, e-knjige, navigatori, tableti, elektronički prevoditelji, kalkulatorima, satovima itd., kao i u mnogim drugim elektroničkim uređajima.
Također se moramo sjetiti pojmova koje učimo kada proučavamo drugu granu fizike, onu koja se bavi prirodom svjetlosti, fizikalnu optiku. Ona je ta koja objašnjava što je "polarizirana svjetlost". Postoje dvije teorije o njegovoj prirodi. Prvo, on tvrdi da se sastoji od čestica čiste energije, fotona. Druga, teorija valne prirode, kaže da je formirana od valova. A svjetlost je tako čudna stvar da postoje pojave koje se mogu objasniti samo jednom teorijom, a postoje pojave koje se mogu objasniti samo drugom.
Fokusiramo se na teoriju valne prirode. Ova teorija kaže da je svjetlost oblik energije zračenja, poseban slučaj elektromagnetskih valova koji prenose radio programe, na primjer. Razlika je u "spektru", tj. u rasponu valnih duljina jednog i drugog. Spektar vidljive svjetlosti obuhvaća valne duljine od 380 nm, valne duljine ljubičaste svjetlosti, do 780 nm, valne duljine crvene svjetlosti. Ispod ovog spektra su zračenja poznata kao ultraljubičasto, x-zrake i gama zrake.
Od 2008. većina stolnih monitora temeljenih na TN (i nekim *VA) matricama, kao i svi zasloni prijenosnih računala, koriste matrice s 18-bitnom bojom (6 bita po RGB kanalu), 24-bitnim emuliranim titranjem s titranjem.
Zapamtite samo da je svjetlost zračenje, pa putuje kao val. Kada se svjetlosni val širi, on "vibrira" u ravninama koje imaju zajedničku liniju kroz koju prolazi svjetlosno zračenje. Zamislite da jedno od djece počne pomicati ruku gore-dolje normalnim pokretom. Odmah će se formirati val i proširiti duž užeta. Kada dijete trese rukom gore-dolje, ovaj val će se širiti u okomitoj ravnini, poput vala prikazanog plavom linijom na slici.
Kad bi pomaknula ruku vodoravno, val bi se širio u vodoravnoj ravnini, poput vala prikazanog crvenom linijom na slici. Prirodno svjetlo putuje u valovima koji vibriraju u ravninama svih mogućih nagiba. Na slici 1 prikazane su samo vodoravne i okomite ravnine, ali između njih postoji beskonačnost drugih ravnina koje prolaze kroz crnu crtu, koja odgovara smjeru širenja svjetlosnog snopa.
Veliki skok u razvoju ove tehnologije dogodio se pojavom prvih prijenosnih računala. U početku su matrice bile crno-bijele, zatim u boji, ali samo "pasivnog" tipa. Prikazivali su statične slike i radnu površinu prijenosnog računala prilično prolazno, ali pri najmanjem pomicanju "slika" se pretvarala u potpunu zamućenost - bilo je nemoguće razaznati bilo što na ekranu. Naravno, to je ograničilo opseg uporabe novog tipa zaslona. Daljnja evolucija matrica tekućih kristala dovela je do stvaranja novog tipa - "aktivnog". Takvi su zasloni već bili bolji u prikazivanju pokretnih objekata na ekranu, a to je pridonijelo nastanku stacionarnih monitora. Početkom 21. stoljeća pojavili su se prvi LCD televizori. Njihova je dijagonala još uvijek bila mala - oko 15 inča.
Jedini val koji bi se mogao širiti izvan pukotine bio bi onaj čija ravnina osciliranja prolazi kroz pukotinu, u u ovom slučaju okomita ravnina. Svi ostali bit će suzdržani jer se ne mogu provući kroz pukotine. Na taj način možete napraviti snop svjetlosti raširen u jednoj ravnini. Ova vrsta svjetlosti naziva se "polarizirana svjetlost". Polarizirano svjetlo može se proizvesti proizvodnjom uobičajenog svjetla kroz polarizacijski filtar, prozirni medij koji ima strukturu koja funkcionira kao skup paralelnih proreza, kao što je prikazano na slici 2.
Tehnički podaci
Najvažnije karakteristike LCD zaslona:
- vrsta matrice određena je tehnologijom kojom se proizvodi LCD zaslon;
- matrična klasa; Norma ISO 13406-2 razlikuje četiri klase matrica;
- razlučivost - horizontalne i okomite dimenzije, izražene u pikselima. Za razliku od CRT monitora, LCD ima jednu fiksnu rezoluciju, ostale se postižu interpolacijom (CRT monitori također imaju fiksni broj piksela, koji se također sastoje od crvenih, zelenih i plavih točkica. Međutim, zbog prirode tehnologije, prilikom izlaza nestandardna rezolucija, nije potrebna interpolacija);
- veličina točke (veličina piksela) - udaljenost između središta susjednih piksela. Izravno povezano s fizičkom rezolucijom;
- omjer širine i visine zaslona (proporcionalni format) - omjer širine i visine (5:4, 4:3, 3:2 (15÷10), 8:5 (16÷10), 5:3 (15÷9), 16: 9, itd.);
- vidljiva dijagonala - veličina same ploče, mjerena dijagonalno. Površina zaslona također ovisi o formatu: s istom dijagonalom, monitor formata 4:3 ima veću površinu od monitora formata 16:9;
- kontrast - omjer svjetline najsvjetlije i najtamnije točke pri određenoj svjetlini pozadinskog osvjetljenja. Neki monitori koriste prilagodljivu razinu pozadinskog osvjetljenja koristeći dodatne svjetiljke; vrijednost kontrasta navedena za njih (tzv. dinamički) ne odnosi se na statičnu sliku;
- svjetlina - količina svjetla koju emitira zaslon (obično se mjeri u kandelama po kvadratnom metru);
- vrijeme odziva - minimalno vrijeme potrebno da piksel promijeni svoju svjetlinu. Sastoji se od dvije količine:
- vrijeme međuspremnika ( ulazno kašnjenje). Visoka vrijednost ometa dinamične igre; obično šuti; mjereno usporedbom s kineskopom u brzoj fotografiji. Sada (2011.) unutar 20-50; u nekim ranim modelima dosegao je Template:Num ;
- vrijeme prebacivanja. Navedeno u specifikacijama monitora. Visoka vrijednost smanjuje kvalitetu videa; metode mjerenja su dvosmislene. Sada (2016.) u gotovo svim monitorima navedeno vrijeme prebacivanja je 1-6 ms;
- kut gledanja - kut pod kojim pad kontrasta doseže zadanu vrijednost, za različiti tipovi matrice i različitih proizvođača izračunati drugačije i često se ne mogu usporediti. Neki proizvođači u tehničkim parametrima svojih monitora navode kutove gledanja, kao što su npr.: CR 5:1 - 176/176°, CR 10:1 - 170/160°. Kratica CR omjer kontrasta) označava razinu kontrasta pri određenim kutovima gledanja u odnosu na kontrast kada se gleda okomito na zaslon. U navedenom primjeru, pri kutovima gledanja od 170°/160° kontrast u središtu zaslona smanjen je na vrijednost ne manju od 10:1, pri kutovima gledanja 176°/176° - ne nižu od 5:1.
Uređaj
Strukturno, zaslon se sastoji od sljedećih elemenata:
Svjetlost kroz filtar sastoji se od valova koji vibriraju samo u paralelnim ravninama. Sada možemo razumjeti kako zaslon s tekućim kristalima radi. Sastoji se od niza točaka kroz koje se može ili ne mora proći - presječenih polariziranim snopom svjetlosti. Slika 2 vrlo shematski prikazuje jednu od tih točaka.
Na vrhu slike 2 vidimo snop prirodnog svjetla, "upadno svjetlo", predstavljeno plavim i crvenim valnim duljinama, koje dopire do polarizirajućeg filtra s okomitim prorezima. To omogućuje valovima koji se šire u okomitoj ravnini da prođu, čuvajući sve ostale. Ovaj snop pada na tanki sloj upletenih nematika, čija je molekularna struktura također okomita. U prirodnim uvjetima molekule tekućih kristala ostaju paralelne. Svjetlost koja do njih dopire kroz vertikalni polarizacijski filtar i kojom upravlja kristal pulsira upravo u toj ravnini i nastavlja se sve dok se ne nađe horizontalni polarizacijski filtar.
- LCD matrice (u početku ravna ambalaža staklenih ploča, između slojeva kojih se nalaze tekući kristali; u 2000-ima su se počeli koristiti fleksibilni materijali na bazi polimera);
- izvori svjetla za osvjetljenje;
- kontaktni svežanj (žice);
- kućište, obično plastično, s metalnim okvirom za osiguravanje krutosti.
Sastav piksela LCD matrice:
Budući da se radi o polariziranoj svjetlosti u okomitoj ravnini, ona ne može prijeći vodoravni filter i točka ostaje crna bez emitiranja svjetlosti. Sada pogledajmo dno slike 2 da vidimo što se događa kada se električni napon primijeni ili "pobudi" elektrode spojene na sloj tekućeg kristala. Kada prime napetost, strukture će se okretati. Ovisno o napetosti, okretat će se sve dok im krajevi ne budu pod pravim kutom. Budući da je kristalna struktura svjetlovodljiva, okomito polarizirana svjetlost prodire kroz kristalnu strukturu u dijelu gdje su i njezine molekule okomito raspoređene, provode je kristali dok se njihova struktura uvija i ostavlja sloj tekućeg kristala u ravnini okomitoj na njegovu ravninu. prodrla u nju, odnosno u horizontalnoj ravnini.
- dvije prozirne elektrode;
- sloj molekula smješten između elektroda;
- dva polarizacijska filtera čije su ravnine polarizacije (obično) okomite.
Da između filtara nema tekućih kristala, tada bi svjetlo koje prenosi prvi filtar bilo gotovo potpuno blokirano od strane drugog filtra.
I to svjetlo, čija je ravnina polarizacije "uvrnuta" pod kutom od devedeset stupnjeva, sada može proći kroz horizontalni polarizacijski filter. Točka tada počinje emitirati svjetlost. Ako se napon na elektrodama ukloni, kristali se preuređuju, vraćaju se u okomitu ravninu, a svjetlosni snop zaustavlja vodoravni filter, "brišući" točku.
Ovo je pojednostavljeno objašnjenje, ali već možete razumjeti kako funkcionira. LCD zaslon se tada sastoji od više slojeva. Donji je luminescentni sloj koji emitira bijelu svjetlost, općenito, nepolariziranu. Ispod je vertikalni polarizacijski filter. Sadrži tanki sloj tekućeg kristala koji čine neovisne točke na koje su pričvršćene tanke elektrode. Iznad njega pojavio se novi polarizacijski filtar, ovoga puta vodoravni i, na kraju, zaštitni sloj prozirne plastike na njemu.
Površina elektroda u kontaktu s tekućim kristalima posebno je obrađena kako bi se molekule u početku usmjerile u jednom smjeru. U TN matrici ti su pravci međusobno okomiti, pa se molekule, u nedostatku napetosti, nižu u spiralnu strukturu. Ova struktura lomi svjetlost na takav način da se ravnina njene polarizacije okreće prije drugog filtra i svjetlost prolazi kroz njega bez gubitaka. Osim što prvi filtar apsorbira polovicu nepolarizirane svjetlosti, ćelija se može smatrati prozirnom.
Pozadinski sloj emitira svjetlost, koju polarizira prvi filtar i širi se kroz sloj tekućeg kristala, bez obzira na to rotira li svoju ravninu polarizacije ovisno o tome postoji li napon u tekućem kristalu u toj točki ili ne. Ako postoji, ravnina polarizirane svjetlosti se okreće, prolazi kroz drugi filter, a ono što vidite kroz staklo je mala svjetlosna točka. Ako se to ne dogodi, svjetlosna ravnina ostaje okomita, čuva je drugi filter, a ono što vidite je crna točka.
Ako se na elektrode primijeni napon, tada se molekule nastoje poravnati u smjeru električnog polja, što narušava strukturu vijka. U ovom slučaju, elastične sile se tome suprotstavljaju, a kada se napon isključi, molekule se vraćaju u prvobitni položaj. S dovoljnom jakošću polja gotovo sve molekule postaju paralelne, što dovodi do neprozirne strukture. Mijenjanjem napona možete kontrolirati stupanj prozirnosti.
Slike se tvore od skupina svijetlih i crnih točkica. Zaslon u boji radi na istom principu. Jedina razlika je u tome što svaku točku na ekranu zapravo čine tri malene točkice grupirane zajedno, a svaka ima filter u boji, crvenu, zelenu i plavu. Svaki od njih osvjetljava točnim intenzitetom koji boje stvaraju.
Ima tu još puno zanimljivih detalja, ali nikako da im se priđe u ovakvom članku. Tema za sljedeći tjedan, naravno. To, u konačnici, nije donijelo ništa značajno, jer je tehnološka baza u to vrijeme bila preslaba. Jedan od znanstvenika stvorio je senzor temperature na temelju tekućih kristala, a drugi je proučavao učinak električnog polja na kristale. Dvije ploče između sebe sadrže tanki sloj tekućih kristala. Ideja je da se svjetlost koja prolazi kroz materijal polarizira i pomoću kristalne ravnine polarizacije zakrene pod kutom od 90 stupnjeva.
Ako stalni pritisak ako se primjenjuje dulje vrijeme, struktura tekućeg kristala može degradirati zbog migracije iona. Da bi se riješio ovaj problem, koristi se izmjenična struja ili promjena polariteta polja svaki put kada se ćelija obrati (budući da se promjena prozirnosti događa kada je struja uključena, bez obzira na njen polaritet).
Ako mjesto veliki broj elektrode koje stvaraju električno polje različitog intenziteta u različitim dijelovima ekrana, to je već moguće uz pravilnu kontrolu, može se pisati slovima, brojevima i drugim objektima koji nose informaciju. Proizvođači se suočavaju s još jednim problemom pri stvaranju zaslona u boji: ti zasloni ne mogu podnijeti reflektirano svjetlo. Ovaj obvezni "atribut" postaje svjetlo od svjetla. S jedne strane je lampa, s druge je ogledalo.
Matrice se dijele na pasivne i aktivne. U pasivnoj matrici, slika se formira red po red, ćelije se sekvencijalno upravljaju na naponu pri kojem postaju prozirne. Nedostaci su što slika nije glatka i podrhtava. Osim toga, spora promjena prozirnosti kristala sprječava ispravnu reprodukciju pokretnih slika.
U cijeloj matrici moguće je upravljati svakom od ćelija pojedinačno, ali kako se njihov broj povećava, to postaje teško postići, jer se povećava broj potrebnih elektroda. Stoga se adresiranje redaka i stupaca koristi gotovo posvuda.
Svjetlo koje prolazi kroz ćelije može biti prirodno – reflektirano od podloge (kod LCD zaslona bez pozadinskog osvjetljenja). Ali češće korišten, osim neovisnosti o vanjskom osvjetljenju, također stabilizira svojstva dobivene slike.
Aktivna matrica ima mnoge prednosti u odnosu na pasivnu. Na primjer, tu je bolja svjetlina i mogućnost da se ekran vidi čak i uz otklon od 45 stupnjeva ili više, bez jakog pogoršanja kvalitete slike, što je nemoguće u pasivnoj matrici, gdje položaj gledatelja mora biti frontalan. U aktivnoj matrici, svakoj elektrodi je dodan tranzistor, koji može "pohraniti" digitalne podatke, a rezultirajuća slika se pohranjuje u prijemu upravljačkog signala s različitom vrijednošću. Tranzistori su izrađeni od prozirnih materijala tako da svjetlost može proći kroz njih bez loma.
LCD zasloni male veličine bez aktivnog pozadinskog osvjetljenja, koji se koriste u elektroničkim satovima, kalkulatorima itd., imaju izuzetno niska potrošnja energije, koji pruža dugoročno (do nekoliko godina) autonomni rad takvi uređaji bez zamjene galvanskih elemenata.
S druge strane, LCD monitori također imaju mnoge nedostatke, koje je često fundamentalno teško ukloniti, na primjer:
Ovo su kontrole koje vam pomažu kontrolirati svaki piksel na zaslonu. Ovi tranzistori su izuzetno tanki, s debljinom u rasponu od 1 do 01 mikrona. Ova tehnologija je prilično složena i stoga ima poteškoća u postizanju prihvatljivog postotka jestivih proizvoda jer je broj korištenih tranzistora iznimno velik. Kriteriji i standardi za broj neispravnih tranzistora na jednom displeju razlikuju se od proizvođača do proizvođača.
Drugi važan faktor u performansama zaslona je vrijeme odziva. Ili, inače, kašnjenje između ulaza signala i prikaza. Ovo nije brzina osvježavanja, već faktor određen materijalima korištenim za izradu ploče zaslona. Mjereno u desecima i stotinkama sekunde bit će točne informacije o ovom pitanju, kao i proizvođači koji te tehnološke podatke ljubomorno čuvaju za sebe.
- za razliku od CRT-a, oni mogu prikazati jasnu sliku samo u jednoj ("standardnoj") rezoluciji. Ostatak se postiže interpolacijom;
- U usporedbi s CRT-ima, LCD monitori imaju nizak kontrast i dubinu crne boje. Povećanje stvarnog kontrasta često je povezano s jednostavnim povećanjem svjetline pozadinskog osvjetljenja, do neugodnih razina. Široko korišteni sjajni premaz matrice utječe samo na subjektivni kontrast u uvjetima ambijentalnog osvjetljenja;
- zbog strogih zahtjeva za konstantnom debljinom matrica, postoji problem neujednačenosti jednolike boje (neujednačenost pozadinskog osvjetljenja) - na nekim monitorima postoji neuklonjiva neujednačenost u prijenosu svjetline (trake u gradijentima) povezana s upotrebom linearnih blokova;
- stvarna brzina promjene slike također ostaje osjetno niža od one kod CRT i plazma zaslona. Overdrive tehnologija samo djelomično rješava problem brzine;
- Ovisnost kontrasta o kutu gledanja i dalje ostaje značajan nedostatak tehnologije. CRT zasloni u potpunosti izbjegavaju ovaj problem;
- LCD monitori masovne proizvodnje slabo su zaštićeni od mehaničkih oštećenja. Matrica je posebno osjetljiva ako nije zaštićena staklom. Ako se jako pritisne, može doći do nepovratne degradacije;
- Postoji problem neispravnih piksela. Najveća dopuštena količina neispravni pikseli, ovisno o veličini zaslona, određuje se u međunarodni standard ISO 13406-2 (u Rusiji - GOST R 52324-2005). Standard definira Template:Num kvalitetu LCD monitora. Najviša klasa - 1, uopće ne dopušta prisutnost neispravnih piksela. Najniži - 4, dopušta do Template:Num piksela po Template:Num radu. CRT monitori nisu pogođeni ovim problemom;
- Pikseli LCD monitora degradiraju, iako je brzina degradacije najsporija od svih zaslonskih tehnologija, s izuzetkom laserskih displeja koji tome uopće ne podliježu.
- Ne baš širok raspon radnih temperatura: dinamičke karakteristike se pogoršavaju (a zatim postaju neoperativne) čak i pri niskim negativnim temperaturama okoline.
OLED zasloni (organic light-emitting diode matrix) često se smatraju obećavajućom tehnologijom koja može zamijeniti LCD monitore, ali je naišla na mnoge poteškoće u masovnoj proizvodnji, posebno za matrice velike dijagonale.
I posljednji parametar je rezolucija pri kojoj zaslon ima optimalne performanse u odnosu na broj vodoravnih i okomitih piksela. Ovo su tipične standardne kratice koje označavaju parametre. Većina tvari postoji u tri stanja - kruto, tekuće i plinovito. Razlike između ovih materijala leže u unutarnjoj strukturi koja ovisi o temperaturi i tlaku.
Na niskim temperaturama, kada je materijal u čvrstom stanju, atomi, ioni ili molekule ne mogu se slobodno kretati. Njihovo jedino kretanje su toplinske vibracije oko ravnotežnog položaja. Ako temperatura raste, više energije ulazi u sustav, što rezultira jačim oscilacijama. Konačno, na temperaturi između čvrstog i tekućeg stanja, veze se toliko oslobađaju da slobodno kretanje molekula interferira jedna s drugom i mijenja smjer kretanja.
Tehnologije
Glavne tehnologije u proizvodnji LCD zaslona: TN+film, IPS (SFT, PLS) i MVA. Te se tehnologije razlikuju po geometriji površina, polimeru, kontrolnoj ploči i prednjoj elektrodi. Velika važnost imaju čistoću i vrstu polimera sa svojstvima tekućih kristala koji se koriste u određenim razvojima.
Vrijeme odziva LCD monitora dizajniranih pomoću SXRD tehnologije. Silikonski X-tal reflektirajući zaslon - silicijska reflektirajuća matrica tekućeg kristala), smanjena na Predložak: Br.
Predložak: Sidro2
TN + film (Twisted Nematic + film) je najjednostavnija tehnologija. Riječ "film" u nazivu tehnologije znači "dodatni sloj" koji se koristi za povećanje kuta gledanja (otprilike od 90 do 150°). Trenutno se prefiks "film" često izostavlja, nazivajući takve matrice jednostavno TN. Još nije pronađen način poboljšanja kontrasta i kutova gledanja za TN panele, a vrijeme odziva jest ove vrste Matrica je trenutno jedna od najboljih, ali razina kontrasta nije.
TN+ filmski niz radi ovako: kada se na podpiksele ne primjenjuje napon, tekući kristali (i polarizirana svjetlost koju odašilju) okreću se za 90° jedan u odnosu na drugoga u vodoravnoj ravnini u prostoru između dviju ploča. A budući da je smjer polarizacije filtra na drugoj ploči točno 90° sa smjerom polarizacije filtra na prvoj ploči, svjetlost prolazi kroz njega. Ako su crveni, zeleni i plavi podpikseli potpuno osvijetljeni, na zaslonu će se pojaviti bijela točka.
Prednosti tehnologije uključuju najkraće vrijeme odziva među moderne matrice Predložak: Kada? , kao i niske cijene. Mane: lošiji prikaz boja, najmanji kutovi gledanja.
Predložak: Sidro2
AS-IPS (Napredna Super IPS - extended super-IPS) - također je razvila Hitachi Corporation 2002. godine. Poboljšanja su se uglavnom odnosila na razinu kontrasta konvencionalnih S-IPS panela, približavajući ga kontrastu S-PVA panela. AS-IPS se također koristi kao naziv za NEC monitore (kao što je NEC LCD20WGX2) S-IPS tehnologija, koji je razvio konzorcij LG Display.
H-IPS A-TW (Horizontalni IPS s naprednim True White polarizatorom ) - razvio LG Display za NEC Corporation. Radi se o H-IPS panelu s TW (True White) filterom boja kako bi bijela boja bila realističnija i povećali kutove gledanja bez izobličenja slike (eliminiran je efekt svijetljenja LCD panela pod kutom - tzv. učinak”). Ova vrsta ploča koristi se za izradu profesionalnih monitora Visoka kvaliteta.
AFFS (Napredno prebacivanje rubnog polja , neslužbeni naziv - S-IPS Pro) je daljnje poboljšanje IPS-a, razvijen od strane BOE Hydis 2003. godine. Povećana jakost električnog polja omogućila je postizanje još većih kutova gledanja i svjetline, kao i smanjenje međupikselne udaljenosti. Zasloni temeljeni na AFFS-u uglavnom se koriste u tablet računalima, na matricama koje proizvodi Hitachi Displays.
| Ime | Kratka oznaka | Godina | Prednost | Bilješke |
|---|---|---|---|---|
| Super fini TFT | S.F.T. | 1996 | Široki kutovi gledanja, duboke crne boje | . S poboljšanim prikazom boja, svjetlina je postala nešto niža. |
| Napredni SFT | A-SFT | 1998 | Najbolje vrijeme odziva | Tehnologija je evoluirala u A-SFT (Advanced SFT, Nec Technologies Ltd. 1998.), značajno smanjujući vrijeme odziva. |
| Super napredni SFT | SA-SFT | 2002 | Visoka transparentnost | SA-SFT koji je razvio Nec Technologies Ltd. u 2002. poboljšao je transparentnost za 1,4 puta u usporedbi s A-SFT-om. |
| Ultra-napredni SFT | UA-SFT | 2004 | Visoka transparentnost Prikaz boja Visoki kontrast |
Omogućeno je postizanje 1,2 puta veće transparentnosti u usporedbi sa SA-SFT, 70% pokrivenosti NTSC raspona boja i povećanog kontrasta. |
| Ime | Kratka oznaka | Godina | Prednost | Transparentnost/ Kontrast |
Bilješke |
|---|---|---|---|---|---|
| Super TFT | IPS | 1996 | Široki kutovi gledanja | 100/100 Osnovna razina |
Većina ploča također podržava realističan prikaz boja (8 bita po kanalu). Ova poboljšanja došla su po cijenu sporijeg vremena odziva, u početku oko 50 ms. IPS paneli su također bili vrlo skupi. |
| Super-IPS | S-IPS | 1998 | Nema promjene boje | 100/137 | IPS je zamijenio S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. 1998.), koji nasljeđuje sve prednosti IPS tehnologije uz smanjenje vremena odziva |
| Napredni super-IPS | AS-IPS | 2002 | Visoka transparentnost | 130/250 | AS-IPS, također razvijen od strane Hitachi Ltd. 2002. uglavnom poboljšava kontrast tradicionalnih S-IPS panela do razine na kojoj postaju drugi nakon nekih S-PVA. |
| IPS-provectus | IPS-Pro | 2004 | Visoki kontrast | 137/313 | IPS Alpha tehnologija panela sa širim rasponom boja i kontrastom usporedivim s PVA i ASV zaslonima bez kutnog sjaja. |
| IPS alfa | IPS-Pro | 2008 | Visoki kontrast | IPS-Pro sljedeće generacije | |
| IPS alfa sljedeće generacije | IPS-Pro | 2010 | Visoki kontrast | Hitachi prenosi tehnologiju na Panasonic |
| Ime | Kratka oznaka | Godina | Bilješke |
|---|---|---|---|
| Super-IPS | S-IPS | 2001 | LG Display ostaje jedan od glavnih proizvođača panela temeljenih na Hitachi Super-IPS tehnologiji. |
| Napredni super-IPS | AS-IPS | 2005 | Poboljšani kontrast s proširenim rasponom boja. |
| Horizontalni IPS | H-IPS | 2007 | Postignut je još veći kontrast i vizualno ujednačenija površina zaslona. Također, čini se da napredna tehnologija True Wide Polarizer temeljena na NEC polarizacijskom filmu dodatno postiže šire kutove gledanja i eliminira odbljesak kada se gleda pod kutom. Korišteno u stručni rad s grafikom. |
| Poboljšani IPS | e-IPS | 2009 | Ima širi otvor blende za povećanje prijenosa svjetla s potpuno otvorenim pikselima, što omogućuje korištenje pozadinskih osvjetljenja koja su jeftinija za proizvodnju i imaju manju potrošnju energije. Dijagonalni kut gledanja je poboljšan, vrijeme odziva je smanjeno na 5 ms. |
| Profesionalni IPS | P-IPS | 2010 | Omogućuje 1,07 milijardi boja (30-bitna dubina boje). Više mogućih orijentacija subpiksela (1024 naspram 256) i bolja istinska dubina boje. |
| Napredni IPS visokih performansi | AH-IPS | 2011 | Poboljšana reprodukcija boja, povećana razlučivost i PPI, povećana svjetlina i smanjena potrošnja energije. |
Predložak: Sidro2
VA tehnologija (skraćenica za okomito poravnanje- okomito poravnanje) uveo je Fujitsu 1996. Kada je napon isključen, tekući kristali VA matrice su okomito postavljeni na drugi filter, odnosno ne propuštaju svjetlost. Kada se dovede napon, kristali se okreću za 90° i na ekranu se pojavljuje svijetla točka. Kao iu IPS matricama, pikseli ne propuštaju svjetlost kada nema napona, pa kada zakažu vidljivi su kao crne točkice.
Nasljednik VA tehnologije je MVA tehnologija ( višedomensko okomito poravnanje ), razvijen od strane Fujitsua kao kompromis između TN i IPS tehnologija. Horizontalni i vertikalni kut gledanja za MVA matrice su 160° (pri moderni modeli monitora do 176-178°), dok, zahvaljujući korištenju tehnologija ubrzanja (RTC), ove matrice ne zaostaju puno za TN+Filmom u vremenu odziva. Oni značajno premašuju karakteristike potonjeg u smislu dubine boje i točnosti njihove reprodukcije.
Prednosti MVA tehnologije su duboka crna boja (kada se gleda okomito) i nepostojanje spiralne kristalne strukture i dvostrukog magnetskog polja. Nedostaci MVA u usporedbi sa S-IPS: gubitak detalja u sjenama kada se gleda okomito, ovisnost ravnoteže boja slike o kutu gledanja.
Analozi MVA su tehnologije:
- PVA ( uzorkovano okomito poravnanje) od Samsunga;
- Super PVA tvrtke Sony-Samsung (S-LCD);
- Super MVA iz CMO-a;
- ASV( napredni super pogled), također se naziva ASVA ( osno simetrično okomito poravnanje ) od Sharp.
MVA/PVA matrice smatraju se kompromisom između TN i IPS, kako po cijeni tako i po potrošačkim svojstvima.
Predložak: Sidro2
PLS matrica ( preklapanje ravnine na liniju) razvio je Samsung kao alternativu IPS-u i prvi put je prikazan u prosincu 2010. Očekuje se da će ova matrica biti 15% jeftinija od IPS-a.
Prednosti:
- Veća gustoća piksela u usporedbi s IPS-om (i slično *VA/TN)
, tabletima, elektroničkim prevoditeljima, kalkulatorima, satovima itd., kao i u mnogim drugim elektroničkim uređajima.
Od 2008. većina stolnih monitora temeljenih na TN (i nekim *VA) matricama, kao i svi zasloni prijenosnih računala, koriste matrice s 18-bitnom bojom (6 bita po RGB kanalu), 24-bitnim emuliranim titranjem s titranjem.
LCD zasloni male veličine bez aktivnog pozadinskog osvjetljenja, koji se koriste u elektroničkim satovima, kalkulatorima itd., imaju izuzetno niska potrošnja energije, koji osigurava dugotrajni (do nekoliko godina) autonomni rad takvih uređaja bez zamjene galvanskih elemenata.
S druge strane, LCD monitori također imaju mnoge nedostatke, koje je često fundamentalno teško ukloniti, na primjer:
- za razliku od CRT-a, oni mogu prikazati jasnu sliku samo u jednoj ("standardnoj") rezoluciji. Ostatak se postiže interpolacijom;
- U usporedbi s CRT-ima, LCD monitori imaju nizak kontrast i dubinu crne boje. Povećanje stvarnog kontrasta često je povezano s jednostavnim povećanjem svjetline pozadinskog osvjetljenja, do neugodnih razina. Široko korišteni sjajni premaz matrice utječe samo na subjektivni kontrast u uvjetima ambijentalnog osvjetljenja;
- zbog strogih zahtjeva za konstantnom debljinom matrica, postoji problem neujednačenosti jednolike boje (neujednačenost pozadinskog osvjetljenja) - na nekim monitorima postoji neuklonjiva neujednačenost u prijenosu svjetline (trake u gradijentima) povezana s upotrebom linearnih blokova;
- stvarna brzina promjene slike također ostaje osjetno niža od one kod CRT i plazma zaslona. Overdrive tehnologija samo djelomično rješava problem brzine;
- Ovisnost kontrasta o kutu gledanja i dalje ostaje značajan nedostatak tehnologije. CRT zasloni u potpunosti izbjegavaju ovaj problem;
- LCD monitori masovne proizvodnje slabo su zaštićeni od mehaničkih oštećenja. Matrica je posebno osjetljiva ako nije zaštićena staklom. Ako se jako pritisne, može doći do nepovratne degradacije;
- Postoji problem neispravnih piksela. Najveći dopušteni broj neispravnih piksela, ovisno o veličini zaslona, određen je međunarodnom normom ISO 13406-2 (u Rusiji - GOST R 52324-2005). Norma definira 4 klase kvalitete za LCD monitore. Najviša klasa - 1, uopće ne dopušta prisutnost neispravnih piksela. Najniži je 4, što dopušta do 262 neispravna piksela na 1 milijun radnih. CRT monitori nisu pogođeni ovim problemom;
- Pikseli LCD monitora degradiraju, iako je brzina degradacije najsporija od svih zaslonskih tehnologija, s izuzetkom laserskih displeja koji tome uopće ne podliježu.
- ne baš širok raspon radnih temperatura: dinamičke karakteristike se pogoršavaju (a zatim postaju neoperativne) čak i pri niskim negativnim temperaturama okoline.
- matrice su prilično krhke, a njihova zamjena je vrlo skupa
OLED zasloni (organic light-emitting diode matrix) često se smatraju obećavajućom tehnologijom koja može zamijeniti LCD monitore, ali je naišla na mnoge poteškoće u masovnoj proizvodnji, posebno za matrice velike dijagonale.
Tehnologije
Glavne tehnologije u proizvodnji LCD zaslona: TN+film, IPS (SFT, PLS) i MVA. Te se tehnologije razlikuju po geometriji površina, polimeru, kontrolnoj ploči i prednjoj elektrodi. Čistoća i vrsta polimera sa svojstvima tekućeg kristala koji se koristi u određenim dizajnima od velike su važnosti.
Vrijeme odziva LCD monitora dizajniranih pomoću SXRD tehnologije. Silikonski X-tal reflektirajući zaslon - silikonska reflektirajuća matrica tekućih kristala), smanjena na 5 ms.
TN+film
TN + film (Twisted Nematic + film) je najjednostavnija tehnologija. Riječ "film" u nazivu tehnologije znači "dodatni sloj" koji se koristi za povećanje kuta gledanja (otprilike od 90 do 150°). Trenutno se prefiks "film" često izostavlja, nazivajući takve matrice jednostavno TN. Još nije pronađen način poboljšanja kontrasta i kutova gledanja za TN ploče, a vrijeme odziva ove vrste matrice trenutno je jedno od najboljih, ali razina kontrasta nije.
TN+ filmski niz radi ovako: kada se na podpiksele ne primjenjuje napon, tekući kristali (i polarizirana svjetlost koju odašilju) okreću se za 90° jedan u odnosu na drugoga u vodoravnoj ravnini u prostoru između dviju ploča. A budući da je smjer polarizacije filtra na drugoj ploči točno 90° sa smjerom polarizacije filtra na prvoj ploči, svjetlost prolazi kroz njega. Ako su crveni, zeleni i plavi podpikseli potpuno osvijetljeni, na zaslonu će se pojaviti bijela točka.
Prednosti tehnologije uključuju najkraće vrijeme odziva među modernim matricama [Kada?] , kao i niske cijene. Mane: lošiji prikaz boja, najmanji kutovi gledanja.
IPS (SFT)
AS-IPS (Napredni Super IPS- extended super-IPS) - također je razvila Hitachi Corporation 2002. godine. Poboljšanja su se uglavnom odnosila na razinu kontrasta konvencionalnih S-IPS panela, približavajući ga kontrastu S-PVA panela. AS-IPS se također koristi kao naziv za NEC monitore (kao što je NEC LCD20WGX2) koji koriste S-IPS tehnologiju koju je razvio konzorcij LG Display.
H-IPS A-TW (Horizontalni IPS s naprednim True White polarizatorom ) - razvio LG Display za NEC Corporation. Radi se o H-IPS panelu s TW (True White) filterom boja kako bi bijela boja bila realističnija i povećali kutove gledanja bez izobličenja slike (eliminiran je efekt svijetljenja LCD panela pod kutom - tzv. učinak”). Ova vrsta panela koristi se za izradu profesionalnih monitora visoke kvalitete.
AFFS (Napredno prebacivanje rubnog polja , neslužbeni naziv - S-IPS Pro) je daljnje poboljšanje IPS-a, razvijen od strane BOE Hydis 2003. godine. Povećana jakost električnog polja omogućila je postizanje još većih kutova gledanja i svjetline, kao i smanjenje međupikselne udaljenosti. Zasloni temeljeni na AFFS-u uglavnom se koriste u tablet računalima, na matricama koje proizvodi Hitachi Displays.
| Ime | Kratka oznaka | Godina | Prednost | Bilješke |
|---|---|---|---|---|
| Super fini TFT | S.F.T. | 1996 | Široki kutovi gledanja, duboke crne boje | . S poboljšanim prikazom boja, svjetlina je postala nešto niža. |
| Napredni SFT | A-SFT | 1998 | Najbolje vrijeme odziva | Tehnologija je evoluirala u A-SFT (Advanced SFT, Nec Technologies Ltd. 1998.), značajno smanjujući vrijeme odziva. |
| Super napredni SFT | SA-SFT | 2002 | Visoka transparentnost | SA-SFT koji je razvio Nec Technologies Ltd. u 2002. poboljšao je transparentnost za 1,4 puta u usporedbi s A-SFT-om. |
| Ultra-napredni SFT | UA-SFT | 2004 | Visoka transparentnost Prikaz boja Visoki kontrast |
Omogućeno je postizanje 1,2 puta veće transparentnosti u usporedbi sa SA-SFT, 70% pokrivenosti NTSC raspona boja i povećanog kontrasta. |
| Ime | Kratka oznaka | Godina | Prednost | Transparentnost/ Kontrast |
Bilješke |
|---|---|---|---|---|---|
| Super TFT | IPS | 1996 | Široki kutovi gledanja | 100/100 Osnovna razina |
Većina ploča također podržava realističan prikaz boja (8 bita po kanalu). Ova poboljšanja došla su po cijenu sporijeg vremena odziva, u početku oko 50 ms. IPS paneli su također bili vrlo skupi. |
| Super-IPS | S-IPS | 1998 | Nema promjene boje | 100/137 | IPS je zamijenio S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. 1998.), koji nasljeđuje sve prednosti IPS tehnologije uz smanjenje vremena odziva |
| Napredni super-IPS | AS-IPS | 2002 | Visoka transparentnost | 130/250 | AS-IPS, također razvijen od strane Hitachi Ltd. 2002. uglavnom poboljšava kontrast tradicionalnih S-IPS panela do razine na kojoj postaju drugi nakon nekih S-PVA. |
| IPS-provectus | IPS-Pro | 2004 | Visoki kontrast | 137/313 | IPS Alpha tehnologija panela sa širim rasponom boja i kontrastom usporedivim s PVA i ASV zaslonima bez kutnog sjaja. |
| IPS alfa | IPS-Pro | 2008 | Visoki kontrast | IPS-Pro sljedeće generacije | |
| IPS alfa sljedeće generacije | IPS-Pro | 2010 | Visoki kontrast | Hitachi prenosi tehnologiju na Panasonic |
| Ime | Kratka oznaka | Godina | Bilješke |
|---|---|---|---|
| Super-IPS | S-IPS | 2001 | LG Display ostaje jedan od glavnih proizvođača panela temeljenih na Hitachi Super-IPS tehnologiji. |
| Napredni super-IPS | AS-IPS | 2005 | Poboljšani kontrast s proširenim rasponom boja. |
| Horizontalni IPS | H-IPS | 2007 | Postignut je još veći kontrast i vizualno ujednačenija površina zaslona. Također, čini se da napredna tehnologija True Wide Polarizer temeljena na NEC polarizacijskom filmu dodatno postiže šire kutove gledanja i eliminira odbljesak kada se gleda pod kutom. Koristi se u profesionalnom grafičkom radu. |
| Poboljšani IPS | e-IPS | 2009 | Ima širi otvor blende za povećanje prijenosa svjetla s potpuno otvorenim pikselima, što omogućuje korištenje pozadinskih osvjetljenja koja su jeftinija za proizvodnju i imaju manju potrošnju energije. Dijagonalni kut gledanja je poboljšan, vrijeme odziva je smanjeno na 5 ms. |
| Profesionalni IPS | P-IPS | 2010 | Omogućuje 1,07 milijardi boja (30-bitna dubina boje). Više mogućih orijentacija subpiksela (1024 naspram 256) i bolja istinska dubina boje. |
| Napredni IPS visokih performansi | AH-IPS | 2011 | Poboljšana reprodukcija boja, povećana razlučivost i PPI, povećana svjetlina i smanjena potrošnja energije. |
VA/MVA/PVA
VA tehnologija (skraćenica za okomito poravnanje- okomito poravnanje) uveo je Fujitsu 1996. Kada je napon isključen, tekući kristali VA matrice su okomito postavljeni na drugi filter, odnosno ne propuštaju svjetlost. Kada se dovede napon, kristali se okreću za 90° i na ekranu se pojavljuje svijetla točka. Kao iu IPS matricama, pikseli ne propuštaju svjetlost kada nema napona, pa kada zakažu vidljivi su kao crne točkice.
Nasljednik VA tehnologije je MVA tehnologija ( višedomensko okomito poravnanje ), razvijen od strane Fujitsua kao kompromis između TN i IPS tehnologija. Horizontalni i okomiti kutovi gledanja za MVA matrice su 160° (na modernim modelima monitora do 176-178°), a zahvaljujući korištenju tehnologija ubrzanja (RTC), ove matrice ne zaostaju daleko za TN+Filmom u vremenu odziva. Oni značajno premašuju karakteristike potonjeg u smislu dubine boje i točnosti njihove reprodukcije.
Prednosti MVA tehnologije su duboka crna boja (kada se gleda okomito) i nepostojanje spiralne kristalne strukture i dvostrukog magnetskog polja. Nedostaci MVA u usporedbi sa S-IPS: gubitak detalja u sjenama kada se gleda okomito, ovisnost ravnoteže boja slike o kutu gledanja.
Analozi MVA su tehnologije:
- PVA ( uzorkovano okomito poravnanje) od Samsunga;
- Super PVA tvrtke Sony-Samsung (S-LCD);
- Super MVA iz CMO-a;
- ASV( napredni super pogled), također se naziva ASVA ( osno simetrično okomito poravnanje ) od Sharp.
MVA/PVA matrice smatraju se kompromisom između TN i IPS, kako po cijeni tako i po potrošačkim svojstvima.
PLS
PLS matrica ( preklapanje ravnine na liniju) razvio je Samsung kao alternativu IPS-u i prvi put je prikazan u prosincu 2010. Očekuje se da će ova matrica biti 15% jeftinija od IPS-a.
Prednosti:
- Veća gustoća piksela u usporedbi s IPS-om (i slično *VA/TN) [izvor nije naveden 124 dana] . Izvor može biti vanjski (npr. Sunce) ili ugrađen (pozadinsko osvjetljenje). Obično se ugrađene lampe s pozadinskim osvjetljenjem nalaze iza sloja tekućih kristala i svijetle kroz njega (iako se bočno osvjetljenje također nalazi, na primjer, u satovima).
Vanjska rasvjeta
Jednobojni zasloni ručnih satova i Mobiteli Većinu vremena koriste vanjsku rasvjetu (od Sunca, lampe za rasvjetu prostorija i sl.). Tipično iza sloja piksela tekućeg kristala nalazi se zrcalni ili mat reflektirajući sloj. Za korištenje u mraku, takvi su zasloni opremljeni bočnim osvjetljenjem. Postoje i transflektivni zasloni kod kojih je reflektirajući (zrcalni) sloj proziran, a iza njega se nalaze lampe za pozadinsko osvjetljenje.
Rasvjeta sa žarnom niti
U prošlosti u nekim ručni sat s jednobojnim LCD zaslonom korištena je subminijaturna žarulja sa žarnom niti. Ali zbog velike potrošnje energije, žarulje sa žarnom niti su neisplative. Osim toga, nisu prikladni za upotrebu, na primjer, u televizorima, jer stvaraju puno topline (pregrijavanje je štetno za tekuće kristale) i često izgaraju.
Elektroluminiscentna ploča
Jednobojni LCD zasloni nekih satova i instrumenata koriste elektroluminiscentnu ploču za pozadinsko osvjetljenje. Ova ploča je tanki sloj kristalnog fosfora (na primjer, cinkov sulfid), u kojem se javlja elektroluminiscencija - sjaj pod utjecajem struje. Obično svijetli zelenkasto-plavo ili žuto-narančasto.
Osvjetljenje svjetiljkama s izbojem u plinu (“plazma”).
Tijekom prvog desetljeća 21. stoljeća velika većina LCD zaslona bila je osvijetljena jednom ili više plinskih žarulja (najčešće lampe s hladnom katodom - CCFL, iako su odnedavno u upotrebi i EEFL). U ovim svjetiljkama izvor svjetlosti je plazma proizvedena električnim pražnjenjem kroz plin. Takve zaslone ne treba brkati s plazma zaslonima, u kojima je svaki piksel sam osvijetljen i minijaturna je žaruljica s pražnjenjem.
- Mukhin I. A., Ukrajinski O. V. Metode poboljšanja kvalitete televizijske slike reproducirane pločama s tekućim kristalima Materijali izvješća na znanstveno-tehničkoj konferenciji "Moderna televizija". Moskva, ožujak 2006.