Pada masa kini, teknologi tidak berhenti; ia berkembang pesat, berkat semakin banyak peranti baharu, menakjubkan dan berteknologi tinggi yang datang ke dunia. Ini juga terpakai kepada teknologi pembuatan untuk monitor LCD, yang kini paling meluas dan mempunyai prospek yang paling besar. Tetapi apakah reka bentuk monitor LCD dan apakah kelebihannya? Inilah yang akan dibincangkan dalam penerbitan ini.

1. Apakah itu monitor LCD

Pertama, anda perlu memahami apa itu monitor LCD. Untuk melakukan ini, anda perlu memahami apa itu paparan LCD. Seperti yang anda mungkin sudah meneka, LCD adalah sejenis singkatan, nama penuhnya adalah seperti berikut - Paparan Kristal Cecair. Diterjemah ke dalam bahasa Rusia, ini bermaksud paparan kristal cecair. Oleh itu, menjadi jelas bahawa LCD dan LCD adalah perkara yang sama.

Teknologi ini berdasarkan penggunaan molekul kristal cecair khas yang mempunyai sifat unik. Pemantau sedemikian mempunyai beberapa kelebihan yang tidak dapat dinafikan. Untuk memahaminya, adalah wajar untuk mengkaji dengan lebih terperinci prinsip operasi monitor LCD.

2. Reka bentuk monitor LCD dan prinsip operasinya

Seperti yang dinyatakan di atas, bahan khas yang dipanggil cyanophenyl digunakan untuk membuat paparan LCD. Mereka berada dalam keadaan cair, tetapi pada masa yang sama mereka mempunyai sifat unik yang wujud dalam badan kristal. Pada dasarnya, ia adalah cecair yang mempunyai sifat anisotropi, khususnya yang optik. Sifat-sifat ini dikaitkan dengan susunan dalam orientasi molekul.

Prinsip operasi monitor kristal cecair adalah berdasarkan sifat polarisasi molekul kristal. Molekul ini mampu menghantar secara eksklusif komponen cahaya yang vektor aruhan elektromagnetnya terletak dalam satah optik selari polaroid (molekul kristal). Kristal tidak menghantar spektrum cahaya lain. Dalam erti kata lain, cyanophenyl ialah penapis cahaya yang menghantar hanya spektrum cahaya tertentu - salah satu warna utama. Kesan ini dipanggil polarisasi cahaya.

Disebabkan fakta bahawa molekul panjang kristal cecair menukar lokasinya bergantung pada medan elektromagnet, ia telah menjadi mungkin untuk mengawal polarisasi. Iaitu, bergantung kepada kekuatan medan elektromagnet yang bertindak pada sienofenil, mereka mengubah lokasi dan bentuknya, dengan itu mengubah sudut pembiasan cahaya dan mengubah polarisasinya. Ia adalah terima kasih kepada gabungan sifat elektro-optik kristal dan keupayaan untuk mengambil bentuk kapal bahawa molekul sedemikian dipanggil kristal cecair.

Pada sifat-sifat inilah prinsip operasi monitor LCD diasaskan. Oleh kerana perubahan dalam kekuatan medan elektromagnet, molekul kristal cecair mengubah kedudukannya. Oleh itu, imej terbentuk.

2.1. matriks LCD

Matriks monitor LCD ialah tatasusunan yang terdiri daripada banyak segmen kecil yang dipanggil piksel. Setiap piksel ini boleh dikawal secara individu, menghasilkan gambar tertentu. Matriks monitor LCD terdiri daripada beberapa lapisan. Peranan utama dimainkan oleh dua panel, yang diperbuat daripada bahan kaca bebas natrium dan benar-benar tulen. Bahan ini dipanggil substrat (atau popular - substrat). Di antara dua lapisan ini terdapat lapisan hablur cecair yang paling nipis.

Di samping itu, panel mempunyai alur khas yang mengawal kristal, memberikan mereka orientasi (kedudukan) yang diingini. Alur ini terletak selari antara satu sama lain pada panel dan berserenjang dengan lokasi alur pada panel lain. Iaitu, pada satu panel mereka mendatar, dan di sisi lain mereka menegak. Jika anda melihat skrin melalui kaca pembesar, anda akan dapat melihat jalur paling nipis (menegak dan mendatar). Mereka membentuk segi empat sama kecil - ini adalah piksel. Mereka datang dalam bentuk bulat, tetapi sebahagian besarnya adalah persegi.

Pencahayaan panel kristal cecair boleh dilaksanakan dalam dua cara:

• Pantulan cahaya;
• Laluan cahaya.

Dalam kes ini, satah polarisasi fluks cahaya boleh diputar sebanyak 90˚ pada saat melalui satu panel.

Sekiranya berlaku medan elektrik, molekul kristal sebahagiannya dijajarkan secara menegak di sepanjang medan ini. Dalam kes ini, sudut putaran satah polarisasi fluks cahaya berubah dan menjadi berbeza daripada 90˚. Terima kasih kepada ini, cahaya melalui molekul tanpa halangan.

Putaran pesawat sedemikian adalah mustahil untuk dilihat dengan mata kasar. Oleh sebab itu, terdapat keperluan untuk menambah dua lapisan lain pada panel kaca, yang bertindak sebagai penapis polarisasi. Mereka menghantar secara eksklusif spektrum sinar cahaya yang paksi polarisasinya sepadan dengan nilai yang ditetapkan. Dengan kata lain, terima kasih kepada panel tambahan, apabila cahaya melalui polarizer, ia akan menjadi lemah. Keamatan cahaya bergantung pada sudut antara satah polarisasi (panel tambahan) dan paksi polarizer (panel kaca utama).

Sekiranya tiada voltan, maka sel akan menjadi telus sepenuhnya, kerana polarizer pertama adalah cahaya semata-mata yang mempunyai arah polarisasi yang sepadan. Arah polarisasi ditetapkan oleh molekul kristal cecair, dan pada masa cahaya mencapai polarizer kedua, ia sudah akan diputar untuk melaluinya tanpa kesukaran.

Dalam kes pendedahan kepada medan elektrik, vektor polarisasi diputar ke sudut yang lebih kecil. Ini seterusnya menjadikan polarizer kedua separa telus kepada aliran cahaya. Jika kita membuatnya supaya tidak ada putaran satah polarisasi dalam molekul kristal cecair, maka cahaya akan diserap sepenuhnya oleh polarizer kedua. Dalam erti kata lain, apabila bahagian belakang paparan diterangi, bahagian hadapan akan berayun hitam sepenuhnya.

2.2. Kawalan polarisasi dalam monitor LCD menggunakan elektrod

Mengambil kira perkara ini, pembangun telah melengkapkan paparan dengan bilangan elektrod yang mencukupi yang mencipta medan elektromagnet berbeza di bahagian individu skrin (dalam setiap piksel). Terima kasih kepada penyelesaian ini, mereka mencapai keupayaan, di bawah keadaan kawalan yang betul terhadap potensi elektrod ini, untuk menghasilkan semula huruf dan juga gambar pelbagai warna yang kompleks pada skrin paparan. Elektrod ini boleh mempunyai sebarang bentuk dan terletak dalam plastik lutsinar.

Terima kasih kepada inovasi moden dalam teknologi, elektrod bersaiz sangat kecil - ia boleh dikatakan tidak dapat dilihat dengan mata kasar. Terima kasih kepada ini, sejumlah besar elektrod boleh diletakkan pada kawasan paparan yang agak kecil, yang memungkinkan untuk meningkatkan resolusi paparan LCD. Ini seterusnya membolehkan anda meningkatkan kualiti imej yang dipaparkan dan menghasilkan semula walaupun imej yang paling kompleks.

2.3. Mendapatkan imej berwarna

Prinsip operasi monitor kristal cecair melibatkan proses yang agak kompleks. Walau bagaimanapun, terima kasih kepada ini, pengguna menerima imej berkualiti tinggi pada monitornya. Untuk memaparkan imej berwarna, paparan LCD memerlukan lampu latar, yang membolehkan cahaya datang dari bahagian belakang skrin. Ini membolehkan pengguna mengalami kualiti imej setinggi mungkin, walaupun dalam persekitaran gelap.

Prinsip operasi monitor LCD untuk memaparkan imej berwarna adalah berdasarkan penggunaan tiga warna utama yang sama:

• Biru;
• hijau;
• merah.

Untuk mendapatkan spektrum ini, tiga penapis digunakan untuk menapis baki spektrum sinaran yang boleh dilihat. Dengan menggabungkan warna ini untuk setiap piksel (sel), adalah mungkin untuk memaparkan imej berwarna penuh.

Hari ini terdapat dua cara untuk mendapatkan gambar berwarna:

• Menggunakan beberapa penapis yang terletak satu demi satu. Ini menghasilkan sebahagian kecil cahaya yang dihantar.
• Menggunakan sifat molekul kristal cecair. Untuk memantulkan (atau menyerap) sinaran panjang yang diperlukan, anda boleh menukar kekuatan voltan medan elektromagnet, yang mempengaruhi susunan molekul kristal cecair, dengan itu menapis sinaran.

Setiap pengeluar memilih pilihannya sendiri untuk mendapatkan imej berwarna. Perlu diingat bahawa kaedah pertama lebih mudah, tetapi yang kedua lebih berkesan. Perlu juga diperhatikan bahawa untuk meningkatkan kualiti imej dalam paparan LCD moden yang mempunyai resolusi skrin tinggi, teknologi STN digunakan, yang membolehkan anda memutar satah polarisasi cahaya dalam kristal sebanyak 270˚. Jenis matriks seperti TFT dan IPS juga telah dibangunkan.

Ia adalah matriks TFT dan IPS yang paling meluas pada masa kini.

TFT bermaksud Transistor Filem Nipis. Dalam erti kata lain, ia adalah transistor filem nipis yang mengawal piksel. Ketebalan transistor sedemikian ialah 0.1-0.01 mikron. Terima kasih kepada teknologi ini, adalah mungkin untuk mencapai kualiti imej yang lebih tinggi dengan mengawal setiap piksel.

Teknologi IPS ialah pembangunan terkini yang membolehkan anda mencapai kualiti imej tertinggi. Ia menyediakan sudut tontonan maksimum, tetapi mempunyai masa tindak balas yang lebih lama. Iaitu, ia bertindak balas dengan lebih perlahan kepada perubahan voltan. Walau bagaimanapun, perbezaan masa antara 5 ms dan 14 ms sama sekali tidak kelihatan.

Sekarang anda tahu bagaimana monitor LCD berfungsi. Namun, bukan itu sahaja. Terdapat perkara seperti kadar penyegaran skrin.

3. Kadar penyegaran monitor LCD

Kadar penyegaran skrin ialah ciri yang menunjukkan bilangan kemungkinan perubahan imej sesaat - bilangan bingkai sesaat. Penunjuk ini diukur dalam Hz. Kadar penyegaran skrin menjejaskan kualiti imej, khususnya kelancaran pergerakan. Had kekerapan maksimum yang boleh dilihat ialah 120 Hz. Kami tidak akan dapat melihat kekerapan melebihi had ini, jadi tidak ada gunanya meningkatkannya. Walau bagaimanapun, untuk membolehkan monitor beroperasi pada frekuensi sedemikian, kad video berkuasa diperlukan yang boleh menghasilkan 120 Hz yang sama dengan margin.

Di samping itu, kadar penyegaran skrin mempengaruhi organ visual dan juga jiwa. Kesan ini dinyatakan terutamanya pada keletihan mata. Dengan kekerapan kelipan yang rendah, mata cepat letih dan mula sakit. Di samping itu, sawan boleh disebabkan oleh orang yang terdedah kepada epilepsi. Walau bagaimanapun, monitor LCD moden menggunakan lampu khas untuk menerangi matriks, yang mempunyai frekuensi lebih daripada 150 Hz, dan kadar penyegaran yang ditunjukkan mempunyai kesan yang lebih besar pada kelajuan perubahan gambar, tetapi bukan pada kelipan paparan. Oleh itu, monitor LCD mempunyai kesan paling sedikit pada organ visual dan tubuh manusia.

4. Cara paparan LCD berfungsi: Video

4.1. Kekerapan monitor yang diperlukan untuk tontonan 3D

Untuk menggunakan cermin mata 3D yang aktif dan terpolarisasi, matriks LCD digunakan dengan kadar segar semula skrin 120 Hz. Ini adalah perlu untuk mengasingkan imej bagi setiap mata, dan kekerapan bagi setiap mata mestilah sekurang-kurangnya 60 Hz. Monitor dengan frekuensi 120 Hz boleh digunakan untuk filem atau permainan 2D biasa. Pada masa yang sama, kelancaran pergerakan adalah lebih baik daripada monitor dengan frekuensi 60 Hz.

Di samping itu, monitor sedemikian menggunakan lampu khas atau lampu latar LED yang mempunyai frekuensi kelipan yang lebih tinggi, iaitu kira-kira 480 Hz. Ini seterusnya mengurangkan beban pada organ visual dengan ketara.

Dalam monitor moden anda boleh menemui dua kaedah untuk melaksanakan lampu latar matriks:

• LED - lampu latar LED;
• Lampu pendarfluor.

Semua pengeluar utama beralih kepada penggunaan lampu latar LED, kerana ia mempunyai kelebihan yang ketara berbanding lampu pendarfluor. Ia lebih cerah, lebih padat, lebih menjimatkan dan membolehkan pengedaran cahaya yang lebih seragam.

Terima kasih kepada penggunaan teknologi terkini, monitor LCD sama sekali tidak kalah dengan pesaing langsung mereka - panel plasma, dan dalam beberapa kes bahkan melebihi mereka.

paparan kristal cecair ( LCD-paparan, LCD; penunjuk kristal cecair, LCD; Inggeris paparan kristal cecair, LCD) - paparan berdasarkan kristal cecair, serta peranti (monitor, TV) berdasarkan paparan sedemikian.

Skrin monitor LCD (Liquid Crystal Display) diperbuat daripada bahan (cyanophenyl) yang berada dalam keadaan cecair, tetapi pada masa yang sama mempunyai beberapa sifat yang wujud dalam badan kristal. Sebenarnya, ini adalah cecair yang mempunyai sifat anisotropi (khususnya yang optik) yang dikaitkan dengan susunan dalam orientasi molekul.

Ciri utama mereka ialah keupayaan untuk menukar orientasi dalam ruang di bawah pengaruh medan elektrik. Dan jika sumber cahaya diletakkan di belakang matriks, maka, melalui kristal, aliran akan berwarna dalam warna tertentu. Dengan menukar kekuatan medan elektrik, anda boleh menukar kedudukan kristal, dan oleh itu jumlah yang boleh dilihat bagi salah satu warna utama. Kristal berfungsi seperti injap atau penapis. Mengawal keseluruhan matriks membolehkan untuk memaparkan imej tertentu pada skrin.

Bahan kristal cecair ditemui pada tahun 1888 oleh saintis Austria F. Renitzer, tetapi hanya pada tahun 1930 penyelidik dari British Marconi Corporation menerima paten untuk kegunaan industri mereka.

Pada akhir tahun 1966, RCA Corporation menunjukkan prototaip monitor LCD - jam digital. Sharp Corporation memainkan peranan penting dalam pembangunan teknologi LCD. Ia masih di kalangan peneraju teknologi. Kalkulator pertama di dunia CS10A telah dihasilkan pada tahun 1964 oleh perbadanan ini. Pada Oktober 1975, jam tangan digital kompak pertama dihasilkan menggunakan teknologi LCD TN. Pada separuh kedua tahun 70-an, peralihan bermula daripada paparan kristal cecair lapan segmen kepada penghasilan matriks dengan pengalamatan setiap titik. Jadi, pada tahun 1976, Sharp mengeluarkan TV hitam-putih dengan pepenjuru skrin 5.5 inci, berdasarkan matriks LCD dengan resolusi 160x120 piksel.

Salah satu jenis matriks LCD berkualiti tinggi ialah IPS. Ia adalah teknologi IPS yang mendominasi dalam peranti mudah alih, kerana ia mempunyai pembiakan warna yang baik dan, yang penting terutamanya untuk telefon pintar, sudut tontonan yang baik.

Hayat operasi TV LCD (paparan) adalah kira-kira 60,000 jam.

Skrin LED ( LED skrin, LED paparan) ialah peranti untuk memaparkan dan menghantar maklumat visual (paparan, monitor, TV), di mana setiap titik - piksel - adalah satu atau lebih diod pemancar cahaya semikonduktor (LED).

LED - inilah yang kini biasanya disingkatkan sebagai panel kristal cecair (LCD) dengan lampu latar diod pemancar cahaya (LED). Tidak lama dahulu, lampu pendarfluor (CCFL) telah digunakan untuk menerangi matriks LCD, tetapi hari ini ia telah diganti sepenuhnya dan tidak boleh ditarik balik oleh LED. Matriks berfungsi dalam cahaya. Pada asasnya, setiap piksel RGB mewakili "pengatup" (sebenarnya penapis) untuk cahaya yang dipancarkan oleh LED. Ngomong-ngomong, pilihan yang sangat menarik ialah apabila TV menggunakan lampu latar "tempatan", iaitu, banyak LED dipasang di belakang matriks dan hanya boleh menerangi kawasan tertentu. Kemudian nisbah kontras yang tinggi dicapai dalam satu bingkai, tetapi model pertama sebegitu betul-betul "datang bertompok-tompok." Walau bagaimanapun, hari ini kebanyakan TV LED mempunyai pencahayaan tepi, apabila diod terletak di sisi (di hujung). Reka bentuk ini membolehkan kami membuat panel video yang sangat rata, cekap tenaga dan ringan.

Selalunya, hayat perkhidmatan TV LED berada dalam julat dari 50 hingga 100 ribu jam.

Diod pemancar cahaya organik (abbr. OLED) ialah peranti semikonduktor yang diperbuat daripada sebatian organik yang memancarkan cahaya dengan berkesan apabila arus elektrik melaluinya.

Teknologi paparan asas adalah berdasarkan meletakkan filem organik berasaskan karbon di antara dua konduktor yang melepasi arus elektrik, menyebabkan filem itu mengeluarkan cahaya.

Perbezaan utama antara teknologi ini dan LED ialah cahaya dipancarkan daripada setiap piksel secara individu, jadi piksel warna putih terang atau berwarna-warni boleh bersebelahan dengan piksel hitam atau warna yang sama sekali berbeza tanpa menjejaskan satu sama lain.

Ini membezakannya daripada panel LCD tradisional, yang dilengkapi dengan lampu latar khas, cahaya daripadanya melalui lapisan piksel.

Malangnya, piksel OLED berbeza bukan sahaja dalam warna, tetapi juga dalam beberapa ciri lain - tahap kecerahan, hayat perkhidmatan, kelajuan hidup/mati dan lain-lain. Untuk memastikan ciri-ciri skrin yang agak seragam secara keseluruhan, pengeluar perlu menggunakan pelbagai helah: mengubah bentuk dan saiz LED, meletakkannya dalam susunan khas, menggunakan helah perisian, melaraskan kecerahan menggunakan PWM (iaitu , secara kasarnya, denyutan), dan lain-lain.

Selain itu, teknologi untuk melaksanakan matriks itu sendiri berbeza sedikit. Jadi, LG menggunakan "sandwic", manakala Samsung menggunakan skema RGB klasik. OLED boleh dibengkokkan, nampaknya tanpa sebarang akibat khas. Oleh itu, TV cekung juga dibina berdasarkan teknologi ini.

, buku elektronik, pelayar, tablet, penterjemah elektronik, kalkulator, jam tangan, dsb., serta dalam banyak peranti elektronik lain.

Spesifikasi

Ciri-ciri paling penting paparan LCD:

• jenis matriks - ditentukan oleh teknologi yang digunakan untuk mengeluarkan paparan LCD;
• kelas matriks; Piawaian ISO 13406-2 membezakan empat kelas matriks mengikut bilangan "piksel mati" yang dibenarkan;
• resolusi - dimensi mendatar dan menegak, dinyatakan dalam piksel. Tidak seperti monitor CRT, paparan LCD mempunyai satu resolusi tetap, dan sokongan untuk selebihnya dilaksanakan melalui interpolasi (monitor CRT juga mempunyai bilangan piksel tetap, yang juga terdiri daripada titik merah, hijau dan biru, bagaimanapun, disebabkan oleh keanehan teknologi apabila mengeluarkan resolusi bukan standard tidak ada keperluan untuk interpolasi);
• saiz titik (saiz piksel) - jarak antara pusat piksel bersebelahan. Secara langsung berkaitan dengan resolusi fizikal;
• nisbah bidang skrin (format berkadar) - nisbah lebar kepada ketinggian (5:4, 4:3, 3:2 (15÷10), 8:5 (16÷10), 5:3 (15÷9), 16: 9, dsb.);
• pepenjuru yang boleh dilihat - saiz panel itu sendiri, diukur secara menyerong. Kawasan paparan juga bergantung pada format: dengan pepenjuru yang sama, monitor format 4:3 mempunyai kawasan yang lebih besar daripada monitor format 16:9;
• kontras - nisbah kecerahan titik paling terang dan paling gelap pada kecerahan lampu latar yang diberikan. Sesetengah monitor menggunakan aras lampu latar adaptif menggunakan lampu tambahan, angka kontras yang diberikan untuk mereka (yang dipanggil dinamik) tidak digunakan pada imej statik;
• kecerahan - jumlah cahaya yang dipancarkan oleh paparan (biasanya diukur dalam candela per meter persegi);
• masa tindak balas - masa minimum yang diperlukan untuk piksel menukar kecerahannya. Terdiri daripada dua kuantiti:
  • masa penimbalan (lag masukan). Nilai yang tinggi mengganggu permainan dinamik; biasanya diam; diukur dengan perbandingan dengan kineskop dalam fotografi berkelajuan tinggi. Sehingga 2011, dalam tempoh 20-50; dalam beberapa model awal ia mencapai 200 ms;
  • masa bertukar. Ditunjukkan dalam spesifikasi monitor. Nilai yang tinggi merendahkan kualiti video; kaedah pengukuran adalah samar-samar. Sehingga 2016, dalam hampir semua monitor masa pensuisan yang dinyatakan ialah 1-6 ms;
• sudut pandangan - sudut di mana penurunan kontras mencapai nilai tertentu dikira secara berbeza untuk jenis matriks yang berbeza dan oleh pengeluar yang berbeza, dan selalunya tidak boleh dibandingkan. Sesetengah pengeluar menunjukkan sudut tontonan dalam parameter teknikal monitor mereka, seperti, contohnya: CR 5:1 - 176/176°, CR 10:1 - 170/160°. Singkatan CR (nisbah kontras Bahasa Inggeris) menandakan tahap kontras pada sudut tontonan tertentu berbanding kontras apabila dilihat berserenjang dengan skrin. Dalam contoh yang diberikan, pada sudut tontonan 170°/160° kontras di tengah skrin dikurangkan kepada nilai tidak lebih rendah daripada 10:1, pada sudut tontonan 176°/176° - tidak lebih rendah daripada 5:1.

Peranti

Secara struktur, paparan terdiri daripada elemen berikut:

• Matriks LCD (pada mulanya pakej rata plat kaca, di antara lapisan kristal cecair terletak; pada tahun 2000-an, bahan fleksibel berdasarkan polimer mula digunakan);
• sumber cahaya untuk pencahayaan;
• abah-abah kenalan (wayar);
• perumahan, biasanya plastik, dengan bingkai logam untuk memberikan ketegaran.

Komposisi piksel matriks LCD:

• dua elektrod telus;
• lapisan molekul yang terletak di antara elektrod;
• dua penapis polarisasi yang satah polarisasinya (biasanya) berserenjang.

Jika tiada kristal cecair di antara penapis, maka cahaya yang dihantar oleh penapis pertama akan hampir disekat sepenuhnya oleh penapis kedua.

Permukaan elektrod yang bersentuhan dengan hablur cecair dirawat khas untuk mengorientasikan molekul pada satu arah pada mulanya. Dalam matriks TN, arah ini saling berserenjang, jadi molekul, tanpa adanya ketegangan, berbaris dalam struktur heliks. Struktur ini membiaskan cahaya sedemikian rupa sehingga satah polarisasinya berputar sebelum penapis kedua dan cahaya melaluinya tanpa kehilangan. Selain daripada penyerapan separuh daripada cahaya tidak terkutub oleh penapis pertama, sel boleh dianggap telus.

Jika voltan digunakan pada elektrod, maka molekul cenderung untuk berbaris ke arah medan elektrik, yang mengganggu struktur skru. Dalam kes ini, daya anjal mengatasi ini, dan apabila voltan dimatikan, molekul kembali ke kedudukan asalnya. Dengan kekuatan medan yang mencukupi, hampir semua molekul menjadi selari, yang membawa kepada struktur legap. Dengan mengubah voltan, anda boleh mengawal tahap ketelusan.

Jika voltan malar digunakan untuk masa yang lama, struktur hablur cecair mungkin merosot disebabkan oleh penghijrahan ion. Untuk menyelesaikan masalah ini, arus ulang alik atau menukar kekutuban medan digunakan setiap kali sel ditangani (kerana perubahan ketelusan berlaku apabila arus dihidupkan, tanpa mengira kekutubannya).

Dalam keseluruhan matriks, adalah mungkin untuk mengawal setiap sel secara individu, tetapi apabila bilangannya meningkat, ini menjadi sukar untuk dicapai, kerana bilangan elektrod yang diperlukan meningkat. Oleh itu, pengalamatan baris dan lajur digunakan hampir di mana-mana.

Cahaya yang melalui sel boleh menjadi semula jadi - dipantulkan daripada substrat (dalam paparan LCD tanpa lampu latar). Tetapi lebih kerap digunakan, sebagai tambahan kepada kebebasan daripada pencahayaan luaran, ia juga menstabilkan sifat imej yang dihasilkan.

Paparan LCD bersaiz kecil tanpa lampu latar aktif, digunakan dalam jam tangan elektronik, kalkulator, dsb., mempunyai penggunaan kuasa yang sangat rendah, yang memastikan operasi autonomi jangka panjang (sehingga beberapa tahun) peranti sedemikian tanpa menggantikan elemen galvanik.

Sebaliknya, monitor LCD juga mempunyai banyak kelemahan, yang pada dasarnya sukar untuk dihapuskan, sebagai contoh:

• tidak seperti CRT, mereka boleh memaparkan imej yang jelas pada satu resolusi (“standard”) sahaja. Selebihnya dicapai dengan interpolasi;
• Berbanding dengan CRT, monitor LCD mempunyai kontras yang rendah dan kedalaman hitam. Meningkatkan kontras sebenar sering dikaitkan dengan hanya meningkatkan kecerahan lampu latar, sehingga tahap yang tidak selesa. Salutan berkilat yang digunakan secara meluas bagi matriks hanya mempengaruhi kontras subjektif dalam keadaan pencahayaan ambien;
• disebabkan oleh keperluan yang ketat untuk ketebalan berterusan matriks, terdapat masalah ketidaksamaan warna seragam (ketidaksamaan lampu latar) - pada beberapa monitor terdapat ketidaksamaan yang tidak boleh ditanggalkan dalam penghantaran kecerahan (jalur dalam kecerunan) yang berkaitan dengan penggunaan blok linear;
• kelajuan perubahan imej sebenar juga kekal lebih rendah daripada CRT dan paparan plasma. Teknologi overdrive menyelesaikan masalah kelajuan hanya sebahagiannya;
• pergantungan kontras pada sudut tontonan masih kekal sebagai kelemahan ketara teknologi. Paparan CRT mengelakkan sepenuhnya masalah ini;
• Monitor LCD yang dihasilkan secara besar-besaran kurang dilindungi daripada kerosakan mekanikal. Matriks adalah sangat sensitif jika ia tidak dilindungi oleh kaca. Jika ditekan dengan kuat, degradasi tidak dapat dipulihkan mungkin berlaku;
• Terdapat masalah piksel yang rosak. Bilangan maksimum piksel rosak yang dibenarkan, bergantung pada saiz skrin, ditentukan dalam standard antarabangsa ISO 13406-2 (di Rusia - GOST R 52324-2005). Piawaian mentakrifkan 4 kelas kualiti untuk monitor LCD. Kelas tertinggi - 1, tidak membenarkan kehadiran piksel yang rosak sama sekali. Yang paling rendah ialah 4, yang membolehkan sehingga 262 piksel rosak bagi setiap 1 juta piksel yang berfungsi. Pemantau CRT tidak terjejas oleh masalah ini;
• Piksel monitor LCD merosot, walaupun kadar kemerosotan adalah yang paling perlahan daripada semua teknologi paparan, kecuali paparan laser, yang tidak tertakluk kepadanya sama sekali.
• bukan julat suhu operasi yang sangat luas: ciri dinamik merosot (dan kemudian menjadi tidak boleh beroperasi) walaupun pada suhu ambien negatif yang rendah.
• matriks agak rapuh, dan penggantiannya sangat mahal

Paparan OLED (matriks diod pemancar cahaya organik) sering dianggap sebagai teknologi yang menjanjikan yang boleh menggantikan monitor LCD, tetapi ia telah menghadapi banyak kesukaran dalam pengeluaran besar-besaran, terutamanya untuk matriks pepenjuru besar.

Teknologi

Teknologi utama dalam pembuatan paparan LCD: TN+filem, IPS (SFT, PLS) dan MVA. Teknologi ini berbeza dalam geometri permukaan, polimer, plat kawalan dan elektrod hadapan. Ketulenan dan jenis polimer dengan sifat kristal cecair yang digunakan dalam reka bentuk tertentu adalah sangat penting.

Masa tindak balas monitor LCD direka menggunakan teknologi SXRD. Paparan Reflektif Silikon X-tal- matriks kristal cecair reflektif silikon), dikurangkan kepada 5 ms.

TN+filem

Filem TN + (Twisted Nematic + filem) ialah teknologi paling mudah. Perkataan "filem" dalam nama teknologi bermaksud "lapisan tambahan" yang digunakan untuk meningkatkan sudut tontonan (kira-kira dari 90 hingga 150°). Pada masa ini, awalan "filem" sering ditinggalkan, memanggil matriks sedemikian hanya TN. Satu cara untuk meningkatkan kontras dan sudut tontonan untuk panel TN masih belum ditemui, dan masa tindak balas jenis matriks ini pada masa ini adalah salah satu yang terbaik, tetapi tahap kontras tidak.

Tatasusunan filem TN+ berfungsi seperti ini: Apabila tiada voltan dikenakan pada subpiksel, hablur cecair (dan cahaya terpolarisasi yang dihantarnya) berputar 90° berbanding satu sama lain dalam satah mendatar dalam ruang antara dua plat. Dan kerana arah polarisasi penapis pada plat kedua adalah tepat 90° dengan arah polarisasi penapis pada plat pertama, cahaya melaluinya. Jika subpiksel merah, hijau dan biru diterangi sepenuhnya, titik putih akan muncul pada skrin.

Kelebihan teknologi termasuk masa tindak balas terpendek antara matriks moden [ Bila?], serta kos yang rendah. Kelemahan: penampilan warna yang lebih teruk, sudut tontonan terkecil.

IPS (SFT)

AS-IPS(Advanced Super IPS - advanced super-IPS) - turut dibangunkan oleh Hitachi Corporation pada tahun 2002. Penambahbaikan terutamanya melibatkan tahap kontras panel S-IPS konvensional, membawanya lebih dekat dengan kontras panel S-PVA. AS-IPS juga digunakan sebagai nama untuk monitor NEC (seperti NEC LCD20WGX2) yang menggunakan teknologi S-IPS yang dibangunkan oleh konsortium LG Display.

H-IPS A-TW (IPS mendatar dengan Polarizer Putih Benar Termaju) - dibangunkan oleh LG Display untuk NEC Corporation. Ia adalah panel H-IPS dengan penapis warna TW (True White) untuk menjadikan warna putih lebih realistik dan meningkatkan sudut tontonan tanpa memesongkan imej (kesan panel LCD bercahaya pada sudut dihapuskan - apa yang dipanggil "cahaya kesan") . Panel jenis ini digunakan untuk mencipta monitor profesional berkualiti tinggi.

AFFS (Penukaran Medan Pinggiran Lanjutan, nama tidak rasmi - S-IPS Pro) ialah penambahbaikan lanjut IPS, dibangunkan oleh BOE Hydis pada tahun 2003. Kekuatan medan elektrik yang meningkat memungkinkan untuk mencapai sudut tontonan dan kecerahan yang lebih besar, serta mengurangkan jarak interpixel. Paparan berasaskan AFFS digunakan terutamanya dalam PC tablet, pada matriks yang dikeluarkan oleh Hitachi Displays.

Pembangunan teknologi TFT super halus daripada NEC

Nama	Penamaan pendek	tahun	Kelebihan	Nota
TFT sangat halus	S.F.T.	1996	Sudut pandangan luas, hitam pekat	. Dengan pemaparan warna yang dipertingkatkan, kecerahan menjadi lebih rendah sedikit.
SFT lanjutan	A-SFT	1998	Masa tindak balas terbaik	Teknologi ini telah berkembang kepada A-SFT (Advanced SFT, Nec Technologies Ltd. pada tahun 1998), dengan ketara mengurangkan masa tindak balas.
SFT sangat canggih	SA-SFT	2002	Ketelusan yang tinggi	SA-SFT dibangunkan oleh Nec Technologies Ltd. pada tahun 2002, meningkatkan ketelusan sebanyak 1.4 kali berbanding A-SFT.
SFT ultra-maju	UA-SFT	2004	Ketelusan yang tinggi Penyampaian warna Kontras tinggi	Dibenarkan untuk mencapai ketelusan 1.2 kali ganda berbanding SA-SFT, liputan 70% julat warna NTSC dan kontras yang meningkat.

Pembangunan teknologi IPS oleh Hitachi

Nama	Penamaan pendek	tahun	Kelebihan	Ketelusan/ Berbeza	Nota
Super TFT	IPS	1996	Sudut pandangan yang luas	100/100 Tahap asas	Kebanyakan panel juga menyokong pemaparan warna yang realistik (8 bit setiap saluran). Penambahbaikan ini datang pada kos masa tindak balas yang lebih perlahan, pada mulanya sekitar 50ms. Panel IPS juga sangat mahal.
Super-IPS	S-IPS	1998	Tiada peralihan warna	100/137	IPS telah digantikan oleh S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. pada tahun 1998), yang mewarisi semua kelebihan teknologi IPS sambil mengurangkan masa tindak balas
Super-IPS lanjutan	AS-IPS	2002	Ketelusan yang tinggi	130/250	AS-IPS, juga dibangunkan oleh Hitachi Ltd. pada tahun 2002, terutamanya meningkatkan kontras panel S-IPS tradisional ke tahap di mana ia menjadi yang kedua selepas beberapa S-PVA.
IPS-provectus	IPS-Pro	2004	Kontras tinggi	137/313	Teknologi panel IPS Alpha dengan gamut warna yang lebih luas dan kontras setanding dengan paparan PVA dan ASV tanpa cahaya sudut.
IPS alfa	IPS-Pro	2008	Kontras tinggi		IPS-Pro generasi akan datang
IPS alpha generasi seterusnya	IPS-Pro	2010	Kontras tinggi		Hitachi memindahkan teknologi kepada Panasonic

Pembangunan teknologi IPS oleh LG

Nama	Penamaan pendek	tahun	Nota
Super-IPS	S-IPS	2001	LG Display kekal sebagai salah satu pengeluar utama panel berdasarkan teknologi Hitachi Super-IPS.
Super-IPS lanjutan	AS-IPS	2005	Kontras yang dipertingkatkan dengan gamut warna yang diperluaskan.
IPS mendatar	H-IPS	2007	Kontras yang lebih besar dan permukaan skrin yang lebih seragam secara visual telah dicapai. Selain itu, teknologi Advanced True Wide Polarizer berdasarkan filem polarisasi NEC juga telah muncul untuk mencapai sudut tontonan yang lebih luas dan menghilangkan suar apabila dilihat pada sudut. Digunakan dalam kerja grafik profesional.
IPS yang dipertingkatkan	e-IPS	2009	Ia mempunyai apertur yang lebih luas untuk meningkatkan penghantaran cahaya dengan piksel terbuka sepenuhnya, yang membolehkan penggunaan lampu latar yang lebih murah untuk dihasilkan dan mempunyai penggunaan kuasa yang lebih rendah. Sudut tontonan pepenjuru telah dipertingkatkan, masa tindak balas telah dikurangkan kepada 5 ms.
IPS profesional	P-IPS	2010	Menyediakan 1.07 bilion warna (kedalaman warna 30-bit). Lebih banyak kemungkinan orientasi subpiksel (1024 berbanding 256) dan kedalaman warna sebenar yang lebih baik.
IPS berprestasi tinggi termaju	AH-IPS	2011	Pembiakan warna yang lebih baik, resolusi dan PPI meningkat, kecerahan meningkat dan penggunaan kuasa yang lebih rendah.

VA/MVA/PVA

Teknologi V.A.(singkatan untuk penjajaran menegak) telah diperkenalkan pada tahun 1996 oleh Fujitsu. Apabila voltan dimatikan, hablur cecair matriks VA diselaraskan berserenjang dengan penapis kedua, iaitu, ia tidak menghantar cahaya. Apabila voltan digunakan, kristal berputar 90° dan titik cahaya muncul pada skrin. Seperti dalam matriks IPS, piksel tidak menghantar cahaya apabila tiada voltan, jadi apabila ia gagal ia kelihatan sebagai titik hitam.

Pengganti kepada teknologi VA ialah teknologi MVA (penjajaran menegak berbilang domain), dibangunkan oleh Fujitsu sebagai kompromi antara teknologi TN dan IPS. Sudut tontonan mendatar dan menegak untuk matriks MVA ialah 160° (pada model monitor moden sehingga 176-178°), dan, terima kasih kepada penggunaan teknologi pecutan (RTC), matriks ini tidak jauh di belakang TN+Filem dalam masa tindak balas. Mereka jauh melebihi ciri-ciri yang terakhir dari segi kedalaman warna dan ketepatan pembiakan mereka.

Kelebihan teknologi MVA ialah warna hitam pekat (apabila dilihat secara berserenjang) dan ketiadaan kedua-dua struktur kristal heliks dan medan magnet berganda.
Kelemahan MVA berbanding S-IPS: kehilangan butiran dalam bayang-bayang apabila dilihat secara berserenjang, pergantungan keseimbangan warna imej pada sudut tontonan.

Analog MVA adalah teknologi:

Matriks MVA/PVA dianggap sebagai kompromi antara TN dan IPS, kedua-duanya dalam sifat kos dan pengguna.

PLS

Matriks PLS (pensuisan pesawat ke talian) telah dibangunkan oleh Samsung sebagai alternatif kepada IPS dan pertama kali ditunjukkan pada Disember 2010. Matriks ini dijangka 15% lebih murah daripada IPS.

Kelebihan:

• Ketumpatan piksel yang lebih tinggi berbanding IPS (dan serupa dengan *VA/TN) [ ] ;
• kecerahan tinggi dan penampilan warna yang baik [ ] ;
• sudut pandangan yang besar [ ] ;
• Liputan sRGB penuh [ ] ;
• penggunaan kuasa rendah setanding dengan TN [ ] .

Kelemahan:

• masa tindak balas (5-10 ms) adalah setanding dengan S-IPS, lebih baik daripada *VA, tetapi lebih teruk daripada TN.

PLS dan IPS

Samsung tidak memberikan penerangan tentang teknologi PLS. Kajian mikroskopik perbandingan matriks IPS dan PLS oleh pemerhati bebas tidak menunjukkan perbezaan. Hakikat bahawa PLS adalah sejenis IPS secara tidak langsung diakui oleh Samsung sendiri dalam tuntutannya terhadap LG Corporation: tuntutan mahkamah mendakwa bahawa teknologi AH-IPS yang digunakan oleh LG adalah pengubahsuaian teknologi PLS.

Lampu latar

Kristal cecair itu sendiri tidak bercahaya. Agar imej pada paparan kristal cecair dapat dilihat, anda perlu. Sumber boleh luaran (contohnya, Matahari) atau terbina dalam (lampu latar). Biasanya, lampu latar terbina dalam terletak di belakang lapisan kristal cecair dan bersinar melaluinya (walaupun lampu sisi juga ditemui, sebagai contoh, dalam jam tangan).

Pencahayaan luaran

Paparan monokrom pada jam tangan dan telefon bimbit menggunakan pencahayaan luaran pada kebanyakan masa (dari Matahari, lampu bilik, dsb.). Biasanya di belakang lapisan piksel kristal cecair adalah cermin atau lapisan reflektif matte. Untuk kegunaan dalam gelap, paparan sedemikian dilengkapi dengan pencahayaan sisi. Terdapat juga paparan transflective, di mana lapisan reflektif (cermin) adalah lut sinar dan lampu lampu latar terletak di belakangnya.

Pencahayaan pijar

Pada masa lalu, beberapa jam tangan LCD monokrom menggunakan lampu pijar kecil. Tetapi disebabkan penggunaan tenaga yang tinggi, lampu pijar tidak menguntungkan. Di samping itu, ia tidak sesuai digunakan, contohnya, dalam televisyen, kerana ia menghasilkan banyak haba (terlalu panas berbahaya kepada kristal cecair) dan sering terbakar.

Panel elektroluminescent

Paparan LCD monokrom bagi beberapa jam dan paparan instrumen menggunakan panel pencerahan elektro untuk pencahayaan latar. Panel ini adalah lapisan nipis fosforus kristal (contohnya, zink sulfida), di mana electroluminescence berlaku - bercahaya di bawah pengaruh arus. Biasanya bercahaya biru kehijauan atau kuning-oren.

Pencahayaan dengan lampu pelepasan gas (“plasma”).

Semasa dekad pertama abad ke-21, sebahagian besar paparan LCD diterangi oleh satu atau lebih lampu nyahcas gas (paling kerap katod sejuk -

Kini teknologi monitor panel rata, termasuk monitor kristal cecair, adalah yang paling menjanjikan. Walaupun monitor LCD pada masa ini hanya menyumbang kira-kira 10% daripada jualan di seluruh dunia, ia adalah sektor pasaran yang paling pesat berkembang (65% setahun).

Prinsip operasi

Skrin monitor LCD (Liquid Crystal Display) diperbuat daripada bahan (cyanophenyl) yang berada dalam keadaan cecair, tetapi pada masa yang sama mempunyai beberapa sifat yang wujud dalam badan kristal. Sebenarnya, ini adalah cecair yang mempunyai sifat anisotropi (khususnya yang optik) yang dikaitkan dengan susunan dalam orientasi molekul.
Anehnya, kristal cecair hampir sepuluh tahun lebih tua daripada CRT; penerangan pertama bahan ini dibuat pada tahun 1888. Walau bagaimanapun, untuk masa yang lama tiada siapa yang tahu cara menggunakannya dalam amalan: terdapat bahan sedemikian dan semua orang, dan tidak ada satu kecuali ahli fizik dan ahli kimia, mereka tidak menarik. Jadi, bahan kristal cecair ditemui pada tahun 1888 oleh saintis Austria F. Renitzer, tetapi hanya pada tahun 1930 penyelidik dari perbadanan British Marconi menerima paten untuk kegunaan industri mereka. Walau bagaimanapun, perkara tidak pergi lebih jauh daripada ini, kerana asas teknologi pada masa itu masih terlalu lemah. Kejayaan sebenar pertama dibuat oleh saintis Fergason dan Williams dari RCA (Radio Corporation of America). Salah seorang daripada mereka mencipta sensor haba berdasarkan kristal cecair, menggunakan kesan reflektif terpilih mereka, yang lain mengkaji kesan medan elektrik pada kristal nematik. Dan pada akhir tahun 1966, RCA Corporation menunjukkan prototaip monitor LCD - jam digital. Sharp Corporation memainkan peranan penting dalam pembangunan teknologi LCD. Ia masih di kalangan peneraju teknologi. Kalkulator pertama di dunia CS10A telah dihasilkan pada tahun 1964 oleh perbadanan ini. Pada Oktober 1975, jam tangan digital kompak pertama dihasilkan menggunakan teknologi LCD TN. Pada separuh kedua tahun 70-an, peralihan bermula daripada paparan kristal cecair lapan segmen kepada penghasilan matriks dengan pengalamatan setiap titik. Jadi, pada tahun 1976, Sharp mengeluarkan TV hitam-putih dengan pepenjuru skrin 5.5 inci, berdasarkan matriks LCD dengan resolusi 160x120 piksel.
Operasi LCD adalah berdasarkan fenomena polarisasi fluks cahaya. Adalah diketahui bahawa kristal polaroid yang dipanggil hanya mampu menghantar komponen cahaya yang vektor aruhan elektromagnetnya terletak pada satah selari dengan satah optik polaroid. Untuk baki output cahaya, Polaroid akan menjadi legap. Oleh itu, polaroid "menapis" cahaya, kesan ini dipanggil polarisasi cahaya. Apabila bahan cecair dikaji, molekul panjang yang sensitif terhadap medan elektrostatik dan elektromagnet dan mampu mempolarisasi cahaya, ia menjadi mungkin untuk mengawal polarisasi. Bahan amorf ini, kerana persamaannya dengan bahan kristal dalam sifat elektro-optik, serta keupayaan mereka untuk mengambil bentuk kapal, dipanggil kristal cecair.
Berdasarkan penemuan ini dan melalui penyelidikan lanjut, adalah mungkin untuk menemui hubungan antara meningkatkan voltan elektrik dan mengubah orientasi molekul kristal untuk membolehkan penciptaan imej. Kristal cecair mula-mula digunakan dalam paparan untuk kalkulator dan dalam jam tangan elektronik, dan kemudian ia mula digunakan dalam monitor untuk komputer riba. Hari ini, hasil daripada kemajuan dalam bidang ini, paparan LCD untuk komputer meja menjadi semakin biasa.

Skrin monitor LCD ialah susunan segmen kecil (dipanggil piksel) yang boleh dimanipulasi untuk memaparkan maklumat. Monitor LCD mempunyai beberapa lapisan, di mana peranan utama dimainkan oleh dua panel yang diperbuat daripada bahan kaca bebas natrium dan sangat tulen yang dipanggil substrat atau substrat, yang sebenarnya mengandungi lapisan nipis kristal cecair di antara mereka [lihat. nasi. 2.1]. Panel mempunyai alur yang membimbing kristal ke dalam orientasi tertentu. Alur diletakkan supaya ia selari pada setiap panel tetapi berserenjang antara dua panel. Alur membujur diperoleh dengan meletakkan filem nipis plastik lutsinar pada permukaan kaca, yang kemudiannya diproses khas. Dalam hubungan dengan alur, molekul dalam kristal cecair berorientasikan identik dalam semua sel. Molekul salah satu jenis kristal cecair (nematics), jika tiada voltan, memutarkan vektor medan elektrik (dan magnet) dalam gelombang cahaya dengan sudut tertentu dalam satah berserenjang dengan paksi perambatan rasuk. Menerapkan alur pada permukaan kaca memungkinkan untuk memastikan sudut putaran yang sama pada satah polarisasi untuk semua sel. Kedua-dua panel terletak sangat dekat antara satu sama lain. Panel kristal cecair diterangi oleh sumber cahaya (bergantung pada tempat ia terletak, panel kristal cecair berfungsi dengan memantulkan atau menghantar cahaya).

Satah polarisasi pancaran cahaya berputar 90° apabila melalui satu panel [lihat. nasi. 2.2].
Apabila medan elektrik muncul, molekul kristal cecair sebahagiannya berbaris menegak di sepanjang medan, sudut putaran satah polarisasi cahaya menjadi berbeza daripada 90 darjah, dan cahaya melalui hablur cecair tanpa halangan [lihat Rajah. nasi. 2.3].
Putaran satah polarisasi pancaran cahaya tidak dapat dilihat oleh mata, jadi ia menjadi perlu untuk menambah dua lagi lapisan pada panel kaca, yang merupakan penapis polarisasi. Penapis ini hanya menghantar komponen pancaran cahaya yang paksi polarisasinya sepadan dengan yang diberikan. Oleh itu, apabila melalui polarizer, pancaran cahaya akan menjadi lemah bergantung pada sudut antara satah polarisasinya dan paksi polarisasi. Dalam ketiadaan voltan, sel adalah telus, kerana polarizer pertama menghantar hanya cahaya dengan vektor polarisasi yang sepadan. Terima kasih kepada kristal cecair, vektor polarisasi cahaya diputar, dan pada masa rasuk melepasi polarizer kedua, ia telah pun diputar supaya ia melalui polarizer kedua tanpa masalah [lihat. Rajah 2.4a].

Dengan adanya medan elektrik, putaran vektor polarisasi berlaku pada sudut yang lebih kecil, dengan itu polarizer kedua menjadi hanya sebahagiannya telus kepada sinaran. Jika beza keupayaan adalah sedemikian rupa sehingga putaran satah polarisasi dalam kristal cecair tidak berlaku sama sekali, maka pancaran cahaya akan diserap sepenuhnya oleh polarizer kedua, dan skrin, apabila diterangi dari belakang, akan kelihatan hitam dari hadapan (sinar lampu latar diserap sepenuhnya dalam skrin) [lihat. Rajah 2.4b]. Jika anda meletakkan sejumlah besar elektrod yang mencipta medan elektrik yang berbeza di tempat yang berasingan pada skrin (sel), maka mungkin, dengan kawalan yang betul terhadap potensi elektrod ini, untuk memaparkan huruf dan elemen imej lain pada skrin. Elektrod diletakkan dalam plastik lutsinar dan boleh dalam sebarang bentuk. Inovasi teknologi telah memungkinkan untuk mengehadkan dimensi mereka kepada saiz titik kecil; oleh itu, bilangan elektrod yang lebih besar boleh diletakkan pada kawasan skrin yang sama, yang meningkatkan resolusi monitor LCD dan membolehkan kami memaparkan imej yang kompleks. dalam warna. Untuk memaparkan imej berwarna, monitor perlu bercahaya belakang supaya cahaya datang dari bahagian belakang paparan LCD. Ini perlu supaya imej dapat dilihat dalam kualiti yang baik walaupun persekitaran sekeliling tidak terang. Warna dihasilkan dengan menggunakan tiga penapis yang memisahkan tiga komponen utama daripada pancaran sumber cahaya putih. Dengan menggabungkan tiga warna utama untuk setiap titik atau piksel pada skrin, adalah mungkin untuk menghasilkan semula sebarang warna.
Malah, dalam kes warna, terdapat beberapa kemungkinan: anda boleh membuat beberapa penapis satu demi satu (membawa kepada sebahagian kecil sinaran yang dihantar), anda boleh mengambil kesempatan daripada sifat sel kristal cecair - apabila medan elektrik perubahan kekuatan, sudut putaran satah polarisasi sinaran berubah secara berbeza untuk komponen cahaya dengan panjang gelombang yang berbeza. Ciri ini boleh digunakan untuk memantulkan (atau menyerap) sinaran bagi panjang gelombang tertentu (masalahnya ialah keperluan untuk menukar voltan dengan tepat dan cepat). Mekanisme mana yang digunakan bergantung pada pengeluar tertentu. Kaedah pertama lebih mudah, yang kedua lebih berkesan.
Paparan LCD pertama adalah sangat kecil, sekitar 8 inci, manakala hari ini ia telah mencapai saiz 15" untuk digunakan dalam komputer riba, dan monitor LCD 20" atau lebih besar sedang dihasilkan untuk komputer meja. Peningkatan saiz diikuti dengan peningkatan dalam resolusi, yang mengakibatkan kemunculan masalah baru yang diselesaikan dengan bantuan teknologi khas yang baru muncul; kami akan menerangkan semua ini di bawah. Salah satu cabaran pertama ialah keperluan untuk standard untuk menentukan kualiti paparan pada resolusi tinggi. Langkah pertama ke arah matlamat adalah untuk meningkatkan sudut putaran satah polarisasi cahaya dalam kristal daripada 90° kepada 270° menggunakan teknologi STN.

Kebaikan dan keburukan monitor LCD

Kelebihan TFT termasuk pemfokusan yang sangat baik, ketiadaan herotan geometri dan ralat pendaftaran warna. Selain itu, skrin mereka tidak pernah berkelip. kenapa? Jawapannya mudah - paparan ini tidak menggunakan pancaran elektron untuk melukis setiap garis pada skrin dari kiri ke kanan. Apabila dalam CRT rasuk ini dipindahkan dari kanan bawah ke sudut kiri atas, imej terpadam seketika (pembalikan rasuk). Sebaliknya, piksel paparan TFT tidak pernah padam, ia hanya terus menukar keamatan cahayanya.
Jadual 1.1 menunjukkan semua perbezaan utama dalam ciri prestasi untuk jenis paparan yang berbeza:

Jadual 1.1. Ciri-ciri perbandingan monitor CRT dan LCD.

Lagenda: ( + ) martabat, ( ~ ) boleh diterima, ( - ) kecacatan

	Monitor LCD	Pemantau CRT
Kecerahan	(+ ) dari 170 hingga 250 cd/m2	(~ ) dari 80 hingga 120 cd/m2
Berbeza	(~ ) dari 200:1 hingga 400:1	(+ ) dari 350:1 hingga 700:1
Sudut pandangan (sebaliknya)	(~ ) dari 110 hingga 170 darjah	(+ ) melebihi 150 darjah
Sudut pandangan (mengikut warna)	(- ) dari 50 hingga 125 darjah	(~ ) melebihi 120 darjah
kebenaran	(- ) Resolusi tunggal dengan saiz piksel tetap. Secara optimum hanya boleh digunakan dalam resolusi ini; Bergantung pada fungsi pengembangan atau pemampatan yang disokong, peleraian yang lebih tinggi atau lebih rendah boleh digunakan, tetapi ia tidak optimum.	(+ ) Pelbagai resolusi disokong. Dengan semua resolusi yang disokong, monitor boleh digunakan secara optimum. Satu-satunya had ialah penerimaan frekuensi penjanaan semula.
Kekerapan menegak	(+ ) Frekuensi optimum ialah 60 Hz, yang cukup untuk mengelakkan kelipan	(~ ) Hanya pada frekuensi melebihi 75 Hz tiada kelipan yang ketara
Ralat pendaftaran warna	(+ ) Tidak	(~ ) 0.0079 hingga 0.0118 inci (0.20 - 0.30 mm)
Memberi tumpuan	(+ ) sangat bagus	(~ ) daripada memuaskan kepada sangat baik>
Herotan geometri/linear	(+ ) Tidak	(~ ) adalah mungkin
Piksel mati	(- ) sehingga 8	(+ ) Tidak
Isyarat masukan	(+ ) analog atau digital	(~ ) analog sahaja
Penskalaan pada resolusi yang berbeza	(- ) tiada atau kaedah interpolasi digunakan yang tidak memerlukan kos overhed yang besar	(+ ) sangat bagus
Ketepatan Warna	(~ ) Warna Benar disokong dan suhu warna yang diperlukan disimulasikan	(+ ) True Color disokong dan terdapat banyak peranti penentukuran warna di pasaran, yang merupakan tambahan yang pasti
Pembetulan gamma (pelarasan warna kepada ciri-ciri penglihatan manusia)	(~ ) memuaskan	(+ ) fotorealistik
Keseragaman	(~ ) selalunya imej lebih terang di bahagian tepi	(~ ) selalunya imej lebih terang di tengah
Ketulenan warna/kualiti warna	(~ ) baik	(+ ) tinggi
Kelip-kelip	(+ ) Tidak	(~ ) tidak ketara melebihi 85 Hz
Masa inersia	(- ) dari 20 hingga 30 ms.	(+ ) boleh diabaikan
Pembentukan imej	(+ ) Imej dibentuk oleh piksel, bilangan yang bergantung hanya pada resolusi khusus panel LCD. Padang piksel hanya bergantung pada saiz piksel itu sendiri, tetapi bukan pada jarak antara mereka. Setiap piksel dibentuk secara individu untuk fokus, kejelasan dan definisi yang unggul. Imej lebih lengkap dan lancar	(~ ) Piksel dibentuk oleh sekumpulan titik (triad) atau jalur. Pic titik atau garis bergantung pada jarak antara titik atau garis dengan warna yang sama. Akibatnya, ketajaman dan kejelasan imej sangat bergantung pada saiz pic titik atau pic garis dan pada kualiti CRT
Penggunaan tenaga dan pelepasan	(+ ) Hampir tiada sinaran elektromagnet berbahaya. Penggunaan kuasa adalah lebih kurang 70% lebih rendah daripada monitor CRT standard (25 hingga 40 W).	(- ) Sinaran elektromagnet sentiasa ada, tetapi tahapnya bergantung pada sama ada CRT memenuhi sebarang standard keselamatan. Penggunaan tenaga dalam keadaan operasi ialah 60 - 150 W.
Dimensi/berat	(+ ) reka bentuk rata, ringan	(- ) reka bentuk berat, mengambil banyak ruang
Antara muka monitor	(+ ) Antara muka digital, bagaimanapun, kebanyakan monitor LCD mempunyai antara muka analog terbina dalam untuk menyambung kepada output analog yang paling biasa penyesuai video	(- ) Antara muka analog

Daripada Jadual 1.1, perkembangan selanjutnya monitor LCD akan dikaitkan dengan peningkatan dalam kejelasan dan kecerahan imej, peningkatan dalam sudut tontonan dan penurunan dalam ketebalan skrin. Sebagai contoh, sudah ada perkembangan menjanjikan monitor LCD yang dibuat menggunakan teknologi menggunakan silikon polihabluran. Ini membolehkan, khususnya, untuk mencipta peranti yang sangat nipis, kerana cip kawalan kemudiannya diletakkan terus pada substrat kaca paparan. Selain itu, teknologi baharu ini memberikan resolusi tinggi pada skrin yang agak kecil (1024x768 piksel pada skrin 10.4 inci).

STN, DSTN, TFT, S-TFT

STN ialah singkatan untuk "Super Twisted Nematic". Teknologi STN membenarkan sudut kilasan (sudut putar) orientasi kristal di dalam paparan LCD ditingkatkan daripada 90° kepada 270°, yang memberikan kontras imej yang lebih baik apabila saiz monitor meningkat.
Sel STN sering digunakan secara berpasangan. Reka bentuk ini dipanggil DSTN (Double Super Twisted Nematic), di mana satu sel DSTN dua lapisan terdiri daripada 2 sel STN, yang molekulnya berputar ke arah yang bertentangan semasa operasi. Cahaya yang melalui struktur sedemikian dalam keadaan "terkunci" kehilangan sebahagian besar tenaganya. Kontras dan resolusi DSTN agak tinggi, jadi ia menjadi mungkin untuk menghasilkan paparan warna di mana terdapat tiga sel LCD dan tiga penapis optik warna primer untuk setiap piksel. Paparan warna tidak mampu beroperasi daripada cahaya yang dipantulkan, jadi lampu lampu latar adalah atribut wajib. Untuk mengurangkan dimensi, lampu terletak di sebelah, dan bertentangan dengannya adalah cermin [lihat. nasi. 2.5], jadi kebanyakan matriks LCD di tengah mempunyai kecerahan yang lebih tinggi daripada di tepi (ini tidak terpakai pada monitor LCD desktop).

Sel STN juga digunakan dalam mod TSTN (Triple Super Twisted Nematic), di mana dua lapisan nipis filem polimer ditambah untuk menambah baik paparan warna paparan warna atau untuk memastikan kualiti monitor monokrom yang baik.
Istilah matriks pasif berasal daripada membahagikan monitor kepada mata, yang setiap satunya, terima kasih kepada elektrod, boleh menetapkan orientasi satah polarisasi rasuk, secara bebas daripada yang lain, supaya sebagai hasilnya, setiap elemen tersebut boleh menjadi secara individu. diterangi untuk mencipta imej. Matriks dipanggil pasif kerana teknologi untuk mencipta paparan LCD, yang diterangkan di atas, tidak dapat memberikan perubahan maklumat yang cepat pada skrin. Imej dibentuk baris demi baris dengan menggunakan voltan kawalan secara berurutan pada sel individu, menjadikannya telus. Oleh kerana kapasiti elektrik sel yang agak besar, voltan padanya tidak boleh berubah dengan cepat, jadi gambar dikemas kini dengan perlahan. Paparan jenis ini mempunyai banyak kelemahan dari segi kualiti kerana imej tidak kelihatan lancar dan kelihatan goyah pada skrin. Kadar perubahan yang rendah dalam ketelusan kristal tidak membenarkan imej bergerak dipaparkan dengan betul.
Untuk menyelesaikan beberapa masalah yang diterangkan di atas, teknologi khas digunakan. Untuk meningkatkan kualiti imej dinamik, adalah dicadangkan untuk menambah bilangan elektrod kawalan. Iaitu, keseluruhan matriks dibahagikan kepada beberapa submatriks bebas (Dual Scan DSTN - dua medan pengimbasan imej bebas), setiap satunya mengandungi bilangan piksel yang lebih kecil, jadi pengurusan berselang-seli mengambil masa yang singkat. Akibatnya, masa inersia LCD dapat dikurangkan.
Selain itu, hasil yang lebih baik dari segi kestabilan, kualiti, resolusi, kelancaran dan kecerahan imej boleh dicapai menggunakan skrin matriks aktif, yang bagaimanapun, lebih mahal.
Matriks aktif menggunakan elemen penguatan yang berasingan untuk setiap sel skrin untuk mengimbangi kesan kemuatan sel dan dengan ketara mengurangkan masa yang diperlukan untuk menukar ketelusannya. Matriks aktif mempunyai banyak kelebihan berbanding matriks pasif. Sebagai contoh, kecerahan yang lebih baik dan keupayaan untuk melihat skrin walaupun dengan sisihan sehingga 45° atau lebih (iaitu pada sudut tontonan 120°-140°) tanpa menjejaskan kualiti imej, yang mustahil dalam kes matriks pasif, yang membolehkan anda melihat imej berkualiti tinggi hanya dari kedudukan hadapan berbanding skrin. Ambil perhatian bahawa model mahal monitor LCD dengan matriks aktif memberikan sudut tontonan 160° [lihat rajah. 2.6], dan terdapat banyak sebab untuk menganggap bahawa teknologi akan terus bertambah baik pada masa hadapan. Matriks aktif boleh memaparkan imej bergerak tanpa pengadil yang boleh dilihat kerana masa tindak balas paparan matriks aktif adalah sekitar 50 ms berbanding 300 ms untuk matriks pasif, selain itu, kontras monitor matriks aktif adalah lebih tinggi daripada monitor CRT. Perlu diingatkan bahawa kecerahan elemen skrin individu kekal tidak berubah sepanjang keseluruhan selang masa antara kemas kini gambar, dan tidak mewakili nadi pendek cahaya yang dipancarkan oleh unsur fosfor monitor CRT serta-merta selepas pancaran elektron melepasi elemen ini. . Itulah sebabnya untuk monitor LCD frekuensi imbasan menegak 60 Hz adalah mencukupi.

Fungsi monitor LCD matriks aktif adalah hampir sama dengan paparan matriks pasif. Perbezaannya terletak pada matriks elektrod yang mengawal sel kristal cecair paparan. Dalam kes matriks pasif, elektrod yang berbeza menerima cas elektrik secara kitaran apabila paparan dikemas kini baris demi baris, dan akibat daripada pelepasan kapasitansi unsur-unsur, imej hilang apabila kristal kembali kepada mereka. konfigurasi asal. Dalam kes matriks aktif, transistor memori ditambahkan pada setiap elektrod, yang boleh menyimpan maklumat digital (nilai binari 0 atau 1) dan sebagai hasilnya, imej disimpan sehingga isyarat lain diterima. Sebahagian daripada masalah pengecilan imej tertunda dalam matriks pasif diselesaikan dengan menggunakan lebih banyak lapisan kristal cecair untuk meningkatkan pasif dan mengurangkan pergerakan, tetapi kini, dengan penggunaan matriks aktif, adalah mungkin untuk mengurangkan bilangan lapisan kristal cecair. Transistor memori mesti dibuat daripada bahan lutsinar yang akan membolehkan cahaya melaluinya, yang bermaksud bahawa transistor boleh diletakkan di belakang paparan, pada panel kaca yang mengandungi kristal cecair. Untuk tujuan ini, filem plastik yang dipanggil "Transistor Filem Nipis" (atau ringkasnya TFT) digunakan.
Transistor Filem Nipis (TFT), i.e. transistor filem nipis - ini adalah elemen kawalan yang mana setiap piksel pada skrin dikawal. Transistor filem nipis benar-benar sangat nipis, ketebalannya ialah 0.1 - 0.01 mikron.
Paparan TFT pertama, yang diperkenalkan pada tahun 1972, menggunakan selenida kadmium, yang mempunyai mobiliti elektron yang tinggi dan menyokong ketumpatan arus yang tinggi, tetapi dari masa ke masa terdapat peralihan kepada silikon amorfus (a-Si), dan matriks resolusi tinggi menggunakan silikon polihabluran ( p -Si).
Teknologi untuk mencipta TFT adalah sangat kompleks, dan terdapat kesukaran untuk mencapai peratusan produk yang sesuai yang boleh diterima kerana fakta bahawa bilangan transistor yang digunakan adalah sangat besar. Perhatikan bahawa monitor yang boleh memaparkan imej dengan resolusi 800x600 piksel dalam mod SVGA dan dengan hanya tiga warna mempunyai 1,440,000 transistor individu. Pengilang menetapkan piawaian untuk bilangan maksimum transistor yang mungkin tidak berfungsi dalam paparan LCD. Benar, setiap pengeluar mempunyai pendapat sendiri tentang berapa banyak transistor mungkin tidak berfungsi.
Piksel berasaskan TFT direka bentuk seperti berikut: tiga penapis warna (merah, hijau dan biru) disepadukan satu di belakang yang lain dalam plat kaca. Setiap piksel ialah gabungan tiga sel berwarna atau unsur subpiksel [lihat nasi. 2.7]. Ini bermakna, sebagai contoh, paparan dengan resolusi 1280x1024 mempunyai tepat 3840x1024 transistor dan unsur subpiksel. Saiz titik (piksel) untuk paparan TFT 15.1" (1024x768) ialah kira-kira 0.0188 inci (atau 0.30 mm), dan untuk paparan TFT 18.1" adalah lebih kurang 0.011 inci (atau 0.28 mm).

TFT mempunyai beberapa kelebihan berbanding monitor CRT, termasuk penggunaan tenaga yang dikurangkan dan pelesapan haba, skrin rata dan ketiadaan kesan daripada objek bergerak. Perkembangan terkini memberikan imej berkualiti lebih tinggi daripada TFT konvensional.

Baru-baru ini, pakar Hitachi telah mencipta teknologi baharu panel LCD Super TFT berbilang lapisan, yang telah meningkatkan sudut tontonan yakin panel LCD dengan ketara. Teknologi Super TFT menggunakan elektrod logam ringkas yang dipasang pada plat kaca bawah dan menyebabkan molekul berputar, sentiasa berada dalam satah selari dengan satah skrin [lihat nasi. 2.8]. Memandangkan kristal panel LCD konvensional dipusingkan ke arah permukaan skrin dengan hujungnya, LCD sedemikian lebih bergantung pada sudut tontonan berbanding panel LCD Hitachi dengan teknologi Super TFT. Akibatnya, imej pada paparan kekal terang dan jelas walaupun pada sudut tontonan yang besar, mencapai kualiti, setanding dengan imej pada skrin CRT.

Syarikat Jepun NEC baru-baru ini mengumumkan bahawa paparan LCDnya tidak lama lagi akan mencapai tahap pencetak laser dalam kualiti imej, melepasi ambang 200 ppi, yang sepadan dengan 31 titik per mm 2 atau pic titik 0.18 mm. Seperti yang dilaporkan oleh NEC, kristal cecair TN (twisted nematic) yang digunakan hari ini oleh banyak pengeluar memungkinkan untuk membina paparan dengan resolusi sehingga 400 dpi. Walau bagaimanapun, faktor pengehad utama dalam meningkatkan resolusi ialah keperluan untuk mencipta penapis yang sesuai. Dalam teknologi "penapis warna pada TFT" baharu, penapis cahaya yang meliputi transistor filem nipis dibentuk menggunakan fotolitografi pada substrat kaca asas. Dalam paparan konvensional, penapis digunakan pada substrat atas kedua, yang memerlukan penjajaran yang sangat tepat bagi kedua-dua plat.

Pada persidangan Society for Information Display yang diadakan di Amerika Syarikat pada tahun 1999, beberapa laporan telah dibuat menunjukkan kejayaan dalam penciptaan paparan kristal cecair pada substrat plastik. Samsung telah mempersembahkan prototaip paparan monokrom pada substrat polimer dengan pepenjuru 5.9 inci dan ketebalan 0.5 mm. Ketebalan substrat itu sendiri adalah kira-kira 0.12 mm. Paparan mempunyai resolusi 480x320 piksel dan nisbah kontras 4:1. Berat - hanya 10 gram.

Jurutera dari Makmal Teknologi Filem Universiti Stuttgart tidak menggunakan transistor filem nipis (TFT), tetapi diod MIM (logam-penebat-logam). Pencapaian terbaru pasukan ini ialah paparan warna dua inci dengan resolusi 96x128 piksel dan nisbah kontras 10:1.

Satu pasukan pakar IBM telah membangunkan teknologi untuk penghasilan transistor filem nipis menggunakan bahan organik, yang memungkinkan untuk menghasilkan skrin fleksibel untuk e-pembaca dan peranti lain. Unsur-unsur transistor yang dibangunkan oleh IBM disembur ke substrat plastik pada suhu bilik (paparan LCD tradisional dihasilkan pada suhu tinggi, yang tidak termasuk penggunaan bahan organik). Daripada silika konvensional, barium zirconate titonate (BZT) digunakan untuk membuat gerbang. Bahan organik yang dipanggil pentacene, yang merupakan sebatian phenylethylammonium dengan iodida timah, digunakan sebagai semikonduktor.

Untuk meningkatkan resolusi skrin LCD, Displaytech mencadangkan untuk tidak mencipta imej pada permukaan skrin LCD yang besar, tetapi untuk memaparkan imej pada paparan resolusi tinggi yang kecil, dan kemudian menggunakan sistem unjuran optik untuk membesarkannya kepada yang diperlukan. saiz. Pada masa yang sama, Displaytech menggunakan teknologi LCD Ferroelektrik (FLCD) asal. Ia berdasarkan kepada apa yang dipanggil kristal cecair kiral-smectic, yang dicadangkan untuk digunakan pada tahun 1980. Lapisan bahan dengan sifat feroelektrik dan mampu memantulkan cahaya terkutub dengan putaran satah polarisasi didepositkan pada substrat CMOS yang membekalkan isyarat kawalan . Apabila fluks cahaya yang dipantulkan melalui polarizer kedua, gambar piksel gelap dan terang muncul. Imej berwarna diperoleh dengan pencahayaan matriks yang berselang-seli dengan cepat dengan cahaya merah, hijau dan biru. Berdasarkan matriks FLCD, adalah mungkin untuk menghasilkan skrin besar dengan kontras tinggi dan kualiti pemaparan warna, sudut tontonan yang luas dan masa tindak balas yang singkat. Pada tahun 1999, pakatan antara Hewlett-Packard dan DisplayTech mengumumkan penciptaan paparan mikro berwarna penuh berdasarkan teknologi FLCD. Resolusi matriks ialah 320x240 piksel. Ciri tersendiri peranti ialah penggunaan kuasa yang rendah dan keupayaan untuk memainkan video "langsung" berwarna penuh. Paparan baharu ini direka untuk digunakan dalam kamera digital, kamkoder, penyampai pegang tangan dan monitor komputer boleh pakai.

Toshiba sedang membangunkan teknologi suhu rendah menggunakan LTPS silikon polihabluran. Menurut wakil perbadanan ini, mereka meletakkan peranti baharu setakat ini hanya seperti yang dimaksudkan untuk pasaran peranti mudah alih, tidak termasuk komputer riba, di mana teknologi TFT a-Si mendominasi. Paparan VGA 4-inci sudah dihasilkan, dan matriks 5.8-inci sedang dalam perjalanan. Pakar percaya bahawa 2 juta piksel pada skrin adalah jauh dari had. Salah satu ciri tersendiri teknologi ini ialah resolusi tingginya.

Menurut pakar dari DisplaySearch Corporation, yang menyelidik pasaran paparan panel rata, teknologi kini sedang diganti dalam pembuatan hampir mana-mana matriks kristal cecair: TN LCD (Twisted Nematic Liquid Crystal Display) dengan STN (Super TN LCD) dan terutamanya dengan a-Si TFT LCD ( LCD Transistor Filem Nipis-Silikon amorfus). Dalam 5-7 tahun akan datang, dalam banyak aplikasi, skrin LCD konvensional akan diganti atau ditambah dengan peranti berikut:

• paparan mikro;
• paparan pemancar cahaya berdasarkan bahan LEP organik;
• paparan berdasarkan pelepasan medan FED (Field Emisson Display);
• paparan menggunakan silikon polihabluran suhu rendah LTPS (PolySilikon Suhu Rendah);
• plasma memaparkan PDP (Panel Paparan Plasma).

Diambil daripada http://monitors.narod.ru

Kristal cecair ditemui pada tahun 1888. Tetapi mereka menemui aplikasi praktikal hanya tiga puluh tahun yang lalu. "Cecair-hablur" ialah keadaan peralihan bahan di mana ia memperoleh kecairan, tetapi tidak kehilangan struktur kristalnya. Kepentingan praktikal terbesar, ternyata, adalah sifat optik kristal cecair. Terima kasih kepada gabungan keadaan separa cecair dan struktur kristal, keupayaan untuk menghantar cahaya boleh diubah dengan mudah.

Jenis matriks LCD

Hasil jisim pertama menggunakan kristal cecair ialah jam tangan elektronik. Paparan monokrom terdiri, seperti yang diketahui, medan individu yang dipenuhi dengan kristal cecair. Apabila voltan digunakan untuk memesan kristal, medan yang dikehendaki menghalang laluan cahaya dan kelihatan hitam dengan latar belakang cahaya. Paparan warna muncul apabila saiz sel dikurangkan dengan ketara dan setiap sel dilengkapi dengan penapis warna. Selain itu, monitor LCD moden menggunakan lampu latar.

Untuk pencahayaan, 4 atau 6 lampu dan cermin biasanya digunakan untuk memastikan keseragaman. Pengendalian panel LCD adalah berdasarkan polarisasi cahaya. Dalam laluan fluks cahaya terdapat dua filem polarisasi dengan arah polarisasi serenjang. Iaitu, secara keseluruhan, kedua-dua filem ini menyekat semua cahaya. Kristal cecair yang terletak di antara filem membalikkan bahagian aliran yang dipolarisasi oleh filem pertama dan dengan itu mengawal cahaya skrin.

Litar subpiksel matriks LCD.
Setiap piksel terdiri daripada subpiksel biru, merah dan hijau

Lapisan bahan hablur cecair "disandwichkan" di antara dua filem panduan dengan takuk kecil, ke arah garisan kristal. Anda boleh menukar orientasi kristal, contohnya, menggunakan nadi elektrik, seperti yang dilakukan dalam matriks monitor LCD. Dalam matriks moden, setiap sel mempunyai transistor, perintang dan kapasitor sendiri. Sebenarnya, dalam matriks warna, setiap piksel mewakili tiga sel: merah, hijau dan biru.

Matriks TN. Yang tertua dan paling biasa

Jenis matriks tertua yang digunakan pada masa ini ialah TN. Nama teknologi adalah singkatan dari Twisted Nematic. Bahan kristal cecair nematik terdiri daripada kristal memanjang dengan orientasi spatial, tetapi tanpa struktur tegar. Bahan sedemikian mudah terdedah kepada pengaruh luar.

Dalam matriks TN, kristal diselaraskan selari dengan satah skrin, dan lapisan atas dan bawah kristal diputar berserenjang antara satu sama lain. Semua selebihnya "dipintal" dalam lingkaran. Oleh itu, semua cahaya yang dihantar juga dipintal dan melepasi tanpa halangan melalui filem polarisasi luaran. Jadi apabila sel matriks TN dimatikan, ia bercahaya, dan apabila voltan digunakan, kristal secara beransur-ansur berputar. Semakin tinggi voltan, semakin banyak kristal terbentang dan semakin sedikit cahaya yang melaluinya. Sebaik sahaja semua kristal bertukar selari dengan fluks cahaya, sel "menutup". Tetapi untuk matriks TN sangat sukar untuk mencapai hitam sempurna.

Hablur dalam matriks TN "dipintal" dalam lingkaran (1).
Apabila voltan digunakan, ia mula berputar (2).
Apabila semua hablur berserenjang dengan permukaan (3), tiada cahaya yang melaluinya.

Masalah utama matriks TN ialah ketidakkonsistenan dalam putaran kristal: sesetengahnya sudah diputar sepenuhnya, yang lain baru mula berputar. Kerana ini, fluks cahaya bertaburan dan, akhirnya, gambar tidak kelihatan sama dari sudut yang berbeza. Sudut tontonan mendatar matriks moden boleh dianggap boleh diterima, tetapi apabila diputar secara menegak, walaupun dalam had yang kecil, herotan adalah ketara. Rendering warna matriks TN jauh dari ideal - mereka, pada dasarnya, tidak dapat memaparkan palet warna penuh; Saya mengimbangi kekurangan warna menggunakan algoritma licik. Algoritma sedemikian, dengan frekuensi yang tidak dapat dilihat oleh mata, menghasilkan semula dalam sel warna yang paling hampir dengan yang tidak boleh dihasilkan semula. Tetapi teknologi TN menyediakan kelajuan tindak balas sel maksimum, penggunaan kuasa minimum dan semurah mungkin. Kedua-dua keadaan ini menjadikan teknologi tertua paling popular dan paling meluas.

IPS. Sesuai untuk foto dan grafik. Tapi mahal

Teknologi kedua yang paling maju ialah IPS (In Plane Switch). Matriks sedemikian dihasilkan oleh kilang Hitachi dan LG.Philips. NEC menghasilkan matriks yang dibuat menggunakan teknologi yang serupa, tetapi dengan singkatannya SFT (Super Fine TFT).

Seperti yang ditunjukkan oleh nama teknologi, semua kristal terletak sentiasa selari dengan satah panel dan berputar serentak. Untuk melakukan ini, perlu meletakkan dua elektrod di bahagian bawah setiap sel. Apabila dimatikan, sel itu hitam, jadi jika ia mati, akan ada titik hitam pada skrin. Dan tidak sentiasa bersinar, seperti TN.

Dalam matriks IPS, kristal sentiasa selari dengan permukaan skrin

Teknologi IPS menyediakan pembiakan warna terbaik dan sudut tontonan maksimum. Kelemahan yang ketara termasuk masa tindak balas yang lebih lama daripada TN, grid interpixel yang lebih ketara dan harga yang tinggi. Matriks yang dipertingkatkan dipanggil S-IPS dan SA-SFT (masing-masing daripada LG.Philips dan NEC). Mereka sudah menyediakan masa tindak balas yang boleh diterima sebanyak 25 ms, dan yang terbaru lebih kurang - 16 ms. Terima kasih kepada pemaparan warna dan sudut tontonan yang baik, matriks IPS telah menjadi standard untuk monitor grafik profesional.

MVA/PVA. Satu kompromi yang munasabah?

Teknologi yang dibangunkan oleh Fujitsu boleh dianggap sebagai kompromi antara TN dan IPS VA (Penjajaran Menegak). Dalam matriks VA, kristal dalam keadaan mati terletak berserenjang dengan satah skrin. Sehubungan itu, warna hitam dipastikan sesuci dan sedalam mungkin. Tetapi apabila matriks diputar secara relatif kepada arah tontonan, kristal tidak akan kelihatan dengan cara yang sama. Untuk menyelesaikan masalah, struktur berbilang domain digunakan. Teknologi Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) Fujitsu menampilkan rabung pada plat yang menentukan arah putaran kristal. Jika dua subdomain berputar ke arah yang bertentangan, maka apabila dilihat dari sisi, salah satu daripadanya akan menjadi lebih gelap dan satu lagi lebih cerah, jadi bagi mata manusia penyimpangan itu dibatalkan. Tiada tonjolan dalam matriks PVA yang dibangunkan oleh Samsung, dan kristalnya menegak sepenuhnya apabila dimatikan. Agar kristal subdomain jiran berputar dalam arah yang bertentangan, elektrod bawah dialihkan berbanding dengan yang atas.

Dalam matriks jenis VA, apabila dimatikan, kristal adalah berserenjang dengan permukaan skrin

Untuk mengurangkan masa tindak balas, matriks Premium MVA dan S-PVA menggunakan sistem peningkatan voltan dinamik untuk bahagian individu matriks, yang biasanya dipanggil Overdrive. Penampilan warna matriks PMVA dan SPVA hampir sama baiknya dengan IPS, masa tindak balas adalah lebih rendah sedikit daripada TN, sudut tontonan selebar mungkin, warna hitam adalah yang terbaik, kecerahan dan kontras adalah yang paling tinggi di antara semua teknologi sedia ada. Walau bagaimanapun, walaupun dengan sedikit sisihan arah pandangan dari serenjang, walaupun sebanyak 5-10 darjah, herotan dalam halftone dapat diperhatikan. Bagi kebanyakan orang, ini tidak akan disedari, tetapi jurugambar profesional terus tidak menyukai teknologi VA untuk ini.

Apa yang perlu dipilih?

Untuk kegunaan rumah dan kerja pejabat, harga selalunya menjadi faktor penentu, dan kerana itu, monitor TN adalah yang paling popular. Mereka memberikan kualiti imej yang boleh diterima dengan masa tindak balas yang minimum, yang merupakan parameter kritikal untuk peminat permainan dinamik. Matriks PVA dan MVA tidak begitu meluas kerana harganya yang lebih tinggi. Mereka memberikan kontras yang sangat tinggi (terutamanya PVA), margin kecerahan yang besar dan penampilan warna yang baik. Sebagai asas untuk pusat multimedia rumah (penggantian TV), ia adalah pilihan terbaik. Matriks IPS semakin jarang dipasang dalam monitor dengan pepenjuru sehingga 20 inci. Model S-IPS dan SA-SFT yang terbaik tidak kalah kualitinya berbanding monitor CRT dan semakin banyak digunakan oleh para profesional dalam bidang fotografi, percetakan dan reka bentuk. Cadangan praktikal untuk memilih monitor boleh didapati dalam artikel “Pilih monitor LCD. Apakah yang lebih disukai oleh seorang jurugambar, pemain permainan video dan suri rumah?

Mari bermimpi sedikit

Baru-baru ini, i.e. 15 tahun yang lalu, tidak mungkin ramai yang membayangkan bahawa monitor LCD akan dapat menggantikan monitor CRT. Kualiti LCD adalah buruk dan harganya sangat tinggi. Tetapi sekarang teknologi untuk menghasilkan panel kristal cecair tidak boleh dipanggil ideal. Untuk meningkatkan pemaparan warna, meningkatkan kontras dan memastikan keseragaman pencahayaan, Rujukan NEC 21 profesional menggunakan lampu latar diod. Monitor ini berharga kira-kira $6,000 dan buat masa ini ia boleh dianggap lebih sebagai peralatan percetakan daripada peranti komputer. Tetapi kita tahu banyak contoh apabila teknologi profesional "turun" kepada amatur.

Banyak syarikat besar (Sanyo, Samsung, Epson) sedang membangunkan skrin berdasarkan OLED - kristal organik. Kristal itu sendiri mengeluarkan cahaya apabila voltan digunakan, skrin ini sangat menjimatkan, terang dan kontras. Tetapi setakat ini ia hanya digunakan dalam peralatan mudah alih kecil kerana kos yang tinggi dan masalah teknikal yang berkaitan dengan ketahanan dan pembiakan warna tertentu. Pada masa hadapan yang sangat jauh, teknologi baharu sepenuhnya yang hanya pakar telah dengar sekarang mungkin muncul, dan skrin boleh digulung ke dalam tiub atau dilekatkan pada dinding. Atau mungkin tidak akan ada pemantau dalam pengertian biasa kita? Atau mungkin semua orang akan bertukar kepada projektor? Dan hampir semua permukaan boleh digunakan sebagai skrin. Prospek yang menggoda.