидких кристаллов, TFT-матриц и органических пленок (OLED) производства Bolymin, Winstar, Wisetip. Рассматриваются основные параметры различных типов жидкокристаллических дисплеев, что позволит сделать осознанный и правильный выбор LCD для каждого конкретного применения.
ООО “РТЭК”, Украина, г. Киев
Для отображения информации в большинстве современных устройств используются дисплеи, содержащие в своей основе ту или иную вариацию жидкокристаллического вещества. Появление дисплеев на основе жидких кристаллов стало возможным благодаря работам австрийского ботаника Фридриха Рейнитзера (Friedrich Reinitzer).
В ходе своих исследований в 1888 г. вещества, известного как cholesteryl benzoate, он обнаружил, что оно имеет две явные точки плавления. В своем эксперименте он увеличивал температуру твердого образца и наблюдал превращение кристалла в мутную жидкость. Дальнейшее увеличение температуры приводило к появлению чистой прозрачной жидкости, пропускающей свет. Благодаря этой ранней работе считается, что именно Рейнитзер открыл новую жидкокристаллическую фазу материи. Через много лет, в 1968 г., фирмой RCA был создан первый экспериментальный жидкокристаллический индикатор (ЖКИ).
Защитный Экран Для Теперь для Телевизора
В основе любого ЖК-дисплея лежит конструктивный принцип, описанный ниже. Основой для последующих слоев ЖКИ являются две параллельные стеклянные пластины с нанесенными на них поляризационными пленками. Различают верхний и нижний поляризаторы, сориентированные перпендикулярно друг другу.
На стеклянные пластины в тех местах, где в дальнейшем будет формироваться изображение, наносится прозрачная металлическая окисная пленка (оксиды индия и олова — ITO), которая в дальнейшем служит электродами. На внутреннюю поверхность стекол и электроды наносятся полимерные выравнивающие слои, которые затем полируются, что способствует появлению на их поверхности, соприкасающейся с ЖК, микроскопических продольных канавок.
Пространство между выравнивающими слоями заполняют ЖК-веществом. В результате молекулы ЖК выстраиваются в направлении полировки выравнивающего слоя. Направления полировки верхнего и нижнего выравнивающих слоев перпендикулярны (подобно ориентации поляризаторов). Это нужно для предварительного “скручивания” слоев молекул ЖК на 90° между стеклами.
Когда напряжение на управляющие электроды не подано, поток света, пройдя через нижний поляризатор, двигается через слои жидких кристаллов, которые плавно меняют его поляризацию, поворачивая ее на угол 90°. В результате поток света после выхода из ЖК материала беспрепятственно проходит через верхний поляризатор (сориентированный перпендикулярно нижнему) и попадает к наблюдателю.
Никакого формирования изображения не происходит. При подаче напряжения на электроды между ними создается электрическое поле, что вызывает переориентацию молекул. Молекулы стремятся выстроиться вдоль силовых линий поля в направлении от одного электрода к другому.
Чем протирать экран телевизора?!Чем протирать монитор? Чем протирать телевизор на квантовых точках?!
Вследствие этого пропадает эффект “скручивания” поляризованного света, под электродом возникает область тени, повторяющая его контуры. Создается изображение, формируемое светлой фоновой областью и темной областью под включенным электродом. Путем варьирования контуров площади, занимаемой электродом, можно формировать самые различные изображения: буквы, цифры, иконки и пр. Так создаются символьные ЖКИ. А при создании массива электродов (ортогональной матрицы) можно получить графический ЖКИ с разрешением, определяемым количеством задействованных электродов.
Таблица 1. Основные параметры и характерные особенности различных технологий изготовления ЖКИ
(нажмите на таблицу, чтобы увеличить ее)
Описанная конструкция ЖКИ представляет собой пассивный вариант дисплея. В зависимости от разновидности примененных в дисплее жидких кристаллов различают следующие типы ЖКИ: TN, STN, CTN, FSTN, HTN, DSTN и ECB (VAN). Отличительные особенности этих дисплеев отражены в табл. 1.
Для производства больших цветных дисплеев в настоящее время широко используются ЖКИ на основе TFT (тонкопленочные транзисторы). В основе структуры TFT-панели содержатся жидкие кристаллы, два поляризатора и две стеклянные пластины: верхняя подложка цветового фильтра и нижняя подложка массива TFT. Жидкокристаллическое вещество впрыскивается между этими стеклянными пластинами.
Регулирование светового потока осуществляется путем изменения величины входного напряжения, подаваемого на ЖК. Тем самым изменяется расположение и ориентация ЖК-молекул, что приводит к соответствующему изменению объема светового потока, проходящего через них. При изготовлении такой панели с помощью высокоточных фотолитографических технологий на стеклянную подложку наносится узор для последовательного пошагового переноса изображений множества электродов ЖКИ. Количество транзисторов на стекле TFT равно числу подпикселей дисплея, при этом генерацию цвета обеспечивает стекло цветового фильтра с нанесенным на него фильтром цвета. Движение жидких кристаллов вызывается появлением разности потенциалов между электродами, находящимися на стекле TFT и стекле цветового фильтра, и именно это движение приводит к генерации цвета и изменению яркости ЖКИ.
В пределах одного выбранного периода времени переключатель замыкается, и на ЖК подается входное напряжение, что приводит к изменению ориентации жидкокристаллических молекул. После выключения переключателя в емкости Clc (эквивалентная емкость ЖК-вещества) сохраняется некоторый заряд, уменьшающийся с течением времени.
Для увеличения продолжительности хранения заряда параллельно Clc добавляется запоминающий конденсатор Cst. Поскольку фактически управление жидкими кристаллами производится переменным напряжением, для активации ЖК напряжение подается только при включенном переключателе, после чего он немедленно отключается. В ряде случаев напряжение на ЖК будет падать из-за утечек. Для предотвращения этого и используется дополнительный конденсатор Сst, компенсирующий утечки. При достаточной его емкости напряжение на нем будет приближаться к идеальной форме меандра.
В TFT-панели тонкопленочный транзистор выполняет функцию рассмотренного переключателя. Вывод затвора TFT подключен к линии сканирования, вывод истока соединен с линией данных, а вывод стока с Clc и Сst . Когда затвор активизирован (выбран на линии сканирования), канал TFT открывается и данные об изображении записываются в Clc и Cst. Если затвор не выбран, TFT закрыт.
Технология LTPS TFT
Технология LTPS (низкотемпературная поликремневая) — это новейший производственный процесс изготовления TFT-панелей. В этой технологии используется лазерный отжиг, который позволяет производить кристаллизацию кремниевой пленки при температуре менее 400 °С.
Поликристаллический кремний — материал на основе кремния, содержащий множество кристаллов кремния размером от 0,1 до нескольких микрон. При производстве полупроводников поликристаллический кремний обычно изготавливается при помощи LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition — химическое осаждение при низком давлении из газообразной фазы), а затем отжигается при температуре более 900 °С. Этот метод известен как SPC (Solid Phase Crystallization — кристаллизация твердой фазы). Очевидно, что такой метод не удастся применить при производстве индикаторных панелей, поскольку температура плавления стекла составляет 650 °С. Поэтому для создания ЖК-панелей идеально подходит новая низкотемпературная технология LTPS.
В отличие от технологии a-Si, LTPS технология характеризуется более чем в 300 раз большей подвижностью электронов. Это объясняет, почему каждый элемент LTPS индикатора имеет большую скорость реакции на воздействие и меньшие размеры, чем элементы, изготовленные по а-Si технологии.
Источник: isup.ru
Между плазмой и жидкими кристаллами
Жидкие кристаллы были открыты в конце XIX века, но создать дисплеи на их основе стало возможно только во второй половине XX века после обнаружения эффекта скручивания кристаллов под воздействием электрического тока. Примерно в это же время была создана первая монохромная плазменная матрица размером 4×4. Обе технологии стали основой для создания современных телевизоров в 90-х годах прошлого века.
Лет десять назад плоские телевизоры в России подразделялись на дорогие и очень дорогие. Первые изготавливались на базе жидкокристаллических дисплеев (сокращенно — ЖК или LCD). Максимальный размер диагонали ограничивался размеров в 32 дюйма. Если же у покупателя был толстый кошелек и ему был нужен большой экран (от 40 дюймов и выше), приходилось выбирать плазменную панель.
Различия между ЖК и «плазмой» тогда были выражены намного сильнее, чем сейчас. Но за последние годы разработчики провели большую работу по избавлению от недостатков, свойственных тем или иным панелям, заодно улучшив их характеристики и возможности.
Главное — снизилась цена. Теперь плоский телевизор может позволить себе практически любая семья. Стоимость 19-дюймовых ЖК-телевизоров популярных марок (LG, Panasonic, Philips, Samsung, Sony, Toshiba) начинается от 7-8 тыс. рублей, а удобных для небольшой квартиры 32-дюймовых — от 12-14 тыс. рублей. Ряд менее именитых производителей предлагают аналогичную продукцию еще дешевле.
Цены на плазменные панели диагональю 42 дюйма начинаются от 18-20 тыс. рублей. Что практически соответствует стоимости ЖК-мониторов аналогичных размеров.
Прежде чем мы перейдем к сравнению потребительских свойств современных жидкокристаллических и плазменных телевизоров, необходимо немного рассказать об особенностях изготовления данных дисплеев.
Жидкокристаллические дисплеи
Основа ЖК-телевизора конструктивно состоит из двух прозрачных стеклянных поляризационных пластин, между которыми располагается слой жидких кристаллов. Позади этого «сэндвича» находится лампа подсветки, которая постоянно светится. На пластины нанесены прозрачные электроды, подающие электрический ток к ячейкам матрицы. Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из трех субпикселей: красного, зеленого и синего (цветовая модель RGB). При подаче напряжения с электродов на кристаллы последние меняют их наклон, а светофильтры в зависимости от наклона регулируют яркость пропускаемого света.
Таким образом, сами жидкие кристаллы не испускают свет, а только пропускают. В закрытом состоянии ЖК-матрица не может полностью блокировать свет от лампы подсветки, поэтому в ЖК-телевизорах невозможно получить чисто черный цвет. Также для ориентации кристаллов требуется какое-то время. Впрочем, время отклика современных ЖК-панелей достаточно мало, чтобы увидеть паразитные искажения (шлейф от быстро движущихся объектов или эффект наложения быстро сменяющихся кадров). Перед покупкой телевизора нужно обратить внимание на наличие дефектных пикселей.
В ЖК-телевизорах в качестве подсветки используется вакуумно-флуоресцентная (люминесцентная) лампа с холодным катодом. Однако подобные лампы обладают рядом недостатков: ограниченность высоких частот развертки, недолгий срок службы ламп, высокое энергопотребление, использование ртути в лампах. Поэтому разработчики решили заменить такие лампы светодиодной подсветкой.
Называются такие телевизоры LED TV. Однако следует помнить, что в данном случае различие от традиционных ЖК-телевизоров заключается только в ином типе лампы подсветки. Матрица — та же самая.
LED-подсветка бывает двух типов: боковая (так называемая White LED или Edge LED) и RGB LED. В первом случае светодиодная подсветка располагается по бокам либо по периметру LCD-матрицы и равномерным распределением света занимается специальная панель. Во втором случае LED-подсветка находится сразу за ЖК-матрицей. При этом используются элементы трех цветов (красный, зеленый и синий), что позволяет подсвечивать различные фрагменты экрана различным цветом.
White LED TV по характеристикам не сильно отличаются от традиционных LCD-телевизоров, зато эта технология позволяет делать очень тонкие дисплеи. Также в среднем наполовину уменьшается энергопотребление. В отличие от них RGB LED TV дают намного более четкую и контрастную картинку.
Также можно отключить отдельные участки подсветки, состоящей из примерно тысячи светодиодов, и получить глубокий черный цвет. Но ЖК-телевизоры с подобной подсветкой очень дороги. Такая подсветка решает проблему использования ртути в люминесцентных лампах, но при производстве светодиодов используются не менее вредные галлий и мышьяк.
Нельзя не сказать о том, что сейчас ведутся активные разработки дисплеев на основе технологий OLED и AMOLED, которые должны заменить ЖК и «плазму». Первые серийные OLED-телевизоры уже продаются. Но их стоимость в несколько раз превышает традиционные телевизоры. За ними, вероятно, будущее, но мы продолжим разговор о настоящем. Переходим к конструктивным особенностям плазменных телевизоров.
Плазменные дисплеи
Основу плазменной панели составляет та же структура: две параллельные стеклянные пластины, между которыми находится матрица. Только матрица состоит из миниатюрных ячеек, наполненных инертным газом (неоном, ксеноном, аргоном или смесью газов). Внутри каждой ячейки находится люминофор, который будет светиться одним из трех цветов.
Ячейки изолированы перегородками, не пропускающими свет. За счет этого достигается высокая контрастность, так как свет от других ячеек не попадает в соседнюю ячейку. Из-за технологической сложности в изготовлении миниатюрных ячеек вы не встретите в продаже плазменные панели небольшого размера (меньше 32 дюймов).
При приложении определенного напряжения на электроды отдельной ячейки газ превращается в низкотемпературную плазму (ионизированный газ, четвертое состояние вещества). При этом возникает ультрафиолетовое излучение. Человек его не видит, но ультрафиолет приводит к свечению люминофора. Таким образом, в плазменных телевизорах каждая ячейка является источником света, поэтому лампа подсветки не нужна.
Ячейка «плазмы» может находиться только в двух состояниях: включено либо выключено. Различные уровни яркости удается получить с помощью импульсно-кодовой модуляции. Проще говоря, происходит включение-выключение света с определенной частотой. А наш глаз замечает только определенную яркость. У старых моделей, находясь вблизи от экрана, можно было заметить мерцание.
В современных плазменных телевизорах этот недостаток устранен.
Для получения высокого напряжения на пиксели требуется больше энергии. При этом пиксели могут «выгорать», а люминофоры при постоянной картинке на экране «запоминать» ее на короткое время.
Теперь перейдем, собственно, к потребительским характеристикам жидкокристаллических и плазменных телевизоров.
Сравнение ЖК и «плазмы»
Размер панели. Если вам нужен небольшой размер панели (до 32 дюймов), вам придется выбирать среди жидкокристаллических телевизоров. Плазменные модели небольшого размера просто не производятся. А в сегменте больших диагоналей (от 32 дюймов и больше) хороший выбор как жидкокристаллических, так и плазменных телевизоров.
Самые большие диагонали, какие можно найти в продаже, — это 103-дюймовые плазменные панели и 108-дюймовые ЖК-панели. Стоимость 103-дюймовой «плазмы» начинается от 1,7-2 млн рублей.
Качество изображения. Ряд экспертов считают, что «плазма» дает более реальные цвета, а ЖК — более красивые. Другие придерживаются иного мнения, полагая, что «плазма» дает более жесткие цвета, а ЖК — более мягкие.
В целом качество картинки плазменных телевизоров считается более предпочтительным для просмотра, но для большинства пользователей качества ЖК-телевизоров хватает за глаза, так как разница не настолько заметна. Контрастность плазмы выше, но производители ЖК-матриц постоянно ведут работы по улучшению этого параметра. Светодиодная подсветка улучшает и контрастность, и качество изображения.
Также в настоящее время практически решена проблема времени отклика у ЖК-телевизоров. Он находится на таком уровне, что обеспечивает отличные показатели при просмотре динамичных сцен. В «плазме» газовый разряд происходит практически мгновенно, поэтому там этой проблемы не существует.
Углы обзора у «плазмы» изначально были не менее 160 градусов сбоку и сверху/снизу. Первые ЖК-дисплеи имели показатели в несколько раз хуже, но современные модели вплотную приблизились к углам обзора плазменных телевизоров.
Если сравнивать равномерность освещения панели у «плазмы» и ЖК, первая окажется в более выигрышном положении, так как в плазменных телевизорах добиться равномерности освещения легче.
Но в целом качество изображения современных плазменных и жидкокристаллических телевизоров находится практически на одном уровне.
Энергопотребление. По этому параметру плазменные телевизоры изначально сильно проигрывали жидкокристаллическим телевизорам, но со временем преодолели этот недостаток. К примеру, Samsung производит несколько моделей 40-дюймовых ЖК и 42-дюймовых плазменных телевизоров. Потребляемая мощность и тех и других находится в районе 200 Вт. Гораздо большее преимущество дает LED-подсветка, позволяя уменьшить потребляемую мощность ЖК-телевизоров до 100-130 Вт (для 40-дюймовых моделей).
Срок службы. В целом жидкокристаллический телевизор должен прослужить вам в 1,5-2 раза дольше, чем плазменная панель. Средний срок службы «плазмы» составляет 30 000 часов. Но если считать, что телевизор работает в среднем по 7-8 часов в день, то мы получим больше 10 лет. А за это время ваш телевизор устареет морально и технически.
На смену нынешним технологиям наверняка придут новые, и телевизор так или иначе придется менять. Так что обращать внимание на этот параметр нет смысла.
Выводы
Производители жидкокристаллических и плазменных телевизоров постоянно улучшают технологию изготовления. Поэтому в настоящее время вопрос «что брать, ЖК или плазму?» больше стоять не должен. Обе эти технологии достаточно хороши. Ваш выбор должен исходить из разрешения экрана, наличия дополнительных возможностей, разъемов и т. п.
Четко определившись, что вам нужно от телевизора и какую сумму вы согласны потратить, нужно отправиться в большой магазин бытовой техники и приобрести телевизор, основываясь на функциональности телевизора и субъективного мнения от качества картинки. По этой причине в магазин лучше взять с собой всю семью. Тогда ваша покупка наверняка принесет больше положительных эмоций.
27.06.2011 Иванов Максим
Источник: podberi-tv.ru
Что такое жидкие кристаллы в телевизорах
Поэтому практическая реализация телевизора с жидкокристаллическим экраном оказывается более трудной задачей.Оказалось, что такие устройства могут быть реализованы на жидких кристаллах, если использовать сэндвичевые структуры, в которые наряду со слоем жидкого Как работает жидкокристаллический телевизор. В микроэлектронике жидкие кристаллы привлекательны тем, что потребляют минимальную энергию, жидко — кристаллические пленки занимают миниатюрный объем.
Совместная группа корейский и американских ученых разработала новый химический материал, который позволит LCD- телевизорам многократно улучшить качество изображения, а кроме того, сделает Что такое жидкие кристаллы? Жидкие кристаллы открыл в 1888 г. История открытия жидких кристаллов. Жидкие кристаллы или плазма.
Создание телевизоров с жидкокристаллическими экранами стало новой исторической вехой применения жидких кристаллов (LCD). Молекулы жидких кристаллов в экране телевизора работаю по принципу затвора в фотокамере они пропускают свет, или нет.Сами же кристаллы не выделяют собственного света и цвета.
Жидкие кристаллы были открыты давным-давно, но изначально они использовались для других целей. они выглядят жидкими, но обладают характеристиками кристаллов. Жидкокристаллические телевизоры.
В LCD ТВ используются жидкие кристаллы, которые располагаются междуПосле того, как свет проникает сквозь кристаллы, он попадает на световой фильтр, который состоит из субпикслей зеленого, красного и синего цвета. Жидкокристаллические телевизоры. Что такое жидкие кристаллы в телевизорах Лет десять назад плоские телевизоры в России подразделялись на дорогие и очень дорогие.
Он обратил внимание, что у кристаллов холестерилбензоата и холестерилацетата было две точки плавления и, соответственно, два разных жидких состояния — мутное и прозрачное. Ведь все мы со школы знаем, что существует жидкость, и, что существуют кристаллы. Также для ориентации кристаллов 1.Жидкокристаллические телевизоры. Жидкие кристаллы — субстанция достаточно «неповоротливая».Так что было бы разумным передать сигнал от проигрывателя к телевизору в аутентичной цифровой форме, избежав, таким образом, потерь преобразования«Жидкие кристаллы».
- Запись понравилась
- 0 Процитировали
- 0 Сохранили
- 0Добавить в цитатник
- 0Сохранить в ссылки
Источник: www.liveinternet.ru