Прогресс, как я уже неоднократно упоминал, настырно идет вперед. Как танк, под чьи гусеницы безропотно ложатся устаревшие технологии и не прижившиеся идеи. Направление движения — строго вперед, к ожидающим очередного технологического чуда массам. Сегодня на повестке дня чудо под названием “Жидкокристаллический, или плоский, или TFT, или LCD (liquid crystal display) экран”.
Краткий Васистдас
(Was ist das? — нем.)
Для начала немного теории. Жидкий кристалл (liquid crystal) — это вещество, обладающее свойствами как жидкости (текучесть), так и твердого кристалла (например, зависимость свойств среды от направления). ЖК-экран состоит из ЖК-элементов, каждый из которых, в свою очередь, состоит из нематических кристаллов, электродов и поляризаторов. В отсутствие электрического поля свет беспрепятственно проходит через ЖК-элемент. Как только к электродам приложено напряжение, в кристалле происходят молекулярные изменения и поляризаторы перестают пропускать свет.
DF Direct! Современные игры выглядят потрясающе на ЭЛТ мониторах Да, лучше, чем на ЖК мониторах!
ЖК-элементы расположены в виде матрицы. Существует два способа подачи электрического тока на каждый отдельно взятый элемент матрицы. Первый, называемый также “пассивной матрицей” (обозначаются аббревиатурой STN), — когда выбранная точка активизируется подачей напряжения на соответствующие прозрачные проводники-электроды выбранной строки и столбца.
У этого способа существует один весьма существенный минус: электрическое поле в проводниках воздействует не только на конкретный ЖК-элемент, но и на все остальные элементы матрицы, находящиеся на пути распространения тока. Этого минуса лишены так называемые “активные матрицы”, в которых каждой точкой изображения управляет свой собственный электронный переключатель. За счет такой оригинальной конструкции четкость и контрастность картинки, получаемой на активной матрице, значительно лучше изображения, генерируемого пассивной матрицей. Как правило, активные матрицы собираются из тонкопленочных полевых транзисторов (в качестве подложки электронных переключателей), отсюда термин TFT — Thin Film Transistor.
В настоящее время получила широкое распространение компромиссная технология DSTN (Dual Scan), при которой одновременно обновляются две строки матрицы. Это позволяет достичь хорошей контрастности изображения при небольшой себестоимости производственного процесса.
Жидкий пиксель
Немного подробнее стоит остановиться на внутреннем устройстве пикселя. Пытливый читатель уже, наверное, заметил одно очень важное упущение, сделанное в предыдущей главе. Суть в том, что, пропуская или не пропуская свет через ЖК-элемент, мы можем получить только два цвета — белый (прозрачный) и черный (непрозрачный). Хороший пример — экран обычных электронных часов.
Для полноценного же дисплея, компьютерного, жизненно необходим цвет, который достигается посредством использования так называемых “цветовых фильтров”. Их задача — выделять из источника белого света три основных цветовых компоненты: красную, зеленую и синюю (RGB — red, green, blue). Комбинацией этих компонент можно получить любой требуемый цвет. Три последовательно расположенных в ЖК-ячейке фильтра формируют цветной пиксель.
Мониторы — их влияние на здоровье (193)
Существует альтернативный и более сложный метод. Используется свойство ЖК-кристалла менять, в зависимости от величины напряжения, угол поляризации. Таким образом, можно поглощать световые волны заданной длины (разная длина — разный цвет). Трудность реализации заключается в необходимости точно и быстро менять напряжение тока.
Этот метод значительно более эффективнее вышеприведенного, однако требует дополнительных затрат при производстве, что в конечном итоге сказывается на розничной стоимости панелей. Выбор способа цветовой реализации варьируется в зависимости от предпочтений конкретного производителя.
В силу конструктивных особенностей у TFT экранов существует несколько существенных проблем, одна из которых — изменение разрешения экрана. Как вы, надеюсь, уже поняли из предыдущих абзацев, в ЖК-панели каждый ЖК-элемент отвечает за один конкретный пиксель.
То есть, если матрица состоит из 1024 на 768 элементов, то и разрешение поддерживаемой панелью будет одно-единственное — 1024 на 768 точек. Поэтому, если вам захочется поиграть в “Квейк” в разрешении 800 на 600, то придется покупать еще один монитор. Шучу. Придется прочитать следующие абзацы.
В чем задача? В том, чтобы LCD экран мог быстро и эффективно масштабировать картинку, приводя ее размеры к нужному пользователю разрешению. Напомню, что выполнять эту процедуру надо в режиме реального времени и желательно без потери качества.
В случае с обычным CRT монитором (cathode ray tube — электронно-лучевая трубка, ЭЛТ) масштабирование изображения происходит посредством изменения отклоняющего луч напряжения. В случае же с активной матрицей, где необходимо контролировать каждый пиксель, для масштабирования необходима сложная микропроцессорная логика. Если коэффициент масштабирования — целое число (например, разрешение 800х600 увеличивается в 2 раза до 1600х1200), то проблема решается просто: высота и ширина каждого пикселя увеличивается в два раза (см. рисунок 1). Если же коэффициент — дробь, как в случае с увеличением 800х600 до 1024х768 (в 1,28 раза), то тут уже необходим более сложный алгоритм, определяющий необходимость масштабирования каждого отдельного пикселя. В случае со стандартным математическим алгоритмом могут возникать неприятные эффекты, вариант которых представлен на рисунке 2. Чтобы преодолеть эту проблему, можно использовать так называемый эффект “сглаживания”, когда яркость ЖК-элементов, чьи координаты нельзя определить точно, искусственно понижается (см. рисунок 3).
Хочу все знать
При выборе определенной модели TFT монитора потенциальному покупателю просто необходимо ознакомиться с рядом параметров, определяющих качество и стоимость будущего приобретения. Список характеристик, приведенных ниже, призван значительно облегчить вам эту задачу.
Видимая диагональ
У обычных ЭЛТ мониторов диагональ видимой области экранного пространства меньше заявленной производителями диагонали экрана (на 1 дюйм, реже на 1,2 дюйма). Обычно в документации к монитору указывается характеристика “Viewable Size” (“Видимый размер” — рус.), определяющая действительное доступное для отображения пространство. В TFT мониторах такого термина не существует, все экранное пространство является “видимым” (если вы внимательно читали предыдущие абзацы, то поймете, почему). Поэтому жидкокристаллическая панель с диагональю 15,1 дюйма имеет точно такую же “Viewable Size”, как и 17-дюймовый ЭЛТ монитор.
Угол обзора
Наилучшее качество изображения на TFT мониторе получается в случае, когда оператор сидит прямо перед ним. Если смотреть на изображение со стороны, то его качество значительно ухудшается, исчезает контрастность, искажаются цвета. Такой эффект обусловлен тем, что свет, проходя через подложку и ЖК-кристаллы, приобретает вертикальное направление, перпендикулярное плоскости панели.
Если для экранов банкоматов такая скрытность вполне приемлема (чтобы хакер код не подсмотрел), то для повседневного бытового использования необходим угол обзора как минимум в 90 градусов. Максимальный угол обзора ЖК-матрицы определяется как угол, при котором контрастность изображения падает в десять раз по отношению к стандартной.
У пассивной матрицы угол обзора очень маленький — порядка 10-15 градусов; у активной матрицы немного больше, по умолчанию порядка 45 градусов, однако с помощью современных технологий эту цифру вполне реально можно увеличить до 160 градусов и более. На настоящий момент лидируют три технологии искусственного увеличения угла обзора — IPS (in-plane switching), MVA (multi domain vertical alignment) и TN+film (twisted nematic and retardation film). Если вы хотите обзавестись действительно качественным и удобным экраном, то перед покупкой тщательно изучите его характеристики на предмет наличия вышеприведенных терминов.
Выхожу я на панель…
Термин “плоский дисплей” не ограничивается одной лишь TFT технологией. В настоящее время производятся и реально используются экраны, сделанные по газопламенной и электролюминесцентной технологии (последние, правда, в розничной продаже не встречаются). Газопламенные дисплеи в основном используются для проведения разного рода презентаций, требующих большого экранного пространства и неприхотливости при монтаже и транспортировке. К недостаткам этого типа панелей можно отнести неэкономное потребление электроэнергии; стандартно используемое напряжение составляет 200 В. Также, по отзывам специалистов, срок службы газопламенных экранов недолог, а розничная цена (это уже по моим собственным наблюдениям) может вызвать временное онемение даже у обеспеченных пользователей.
Электролюминесцентные дисплеи (LED ) являются очень качественным и очень дорогим решением, использующимся в основном в военной технике. В магазинах и прайс-листах московских фирм искать панели этого типа не стоит (разве только из-под офицерской полы на Тушинском радиорынке). Как правило, эти экраны делаются одноцветными с преобладающим желтым оттенком (китайцы их, что ли, собирают?).
Контрастность
В терминах TFT технологии под “контрастностью” понимают отношение максимального значения яркости (см. далее) к минимальному. Чем больше отличаются друг от друга эти цифры — тем лучше. К примеру, у обычного ЭЛТ монитора значение контрастности составляет примерно 500 к 1. Другими словами, получить черную картинку на ЭЛТ никакой сложности не представляет.
С TFT все немного сложнее, так как менять яркость задней подсветки для одного конкретного ЖК-элемента нельзя. Чтобы получить абсолютно черную точку, нужно, чтобы ЖК-элемент блокировал световые волны абсолютно и безоговорочно. К сожалению, на практике это трудно выполнимо. На сегодняшний день уже существуют патенты и технологии, которые в скором будущем, возможно, позволят решить эту задачу. Для нормального восприятия картинки человеческим глазом необходимо, чтобы отношение максимальной и минимальной яркости составляло примерно 250:1.
Яркость
Максимальная яркость ЖК-панели определяется свойствами флюоресцентных элементов, являющихся основой задней подсветки. Подсветка заводской TFT панели может без особого труда обеспечить яркость в 200-250 кандел на квадратный метр. Теоретически это не предел, однако увеличивать яркость больше указанных значений следует только в случае, если вы ставите своей целью ослепить пользователя (в одном идиотском кинофильме про хакеров эта идея была реализована в виде компьютерного вируса).
Яркость обычной жидкокристаллической панели составляет 100-120 кандел/м2. Производство панелей с более высоким показателем яркости возможно, однако при этом значительно повысится энергопотребление и электромагнитное излучение, а также сократится срок эксплуатации экрана.
Ошибки пикселей
В процессе производства ЖК-панели существует определенный (и, по проверенным сведениям, довольно-таки большой) процент брака, тем или иными путями попадающего в розничную продажу. Проблема заключается в неисправности одного или даже целой группы ЖК-элементов. Дефект можно определить визуально, при близком осмотре работающего TFT экрана.
Если заметите дрожащие или откровенно яркие пиксели с одним, неизменяющимся цветом, то можете быть уверены — это брак. Настоятельно рекомендую перед приобретением ЖК-монитора подключить его к компьютеру и проверить на предмет описанных дефектов. Единственный способ устранить “ошибки пикселей” — это заменить панель на новую. Крайне не рекомендуется прикасаться к экрану руками или другими посторонними предметами — даже если изначально на нем никаких дефектов не было, то со временем они обязательно появятся.
Время отклика
Ранние модели TFT мониторов испытывали серьезные проблемы при отображении анимационных и видеороликов. Кадры накладывались друг на друга, искажая картинку и раздражая пользователя неожиданным (в некоторых клипах такая фишка очень даже приветствуется) эффектом “текущей плазмы”.
Проблема заключается в большом времени отклика ЖК-элементов — то есть во времени, необходимом для изменения цвета каждого конкретного элемента. В современных системах время отклика составляет порядка 20-30 миллисекунд. Для сравнения: стандартный видеоролик показывается с частотой 25 кадров в секунду, то есть на воспроизведение одного кадра отводится 40 миллисекунд. Если время отклика составляет, скажем, 45-50 миллисекунд, то при проигрывании видео, содержащего “быстрые последовательности”, например, вид из иллюминатора реактивного самолета (летящего, разумеется), то с большой вероятностью картинка получится смазанной.
Цветопередача
Приобретая качественный и дорогостоящий TFT монитор, покупателю не стоит забывать о том, что большинство современных видеоадаптеров оборудовано VGA коннектором, изначально предназначенным для использования с аналоговыми ЭЛТ экранами. В случае подключения цифрового ЖК экрана к такому коннектору возникает насущная необходимость в преобразовании сигнала в цифровую форму.
Любое аналого-цифровое преобразование происходит с заданным диапазоном точности (то есть с потерей качества), что в итоге может привести к неправильной цветопередаче. Кроме этого на АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) налагаются строгие требования по скорости и разрядности производимых вычислений (и немногие АЦП этим требованиям соответствуют).
Большинство производителей почему-то предпочитают экономить на схемах преобразования и используют недорогие 18-битные микросхемы, способные передавать только 262.144 цветов (“псевдо RGB”). Если вам необходимо работать с палитрой True Color, состоящей из 16 миллионов цветов, то предпочтительным выбором для вас, скорее всего, станет модель, использующая 32-битный АЦП. Кроме этого, с недавнего времени производители видеоплат стали комплектовать их специальным цифровым DVI выходом. Стоимость недорогой DVI платы не превышает 50$, что по сравнению со стоимостью TFT монитора, право же, сущие пустяки.
Преимущества и недостатки
Предполагая, что читатель в той или иной степени знаком с основными характеристиками ЭЛТ мониторов, попробуем выжать сухой остаток и обзорно перечислить основные преимущества и недостатки TFT технологии.
TFT обеспечивает практически идеальную фокусировку, контролируя каждый пиксель результирующего изображения. TFT в силу своих конструктивных особенностей не создает традиционных для ЭЛТ проблем, связанных с геометрическими искажениями и сходимостью луча (нет луча — нет проблемы). TFT не мигает, так как не использует электронный луч для последовательного сканирования каждой линии экрана. Для перемещения луча из правого нижнего угла в левый верхний ЭЛТ монитору необходимо некоторое время (“гашение”), что визуально также приводит к мерцанию изображения. У TFT такой проблемы нет, так как ЖК-элементы никогда не выключаются полностью, они просто изменяют свою яркость.
Таблица №01 аккумулирует все фактические сведения, приведенные в статье.
И еще. Чтобы раз и навсегда снять вопросы типа “Так какой же монитор, в конце концов, следует покупать?”, я решил сделать маленькую, но очень полезную табличку, описывающую оптимальный, на мой взгляд, TFT монитор. Смотрите Таблицу №02.
Куда идем мы с Пятачком?
Словосочетание “бредущая технология”, использованное мною в заголовке статьи, не случайно. Именно “бредущая”, а не “идущая”, не “бегущая” и уж тем более не “скачущая”. Сформулировать процесс популяризации TFT технологии другим термином, на мой взгляд, было бы сложно.
Технология производства жидкокристаллических экранов существует довольно давно. По всем правилам технического прогресса, TFT экраны давно уже должны были если не полностью, то хотя бы частично потеснить традиционные ЭЛТ. Однако этого не происходит. TFT все еще остаются экзотикой, не используемой широко ни в профессиональной, ни в бытовой сфере.
Последнее время в новостях разных СМИ частенько можно встретить выдержки из “результатов революционных маркетинговых исследований”, проводимых то одним, то другим “карманным” маркетинговым агентством. Причины и обоснования приводятся разные, но вывод, как правило, делается один: “Скоро рынок мониторов полностью будет принадлежать TFT”.
Признаюсь сразу, экономика и статистика — это те самые две стихии, в которых я ни черта не разбираюсь. Поэтому говорить о правильности и ценности чужих мнений не возьмусь. Просто выскажу свое собственное, глубоко непрофессиональное и, подозреваю, абсолютно антимаркетинговое мнение. Смысл его в следующем: производством как TFT, так и ЭЛТ мониторов занимаются одни и те же компании.
Они определяют спрос, формируют предложение и с помощью тех или иных рычагов регулируют розничные цены. Теперь представьте себе следующую ситуацию: цены на TFT панели резко (скажем, в течение месяца) опускаются до планки в 300-400$, столько сейчас стоит хороший ЭЛТ монитор. Думаю, первым же результатом такого демпинга будет падение спроса на ЭЛТ.
Слово “крах” в данном случае подходит больше. Представляете? Отлично продающиеся ЭЛТ модели, налаженный конвейер, дилерская сеть, забитые склады — и все это уже никому не нужно. Потери индустрии были бы, мягко говоря, чудовищны. Кроме того, перед производителями встал бы законный вопрос: “Как удовлетворить возросший спрос на ЖК панели?
Где нам их взять в таком количестве?” Именно поэтому пришествие TFT технологии если и произойдет, то не скоро, не спеша и постепенно. Никак не через “полгода” или “в течение следующего квартала”, как пророчат нам некоторые нетерпеливые маркетинговые агентства.
На данный момент ведутся активные разработки в области улучшения и удешевления TFT технологии. В будущем их внедрение и активное использование, несомненно, приведет к значительному увеличению спроса. Когда-нибудь этот спрос достигнет определенного предела, при котором производителям выгодно будет понижать цены и вкладывать деньги в производство. И тогда, быть может, настанет светлый день. День, когда я поставлю на свой стол новенький, красивый и очень плоский TFT экран…
Таблица 1
TFT ЭЛТ
Яркость Супер. 170 — 250 кандел/м2 Средне. 80 — 120 кандел/м2
Контрастность Средне. 200:1 — 400:1 Супер 350:1 — 700:1
Угол обзора Средне. 45 — 170 градусов Супер. 150 и более градусов
Сходимость Супер. Отсутствует как таковая Средне. От 0,20 до 0,30 мм
Фокусировка Супер. Просто супер От удовлетворительной до очень хорошей (зависит от модели)
Геометрические искажения Супер. Отсутствуют Средне. Имеются в большинстве моделей
Ошибки пикселей Плохо. В среднем до 8 шт. Супер. Отсутствуют
Тип сигнала Супер. Аналоговый или цифровой Средне. Подавляющее большинство моделей использует аналоговый
Масштабирование в разных разрешениях Плохо. Отсутствует или реализуется посредством сложных алгоритмов Супер. На аппаратном уровне
Гамма-коррекция Средне или удовлетворительно Супер. В дорогих моделях можно достичь фотореалистичного изображения
Цветопередача Средне Супер
Мерцание Супер. Отсутствует в силу конструктивных особенностей Средне. При частотах выше 85 Гц практически незаметно
Время отклика Плохо. 20 — 30 миллисекунд Супер. Не имеет никакого значения в силу конструктивных особенностей
Энергопотребление Супер. 24 — 40 Ватт Плохо. 60 — 150 Ватт
Вес, размеры Супер. Легко и тонко Очень плохо. Можно надорваться, занимает много места
Таблица 2
Диагональ 15,1 дюйма
Яркость не менее 200 кандел/м2
Контрастность не менее 300:1
Ошибки пикселей или отсутствуют, или не более 5
Угол обзора не менее 140 градусов
Кол-во цветов 16,7 миллиона
Внешний вид Хотите испортить интерьер за такие деньги?
Цена 1000$
Источник: www.igromania.ru
Принцип работы ЖК монитора
Жидкокристаллический дисплей (ЖКД) представляет собой тонкое плоское устройство отображения, составленное из некоторого числа цветных или монохромных пикселей, расположенных перед источником света или зеркалом.
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.
«Сердцем» любого жидкокристаллического монитора является LCD-матрица (Liquid Cristall Display). ЖК-панель представляет из себя сложную многослойную структуру. Упрощенная схема цветной TFT LCD-панели представлена на Рис.2.
Устройство и работа TFT LCD матрицы.
Одними из главных достижений стало изобретение технологии LCD TFT-матрицы – жидкокристаллической матрицы с тонкопленочными транзисторами (Thin Film Transistors). У TFT-мониторов кардинально возросло быстродействие пикселей, выросла цветовая глубина изображения и удалось избавиться от «хвостов» и «теней».
Структура панели, изготовленной по TFT технологии, приведена на Рис.2
/texnologiya-lcd,-princzip-rabotyi.-ustrojstvo-tft-matriczyi/img_uploads/monitors_TFT_Structure_Full.png) |
| Структура ЖК-панели |
Понравился материал? Поделитесь им в соцсетях:
Учитывая это, разработчики оснастили дисплеи достаточным количеством электродов, которые создают разные электромагнитные поля в отдельных частях экрана (в каждом пикселе). Благодаря такому решению они достигли возможности, в условиях правильного управления потенциалами этих электродов, воспроизводить на экране дисплея буквы, и даже сложные разноцветные картинки. Эти электроды могут обладать любой формой и располагаются в прозрачном пластике.
3. Частота обновления экрана ЖК монитора
4.1. Требуемая частота монитора для просмотра 3D
Для использования активных и поляризационных 3D очков используются LCD матрицы, имеющие частоту обновления экрана 120 Гц. Это необходимо для того, чтобы разделить изображения для каждого глаза, при этом частота для каждого глаза должна составлять не менее 60 Гц. Мониторы с частотой 120 Гц можно использовать и для обычных 2D фильмов или для игр. При этом плавность движений заметно лучше, нежели в мониторах с частотой 60 Гц.
Помимо этого, в таких мониторах используются специальные лампы или LED (светодиоды) подсветка, имеющая еще более высокую частоту мерцания, которая составляет около 480 Гц. Это в свою очередь существенно уменьшает нагрузку на органы зрения.
В современных мониторах можно встретить два метода реализации подсветки матрицы:
- LED – светодиодная подсветка;
- Люминесцентные лампы.
Все крупные производители переходят на использование LED подсветки, так как она имеет значительные преимущества перед люминесцентными лампами. Они ярче, компактнее, экономичнее и позволяют достичь более равномерного распределения света.
Благодаря использованию новейших технологий ЖК-мониторы абсолютно не уступают своим прямым конкурентам – плазменным панелям, а в некоторых случаях даже превосходят их.
Рисунок 1. Конструкция ЖК-дисплея.
Сейчас технологии плоскопанельных и жидкокристаллических мониторов являются наиболее перспективными. Хотя в настоящее время на долю ЖК-мониторов приходится лишь около 10% продаж во всем мире, этот сектор рынка является наиболее быстрорастущим (65% в год).
Принцип работы
Экраны LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества (цианофенил), которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул.
Рисунок 1. Конструкция ЖК-дисплея.
Рисунок 2. Плоскость поляризации.
Рисунок 3. Плоскость поляризации.
Рисунок 4. Поляризация светового луча.
Технологии STN, DSTN, TFT, S-TFT
STN — сокращение от Super Twisted Nematic. Технология STN позволяет увеличить торсионный угол (угол кручения) ориентации кристаллов внутри LCD с 90° до 270°, что обеспечивает лучшую контрастность изображения при увеличении размеров монитора.
Рисунок 5. Конструкция ЖК-матрицы.
С помощью этих трех базовых цветов экран способен отображать до 17 млн. различных оттенков цветов. Такая глубина цвета достигается различным количеством света, проходящего через каждый пиксель. 17 миллионов возможных сочетаний — 17 млн. возможных цветов.
Главное отличие ЭЛТ от ЖК мониторов
В основе работы ЭЛТ монитора лежит специальная стеклянная трубка, внутри которой вакуум. Так же, внутри стеклянной колбы находятся электронные пушки, испускающие поток заряженных частиц (электронов).
Эти электроны заставляют светиться точки люминофора, которым тонким слоем изнутри покрыта передняя стенка электронно-лучевой трубки. То есть энергия электронов превращается в свет, вот эти самые светящиеся точки и формируют изображение.
Принцип работы ЖК монитора совершенно иной. Здесь уже нет никаких трубок, а изображение формируется совершенно другим способом. Жидкокристаллические дисплеи уже имеют в своем названии указание на то, с помощью чего создается изображение на экране. Да да, именно жидкие кристаллы, которые были открыты еще в 1888 году, играют ключевую роль в формировании картинки.
Устройство LCD монитора больше напоминает слоеный пирог, каждый слой имеет свое назначение. Итак, можно выделить несколько слоев, из которых и состоит наш монитор.
В жидкокристаллической матрице каждый кристалл отвечает за определенную точку в изображении на экране. Когда монитор работает, свет от системы подсветки проходит через слой жидких кристаллов и зритель видит некую «мозаику» из пикселей, окрашенных в разные цвета. Каждый пиксель состоит из трех субпикселей, красного, зеленого и синего.
С помощью этих трех базовых цветов экран способен отображать до 17 млн. различных оттенков цветов. Такая глубина цвета достигается различным количеством света, проходящего через каждый пиксель. 17 миллионов возможных сочетаний — 17 млн. возможных цветов.
Даже видео имеется, где крупным планом показана структура пикселей LCD монитора.
Любой свет, как известно, имеет направление, поскольку это еще и электромагнитная волна, она еще имеет поляризацию. Луч может быть вертикальным, горизонтальным, иметь любой промежуточный угол.
Очень важно, учитывая, что первый фильтр пропускает только вертикально направленные лучи. Излучение проходит сквозь каждый субпиксель и достигает второго поляризационного фильтра, который пропускает только горизонтальные лучи. Иначе говоря, не весь свет, излученный системой подсветки способен дойти до пользователя.
Кристаллы изменяют поляризацию световой волны, чтобы она прошла через второй фильтр. Вообще, жидкие кристаллы — крайне интересная субстанция. Их молекулы действительно ведут себя, как молекулы жидкого вещества, находясь в постоянном движении. Но как и положено кристаллам, их ориентация остается неизменной.
Ориентация кристаллов меняется только под воздействием электрического поля. Когда это происходит, субстанция начинает изменяться. Возможно выборочное изменение ориентации вплоть до субпикселя. То есть кристаллы играют роль крошечных оптических линз, которые меняют поляризацию световых волн.
Итак, жидкие кристаллы контролируют поляризацию, а значит и интенсивность света, проходящего через второй фильтр. Секрет устройства ЖК монитора заключается в том, что не каждый луч сможет добраться до зрителя, а интенсивность свечения каждого пикселя задается углом поворота (поляризацией) жидких кристаллов.
Диапазон температур при хранении
Вначале, конечно же, стоит определиться, что же за панель предлагается к рассмотрению, ведь ее разрешающая способность, размер, цветовые характеристики и т.п. могут значительно изменять конструктив самой панели. Основные характеристики и особенности ЖК-панели представлены в виде таблицы – табл.1.
Таблица 1.
Активная матрица TFT
432 х 324 мм (21.3 дюйма – диагональ), толщина – 26 мм
Тонкопленочный транзистор на аморфном кремнии ( a — Si )
Количество отображаемых цветов
16.7 миллионов (8 бит на каждый цвет)
Количество точек (разрешение)
Типовое время отклика
Максимальное время отклика
Угол обзора по вертикали или горизонтали
Угол обзора во всех направлениях
Тип задней подсветки
Встроенные лампы типа CCFT – две тройных лампы (всего шесть)
Тип используемого приемника LVDS
Вертикальные полосы R , G , B
Диапазон рабочих температур
Диапазон температур при хранении
ЖК-дисплеи можно найти практически везде — в электронном калькуляторе, принтере или даже автомобиле. Как работает ЖК-дисплей, узнаем в этой статье.
Разбираемся в устройстве и работе жидкокристаллического дисплея: все хитросплетения оптики и геометрии в трех несложных картинках.
ЖК-дисплеи можно найти практически везде — в электронном калькуляторе, принтере или даже автомобиле. Как работает ЖК-дисплей, узнаем в этой статье.
Аббревиатура «ЖК-дисплей» расшифровывается как «жидкокристаллический дисплей» (англ. Liquid Crystal Display, LCD). ЖК-дисплей, как ясно из названия, основан на технологии жидких кристаллов.
LCD, или жидкокристаллический дисплей – экран, который работает на основе жидких кристаллов. А основной принцип работы заключается в самих жидких кристаллах. Также они имеют свойство поворачивать плоскость поляризации проходящего через них света.
Далее в статье мы опишем как работает LCD дисплей и его основные преимущества.
Принцип работы ЖК дисплея
Экраны LCD (Liquid Crystal Display), или жидкокристаллические мониторы, сделаны из вещества под названием цианофенил. Оно находится в жидком состоянии, но обладает свойствами, которые присущи кристаллическим телам. Цианофенил – это жидкость, обладающая азинотропией свойств, связанных с упорядоченностью в ориентации молекул.
Жидкие кристаллы – это смесь определенных веществ, которая обладает свойствами как жидкостей, так и кристаллов. Хотя как жидкость она текучая и может заполнить собой все пространство, в которое помещена. А как кристалл она состоит из молекул, которые располагаются в четком структурированном порядке.
Жидкие кристаллы, которые используются в дисплеях, состоят из стержнеобразных молекул. Обычно они расположенных параллельно друг другу. Как следствие, благодаря поступающему напряжения, жидкие кристаллы могут менять свое положение в пространстве.
Поляризационная пленка.
Она пропускает через себя световые колебания определенной ориентации. В результате вертикально ориентированные световые колебания проходят через первую пластинку, а через вторую – горизонтальные.
Что происходит дальше? Субпиксель подсвечивается, свет проходит через первую пластинку и становится вертикально ориентированным.
Далее есть три варианта развития событий:
На ЖК-дисплеях установлено обычно от миллиона пикселей. А субпикселей, соответственно, в три раза больше. Именно поэтому мы можем видеть различные оттенки и полутона. Потому чем больше пикселей, тем приятнее и естественные будет выглядеть картинка на вашем LCD-мониторе.
Иногда возникает необходимость разобраться, как работает жидкокристаллический монитор. Такие устройства отличаются своей функциональностью и принципом работы от других моделей экранов.
Контроль качества ЖК мониторов
- Насколько удобен экран в использовании;
- Как дисплей воздействует на окружающую среду;
- Какой уровень излучения у экрана (магнитного и электрического);
- Какой уровень пожаробезопасности;
- Какова степень энегосбереения и т.д.
Принцип работы LCD дисплея
Управление поляризацией стало возможным за счет смены расположения длинных жидкокристаллических молекул в зависимости от электрического магнитного поля. Смена формы и расположения циенофенилов осуществляется в зависимости от того, с какой силой воздействует на них электромагнитное поле. Происходит смена углов преломления света и поляризация.
Это основные свойства, раскрывающие вопрос о том, как работает LCD монитор. Смена силы электромагнитного поля молекул жидких заставляет молекулы жидких кристаллов менять свое положение, в результате чего и формируется изображение.
9 Стандарты безопасности мониторов Стандарты, разработанные The Swedish Confederation of Professional Employees (Шведская Конфедерация Профессиональных Коллективов Рабочих) – ТСО: TCO92, TCO95, TCO99. MPRII был разработан SWEDAC (The Swedish Board for Technical Accreditation) и определяет максимально допустимые величины излучения магнитного и электрического полей, а также методы их измерения. Стандарты ТСО жестче, чем MPRII.
1 ЖК-мониторы Принцип действия и свойства
2 ЖК — мониторы или LCD — Liquid Crystal Display (жидко- кристаллический дисплей) TFT Thin Film Transistors (тонко- пленочный транзистор)
3 Принцип действия Принцип действия основан на прохождении поляризованного света через кристалл, который может поворачивать плоскость поляризации света на некоторый угол.
4 Устройство ЖК — монитора
6 Параметры ЖК — мониторов размер экрана по диагонали — приводимое значение видимая область; собственное разрешение ЖК панели — в этом режиме обеспечивается наилучшее качество изображения; собственное разрешение размер элемента изображения (шаг точки); количество цветов, воспроизводимых ЖК – мониторами; уровень яркости и контрастности; угол обзора: о по вертикали, о по горизонтали ; время реакции (отклика) пикселов — лучшие активные матрицы обеспечивают время реакции 15 мс.
7 Достоинство ЖК — мониторов малые габариты и масса; отсутствие излучения; принципиальная возможность создавать ЖК – мониторы любого размера и формы; можно использовать в ноутбуках.
8 Недостатки ЖК — мониторов достаточно высокая цена; недостаточная яркость экрана; относительная ненадежность при эксплуатации;
9 Стандарты безопасности мониторов Стандарты, разработанные The Swedish Confederation of Professional Employees (Шведская Конфедерация Профессиональных Коллективов Рабочих) – ТСО: TCO92, TCO95, TCO99. MPRII был разработан SWEDAC (The Swedish Board for Technical Accreditation) и определяет максимально допустимые величины излучения магнитного и электрического полей, а также методы их измерения. Стандарты ТСО жестче, чем MPRII.
10 Собственное разрешение ЖК — мониторов Размер диагонали, дюйм Разрешение, пикселов x (15,1)1024 x x (18,1)1280 x x 1200
Источник: kakrabotaet.ru