LCD monitorok. Az LCD monitorok műszaki jellemzői A folyadékkristályos lcd monitorok jellemzői az

21.10.2020 Mobil operációs rendszer

Folyadékkristályos kijelző készítése

Az első működő folyadékkristályos kijelzőt Fergason készítette 1970-ben. Ezt megelőzően a folyadékkristályos készülékek túl sok energiát fogyasztottak, élettartamuk korlátozott volt, a képkontraszt siralmas volt. Az új LCD-t 1971-ben mutatták be a nagyközönségnek, majd lelkes jóváhagyást kapott. A folyadékkristályok (Liquid Crystal) olyan szerves anyagok, amelyek feszültség alatt megváltoztathatják a kibocsátott fény mennyiségét. A folyadékkristályos monitor két üveg vagy műanyag lapból áll, amelyek között egy felfüggesztés található. Ebben a szuszpenzióban a kristályok egymással párhuzamosan helyezkednek el, ezáltal lehetővé téve a fény áthaladását a panelen. A jelentkezéskor elektromos áram a kristályok elrendezése megváltozik, és elkezdik akadályozni a fény átjutását. Az LCD technológia széles körben elterjedt a számítógépekben és a vetítőberendezésekben. Az első folyadékkristályokat instabilitásuk jellemezte, és kevéssé használták a tömeggyártáshoz. Az LCD technológia valódi fejlődése azzal kezdődött, hogy angol tudósok feltalálták a stabil folyadékkristályt - a bifenilt (Biphenyl). Az első generációs folyadékkristályos kijelzők számológépekben, elektronikus játékokban és órákban láthatók. A modern LCD-monitorokat síkpanelnek, kettős letapogatású aktív mátrixnak, vékonyréteg-tranzisztornak is nevezik. Az LCD monitorok ötlete már több mint 30 éve benne van a levegőben, de a kutatások nem vezettek elfogadható eredményre, így az LCD monitorok nem szereztek hírnevet a jó képminőségről. Most egyre népszerűbbek - mindenki szereti elegáns megjelenését, vékony testét, kompaktságát, gazdaságosságát (15-30 watt), ráadásul úgy gondolják, hogy ilyen luxust csak a gazdag és komoly emberek engedhetnek meg maguknak.

Az LCD monitorok jellemzői

Az LCD monitorok típusai

Csoportrétegek figyelése

Kétféle LCD-monitor létezik: a DSTN (kettős pásztázású csavart nematikus - kristályképernyők kettős pásztázással) és a TFT (vékonyréteg-tranzisztor - vékonyréteg-tranzisztoron), ezeket passzív, illetve aktív mátrixoknak is nevezik. Az ilyen monitorok a következő rétegekből állnak: egy polarizációs szűrő, egy üvegréteg, egy elektróda, egy vezérlőréteg, folyadékkristályok, egy másik vezérlőréteg, egy elektróda, egy üvegréteg és egy polarizáló szűrő. A korai számítógépek nyolc hüvelykes (átlós) passzív fekete-fehér mátrixokat használtak. Az aktív mátrix technológiára való átállással a képernyő mérete nőtt. Gyakorlatilag minden modern LCD-monitor vékonyfilm-tranzisztoros paneleket használ, amelyek jóval nagyobb méretű, világos, tiszta képet biztosítanak.

Monitor felbontás

A monitor mérete határozza meg a munkaterületet, és ami fontos, az árát. Annak ellenére, hogy az LCD-monitorok jól bevált besorolása az átlós képernyőmérettől függ (15, 17, 19 hüvelyk), a munkafelbontás szerinti besorolás helyesebb. Az tény, hogy a CRT-alapú monitorokkal ellentétben, amelyek felbontása meglehetősen rugalmasan változtatható, az LCD-kijelzők fix fizikai pixelkészlettel rendelkeznek. Ezért úgy tervezték őket, hogy csak egyetlen engedéllyel, úgynevezett munkavégzéssel működjenek. Közvetve ez a felbontás határozza meg a mátrix átlójának méretét is, azonban az azonos munkafelbontású monitorokon eltérő méretű mátrix is lehet. Például a 15-16 hüvelykes képátlójú monitorok működési felbontása általában 1024x768, ami azt jelenti, hogy ennek a monitornak valójában 1024 vízszintes és 768 függőleges képpontja van. A monitor munkafelbontása határozza meg a képernyőn megjelenő ikonok és betűtípusok méretét. Például egy 15 hüvelykes monitor működési felbontása 1024X768 és 1400X1050 pixel is lehet. Utóbbi esetben maguknak a pixeleknek a fizikai méretei kisebbek lesznek, és mivel a formáláskor szabványos ikonra mindkét esetben ugyanannyi pixel kerül felhasználásra, ekkor 1400x1050 pixeles felbontásnál az ikon fizikai méretben kisebb lesz. Egyes felhasználók számára elfogadhatatlan lehet a túl kicsi ikonméret nagy monitorfelbontás mellett, ezért monitor vásárlásakor azonnal ügyeljen a munkafelbontásra. Természetesen a monitor a működőtől eltérő felbontásban is képes megjeleníteni egy képet. A monitornak ezt a működési módját interpolációnak nevezik. Interpoláció esetén a képminőség sok kívánnivalót hagy maga után. Az interpolációs mód jelentősen befolyásolja a képernyő-betűtípusok megjelenítésének minőségét.

Monitor interfész

Az LCD monitorok eredendően digitális eszközök, ezért a "natív" interfész számukra a DVI digitális interfész, amely kétféle konvektorral rendelkezhet: DVI-I, amely egyesíti a digitális ill. analóg jel s és DVI-D, amelyek csak digitális jelet továbbítanak. Úgy gondolják, hogy a DVI interfész előnyösebb LCD monitor számítógéphez történő csatlakoztatásához, bár szabványos D-Sub csatlakozón keresztül is csatlakoztatható. A DVI interfészt támogatja az is, hogy analóg interfész esetén a videojel kettős átalakítása történik: először a digitális jelet analóggá alakítják a videokártyában (DAC konverzió), majd maga az LCD monitor digitális elektronikus egysége (ADC konverzió), ennek eredményeként megnő a különböző jeltorzítások kockázata. Sok modern LCD monitor rendelkezik D-Sub és DVI csatlakozóval is, ami lehetővé teszi két monitor egyidejű csatlakoztatását a monitorhoz. rendszerblokk. Két digitális csatlakozóval rendelkező modelleket is találhat. Az olcsó irodai modellekben alapvetően csak szabványos D-Sub csatlakozó található.

LCD mátrix típus

Az LCD mátrix alapelemei a folyadékkristályok. A folyadékkristályoknak három fő típusa van: szmektikus, nematikus és koleszterikus. Az elektromos tulajdonságok szerint az összes folyadékkristályt két fő csoportra osztják: az első csoportba a pozitív dielektromos anizotrópiával rendelkező folyadékkristályok tartoznak, a második - negatív dielektromos anizotrópiával. A különbség abban rejlik, hogy ezek a molekulák hogyan reagálnak a külső elektromos térre. A pozitív dielektromos anizotrópiájú molekulák a térvonalak mentén, a negatív dielektromos anizotrópiájú molekulák pedig merőlegesek a térvonalra. A nematikus folyadékkristályok pozitív dielektromos anizotrópiával rendelkeznek, míg a szmektikus folyadékkristályok ezzel szemben negatívak. Az LC-molekulák másik figyelemre méltó tulajdonsága az optikai anizotrópia. Különösen, ha a molekulák orientációja egybeesik a sík polarizált fény terjedési irányával, akkor a molekuláknak nincs hatása a fény polarizációs síkjára. Ha a molekulák orientációja merőleges a fényterjedés irányára, akkor a polarizációs síkot úgy forgatjuk, hogy párhuzamos legyen a molekulák orientációs irányával. Az LC-molekulák dielektromos és optikai anizotrópiája lehetővé teszi, hogy egyfajta fénymodulátorként alkalmazzuk őket, ami lehetővé teszi a kívánt kép kialakítását a képernyőn. Az ilyen modulátor működési elve meglehetősen egyszerű, és az LC-cellán áthaladó fény polarizációs síkjának megváltoztatásán alapul. Az LC cella két polarizátor között helyezkedik el, amelyek polarizációs tengelyei egymásra merőlegesek. Az első polarizátor síkban polarizált sugárzást vág le a háttérvilágításból áthaladó fényből. Ha nem lenne LC cella, akkor az ilyen sík polarizált fényt teljesen elnyelné a második polarizátor. Az áteresztett sík polarizált fény útjába helyezett LC cella el tudja forgatni az áteresztett fény polarizációs síkját. Ebben az esetben a fény egy része áthalad a második polarizátoron, vagyis a cella átlátszóvá válik (teljesen vagy részben). Attól függően, hogy az LC cellában hogyan szabályozzák a polarizációs sík forgását, többféle LC mátrix különböztethető meg. Tehát a két keresztezett polarizátor közé elhelyezett LC cella lehetővé teszi az átvitt sugárzás modulálását, fekete-fehér színátmeneteket hozva létre. Színes kép készítéséhez három színszűrőt kell használni: piros (R), zöld (G) és kék (B), amelyek a fehér terjedési útjába helyezve három alapszínt tesznek lehetővé a megfelelő arányokat. Tehát minden LCD pixel három különálló alpixelből áll: piros, zöld és kék, amelyek vezérelhető LCD-cellák, és csak a használt szűrőkben különböznek egymástól, a felső üveglap és a kimeneti polarizáló szűrő közé szerelve.

A TFT-LCD kijelzők osztályozása

Az LCD-kijelzők gyártásának fő technológiái: TN + film, IPS (SFT) és MVA. Ezek a technológiák különböznek a felületek geometriájában, a polimerben, a vezérlőlemezben és az elülső elektródában. Nagy jelentősége van a konkrét fejlesztéseknél használt, folyadékkristályos tulajdonságokkal rendelkező polimer tisztaságának és típusának.

TN mátrix

TN sejtszerkezet

A TN típusú folyadékkristálymátrix (Twisted Nematic) egy többrétegű szerkezet, amely két polarizáló szűrőből, két átlátszó elektródából és két üveglapból áll, amelyek között pozitív dielektromos anizotrópiával rendelkező nematikus típusú folyadékkristályos anyag található. Az üveglapok felületén speciális hornyokat helyeznek el, amelyek lehetővé teszik, hogy kezdetben az összes folyadékkristály-molekula azonos orientációja legyen a lemez mentén. A két lemezen lévő hornyok egymásra merőlegesek, így a lemezek közötti folyadékkristály-molekulák rétege 90°-kal megváltoztatja az orientációját. Kiderült, hogy az LC-molekulák spirálszerűen csavart szerkezetet alkotnak (3. ábra), ezért az ilyen mátrixokat Twisted Nematic-nak nevezik. A hornyokkal ellátott üveglapok két polarizáló szűrő között helyezkednek el, és mindegyik szűrőben a polarizációs tengely egybeesik a lemezen lévő hornyok irányával. Normál állapotban az LC cella nyitott, mivel a folyadékkristályok elforgatják a rajtuk áthaladó fény polarizációs síkját. Ezért az első polarizátoron való áthaladás után kialakuló síkpolarizált sugárzás a második polarizátoron is áthalad, mivel annak polarizációs tengelye párhuzamos lesz a beeső sugárzás polarizációs irányával. Az átlátszó elektródák által létrehozott elektromos tér hatására a folyadékkristályréteg molekulái megváltoztatják térbeli orientációjukat, az erővonalak iránya mentén sorakoznak. Ebben az esetben a folyadékkristályréteg elveszíti a beeső fény polarizációs síkjának elforgatásának képességét, és a rendszer optikailag átlátszatlanná válik, mivel az összes fényt a kimeneti polarizáló szűrő elnyeli. A vezérlőelektródák között alkalmazott feszültség függvényében lehetőség van a molekulák térbeli orientációjának nem teljesen, hanem csak részleges megváltoztatására, vagyis az LC molekulák csavarodási fokának szabályozására. Ez viszont lehetővé teszi az LCD-cellán áthaladó fény intenzitásának megváltoztatását. Így az LCD mátrix mögé háttérvilágítás beépítésével és az elektródák közötti feszültség változtatásával egy LCD-cella átlátszósági foka változtatható. A TN mátrixok a leggyakoribbak és a legolcsóbbak. Vannak bizonyos hátrányai: nem túl nagy betekintési szögek, alacsony kontraszt és képtelenség tökéletes feketét elérni. A lényeg az, hogy még akkor sem, ha a cellára adjuk a maximális feszültséget, lehetetlen az LC molekulákat teljesen letekerni és az erővonalak mentén orientálni. Ezért az ilyen mátrixok kissé átlátszóak maradnak még akkor is, ha a pixel teljesen ki van kapcsolva. A második hátrány a kis betekintési szögekhez kapcsolódik. Ennek részleges kiküszöbölésére egy speciális diffúz filmet helyeznek a monitor felületére, amely lehetővé teszi a látószög növelését. Ez a technológia a TN+Film nevet kapta, jelezve ennek a filmnek a jelenlétét. Nem olyan egyszerű megállapítani, hogy pontosan milyen típusú mátrixot használnak a monitorban. Ha azonban „törött” pixel van a monitoron, ami az LCD cellát vezérlő tranzisztor meghibásodása miatt keletkezett, akkor a TN mátrixokban mindig fényesen fog égni (piros, zöld vagy kék), hiszen egy TN-nél mátrix egy nyitott pixel a cellán lévő feszültség hiányának felel meg. A TN mátrixot úgy is felismerheti, ha a fekete színt maximális fényerő mellett nézi - ha inkább szürke, mint fekete, akkor valószínűleg ez a TN mátrix.

IPS mátrixok

IPS sejtszerkezet

Az IPS monitorokat Super TFT monitoroknak is nevezik. Az IPS mátrixok sajátossága, hogy a vezérlő elektródák ugyanabban a síkban helyezkednek el bennük az LCD cella alsó részén. Feszültség hiányában az elektródák között az LC molekulák párhuzamosak egymással, az elektródákkal és az alsó polarizációs szűrő polarizációs irányával. Ebben az állapotban nem befolyásolják az áteresztett fény polarizációs szögét, és a fényt teljesen elnyeli a kimeneti polarizációs szűrő, mivel a szűrők polarizációs irányai merőlegesek egymásra. Amikor feszültséget kapcsolunk a vezérlőelektródákra, a generált elektromos tér 90°-kal elforgatja az LC molekulákat úgy, hogy azok az erővonalak mentén orientálódjanak. Ha egy ilyen cellán fényt engedünk át, akkor a polarizációs sík elfordulása miatt a felső polarizációs szűrő interferencia nélkül engedi át a fényt, vagyis a cella nyitott állapotba kerül (4. ábra). Az elektródák közötti feszültség változtatásával az LC molekulák tetszőleges szögben elfordulásra kényszeríthetők, ezáltal megváltozik a cella átlátszósága. Minden más tekintetben az IPS cellák hasonlóak a TN mátrixokhoz: három színszűrő használatával is színes kép készül. Az IPS mátrixoknak vannak előnyei és hátrányai is a TN mátrixokhoz képest. Előnye, hogy be ez az eset tökéletesen fekete lesz, nem szürke, mint a TN-mátrixokban. Egyéb vitathatatlan előny adott technológia nagy betekintési szögek. Az IPS mátrixok hátrányai közé tartozik a hosszabb pixel válaszidő, mint a TN mátrixoké. Visszatérünk azonban a pixel reakcióidejének kérdéséhez. Végezetül megjegyezzük, hogy az IPS-mátrixoknak vannak különféle módosításai (Super IPS, Dual Domain IPS), amelyek javítják a teljesítményüket.

MVA mátrixok

Egy MVA cella tartománystruktúrája

Az MVA a VA technológia, azaz a függőleges molekulaillesztési technológia evolúciója. A TN és IPS mátrixokkal ellentétben ebben az esetben negatív dielektromos anizotrópiájú folyadékkristályokat használnak, amelyek az elektromos erővonalak irányára merőlegesen vannak orientálva. Feszültség hiányában az LC-cella lemezei között minden folyadékkristály-molekula függőlegesen helyezkedik el, és nincs hatással az áteresztett fény polarizációs síkjára. Mivel a fény két keresztezett polarizátoron halad át, a második polarizátor teljesen elnyeli, és a cella zárt állapotban van, miközben a TN mátrixtól eltérően tökéletes fekete színt kaphatunk. Ha a fent és lent elhelyezkedő elektródákra feszültséget kapcsolunk, a molekulák 90°-kal elfordulnak, és merőlegesen tájolódnak az elektromos erővonalakra. Amikor síkpolarizált fény áthalad egy ilyen szerkezeten, a polarizációs sík 90°-kal elfordul, és a fény szabadon áthalad a kimeneti polarizátoron, azaz az LC cella nyitott állapotban van. A molekulák vertikális elrendezésű rendszereinek előnyei a tökéletes fekete szín elérésének lehetősége (ami viszont befolyásolja a nagy kontrasztú képek készítésének lehetőségét) és a rövid pixel válaszidő. A látószögek növelése érdekében a molekulák függőleges rendezettségű rendszerekben több tartományú struktúrát alkalmaznak, amely MVA típusú mátrixok létrehozásához vezet. Ennek a technológiának a jelentése abban rejlik, hogy minden egyes alpixel több zónára (tartományra) van osztva speciális párkányok segítségével, amelyek kissé megváltoztatják a molekulák orientációját, és arra kényszerítik őket, hogy igazodjanak a párkány felületéhez. Ez oda vezet, hogy minden ilyen tartomány a saját irányába világít (egy bizonyos térszögön belül), és az összes irány kombinációja kiterjeszti a monitor látószögét. Az MVA mátrixok előnyei közé tartozik a nagy kontraszt (a tökéletes fekete elérésének lehetősége miatt) és a nagy betekintési szögek (akár 170°). Jelenleg az MVA technológiának számos változata létezik, mint például a Samsung PVA (mintás függőleges igazítás), MVA-Premium és mások, amelyek tovább javítják az MVA mátrixok teljesítményét.

Fényerősség

Ma az LCD monitorokban a műszaki dokumentációban megadott maximális fényerő 250-500 cd / m2. És ha a monitor fényereje elég magas, akkor ezt feltétlenül jelzik a reklámfüzetekben, és a monitor egyik fő előnyeként mutatják be. Azonban éppen ez az egyik buktató. A paradoxon abban rejlik, hogy nem lehet a műszaki dokumentációban feltüntetett számokra összpontosítani. Ez nem csak a fényerőre vonatkozik, hanem a kontrasztra, a betekintési szögekre és a pixel válaszidőre is. Nem csak, hogy egyáltalán nem felelnek meg a ténylegesen megfigyelt értékeknek, de néha nehéz megérteni, mit jelentenek ezek a számok. Először is, a különböző szabványokban különböző mérési technikákat írnak le; ennek megfelelően a különböző módszerekkel végzett mérések eltérő eredményeket adnak, és nem valószínű, hogy megtudhatja, melyik módszerrel és hogyan történt a mérés. Íme egy egyszerű példa. A mért fényerő a színhőmérséklettől függ, de amikor azt mondják, hogy a monitor fényereje 300 cd / m2, akkor felmerül a kérdés: milyen színhőmérsékleten érhető el ez a maximális fényerő? Ráadásul a gyártók nem a monitorra, hanem az LCD mátrixra jelzik a fényerőt, ami egyáltalán nem ugyanaz. A fényerő mérésére speciális referenciajeleket használnak a generátoroktól, pontosan beállított színhőmérséklettel, így magának a monitornak, mint végterméknek a jellemzői jelentősen eltérhetnek a műszaki dokumentációban megadottaktól. De a felhasználó számára magának a monitornak a jellemzői, és nem a mátrix, a legfontosabbak. A fényerő nagyon fontos jellemzője az LCD monitornak. Például elégtelen fényerővel valószínűleg nem tud különféle játékokat játszani vagy DVD-filmeket nézni. Ezenkívül kényelmetlen lesz a monitor mögött dolgozni nappali fényviszonyok mellett (külső megvilágítás). Korai lenne azonban ezek alapján arra a következtetésre jutni, hogy egy 450 cd/m2 deklarált fényerősségű monitor valamivel jobb, mint egy 350 cd/m2 fényerősségű monitor. Először is, amint már említettük, a deklarált és a tényleges fényerő nem ugyanaz, másrészt elég, ha az LCD-monitor fényereje 200-250 cd / m2 (de nem deklarált, hanem ténylegesen megfigyelhető). Ezen túlmenően nem kis jelentősége van annak, hogy a monitor fényerejét hogyan állítják be. A fizika szempontjából a fényerő beállítását a háttérvilágítású lámpák fényerejének változtatásával lehet elvégezni. Ezt vagy a lámpa kisülési áramának beállításával érik el (monitorokban hidegkatódos fénycsöveket, CCFL-t használnak háttérvilágítású lámpákként), vagy a lámpa teljesítményének úgynevezett impulzusszélesség-modulációjával. Impulzusszélesség-moduláció esetén a háttérvilágítás feszültségét meghatározott időtartamú impulzusok biztosítják. Ennek eredményeként a megvilágító lámpa nem világít folyamatosan, hanem csak periodikusan ismétlődő időközönként, de a látás tehetetlensége miatt úgy tűnik, hogy a lámpa folyamatosan ég (az impulzus ismétlési gyakorisága meghaladja a 200 Hz-et). Nyilvánvalóan az alkalmazott feszültségimpulzusok szélességének változtatásával beállítható a háttérvilágítás lámpa átlagos fényereje. A monitor fényerejének a háttérvilágítás miatti beállításán kívül néha ezt a beállítást maga a mátrix végzi el. Valójában az LC cella elektródáin egy állandó komponenst adnak a vezérlőfeszültséghez. Ez lehetővé teszi az LCD cella teljes kinyitását, de nem teszi lehetővé annak teljes bezárását. Ebben az esetben, ha a fényerőt növeljük, a fekete szín megszűnik fekete lenni (a mátrix részben átlátszóvá válik még akkor is, ha az LCD-cella zárva van).

Kontraszt

Ugyanilyen fontos jellemzője az LCD-monitornak a kontrasztaránya, amelyet a fehér háttér és a fekete háttér fényerejének arányaként határoznak meg. Elméletileg egy monitor kontrasztjának függetlennek kell lennie a monitoron beállított fényerőszinttől, vagyis bármely fényerőszintnél a mért kontrasztnak azonos értékűnek kell lennie. Valójában a fehér háttér fényereje arányos a háttérvilágítás fényerejével. Ideális esetben egy LCD cella fényáteresztő képességének aránya nyitott és zárt állapotban magának az LCD cellának a jellemzője, azonban a gyakorlatban ez az arány függhet mind a beállított színhőmérséklettől, mind a monitor beállított fényerősségétől. Az elmúlt években a képkontraszt a digitális monitorokon jelentősen megnőtt, és most ez a szám gyakran eléri az 500:1 értéket. De még itt sem minden olyan egyszerű. A helyzet az, hogy a kontrasztot nem a monitorhoz, hanem a mátrixhoz lehet megadni. A tapasztalatok szerint azonban, ha az útlevélben 350:1-nél nagyobb kontrasztarány van feltüntetve, akkor ez elég a normál működéshez.

Látószög

A maximális betekintési szög (függőlegesen és vízszintesen is) az a látószög, amelyből a kép kontrasztja a közepén legalább 10:1. Egyes mátrixgyártók a betekintési szögek meghatározásakor nem 10:1, hanem 5:1 kontrasztarányt alkalmaznak, ami szintén zavart okoz a műszaki előírásokban. A betekintési szögek formális meghatározása meglehetősen homályos, és ami a legfontosabb, nem kapcsolódik közvetlenül a helyes színvisszaadáshoz, ha egy képet szögben nézünk. Valójában a felhasználók számára sokkal fontosabb körülmény, hogy a monitor felületéhez képest szögben álló képet nézve nem kontrasztcsökkenés, hanem színtorzulás tapasztalható. Például a piros sárgává, a zöld pedig kékké változik. Ráadásul az ilyen torzítások különböző modellek különböző módokon nyilvánulnak meg: egyesek számára már enyhe, a látószögnél sokkal kisebb szögben is észrevehetővé válnak. Ezért alapvetően rossz a monitorok látószög szerinti összehasonlítása. Lehet valamit összehasonlítani, de az ilyen összehasonlításnak nincs gyakorlati értéke.

Pixel válaszidő

Tipikus pixel bekapcsolási időzítési diagram a TN+Film mátrixhoz

Tipikus pixel kikapcsolási idődiagram a TN+Film-mátrixhoz

A válaszidőt vagy pixeles válaszidőt általában a monitor műszaki dokumentációjában határozzák meg, és a monitor egyik legfontosabb jellemzőjének tartják (ami nem teljesen igaz). Az LCD-monitorokban a pixel válaszidőt a mátrix típusától függően tízezredmásodpercben mérik (az új TN + Film mátrixokban a pixel válaszidő 12 ms), és ez a változó kép elmosódásához vezet. és szemmel is észrevehető lehet. Tegyen különbséget a pixel bekapcsolási és kikapcsolási ideje között. A pixel bekapcsolási ideje az LCD-cella kinyitásához szükséges időt, a kikapcsolási idő pedig a bezárásához szükséges időt jelenti. Amikor egy pixel reakcióidejéről beszélnek, megértik a pixel be- és kikapcsolásának teljes idejét. A pixel be- és kikapcsolási ideje jelentősen változhat. Amikor a monitor műszaki dokumentációjában feltüntetett pixel válaszidőről beszélnek, akkor nem a monitor, hanem a mátrix válaszidejét értik. Ezenkívül a műszaki dokumentációban feltüntetett pixel válaszidőt a különböző mátrixgyártók eltérően értelmezik. Például a pixel bekapcsolási (ki) idejének értelmezésének egyik lehetősége az, hogy ez az az idő, amikor a pixel fényerejét 10-ről 90%-ra (90-ről 10%-ra) kell módosítani. Mostanáig, amikor egy pixel reakcióidejének méréséről beszélünk, akkor érthető, hogy a fekete és a fehér színek közötti váltásról beszélünk. Ha nincs kérdés a fekete színnel (a pixel egyszerűen zárva van), akkor a fehér szín kiválasztása nem nyilvánvaló. Hogyan változik egy pixel reakcióideje, ha a különböző féltónusok közötti váltáskor mérjük? Ez a kérdés nagy gyakorlati jelentőséggel bír. Az a tény, hogy a fekete háttérről a fehérre vagy fordítva való váltás viszonylag ritka a valós alkalmazásokban. A legtöbb alkalmazásban rendszerint a félhangok közötti átmenetek valósulnak meg. És ha a fekete-fehér színek közötti váltási idő rövidebbnek bizonyul, mint a szürkeárnyalatos váltási idő, akkor a pixel válaszidőnek nem lesz gyakorlati értéke, és nem lehet erre a monitorjellemzőre fókuszálni. Milyen következtetést lehet levonni a fentiekből? Minden nagyon egyszerű: a gyártó által megadott pixel válaszidő nem teszi lehetővé a monitor dinamikus jellemzőinek egyértelmű megítélését. Ebben az értelemben helyesebb, ha nem a fehér és fekete színek közötti pixelváltás idejéről beszélünk, hanem a féltónusok közötti pixelváltás átlagos idejéről.

A megjelenített színek száma

Minden monitor természeténél fogva RGB-eszköz, vagyis színüket a három alapszín: piros, zöld és kék különböző arányú keverésével kapják. Így minden LCD pixel három színes alpixelből áll. Az LC cella teljesen zárt vagy teljesen nyitott állapota mellett köztes állapotok is lehetségesek, amikor az LC cella részben nyitott. Ez lehetővé teszi a színárnyalat kialakítását és az alapszínek színárnyalatainak megfelelő arányú keverését. Ebben az esetben a monitor által reprodukált színek száma elméletileg attól függ, hogy az egyes színcsatornákban hány színárnyalat alakítható ki. Az LC cella részleges nyitása úgy érhető el, hogy a vezérlő elektródákra a szükséges feszültségszintet kapcsoljuk. Ezért az egyes színcsatornákban a reprodukálható színárnyalatok száma attól függ, hogy hány különböző feszültségszintet lehet az LCD cellára alkalmazni. Egy tetszőleges feszültségszint kialakításához nagy kapacitású DAC áramkörök használatára lesz szükség, ami rendkívül drága. Ezért a modern LCD monitorokban leggyakrabban 18 bites DAC-okat használnak, és ritkábban 24 biteseket. 18 bites DAC használatakor minden színcsatornának 6 bitje van. Ezzel 64 (26=64) különböző feszültségszintet alakíthatunk ki, és ennek megfelelően 64 színárnyalatot kaphatunk egy színcsatornában. Összességében a különböző csatornák színárnyalatainak keverésével 262 144 színárnyalat hozható létre. 24 bites mátrix (24 bites DAC áramkör) használatakor minden csatorna 8 bites, ami csatornánként 256 (28 = 256) színárnyalat kialakítását teszi lehetővé, és összesen 16 777 216 színárnyalatot reprodukál egy ilyen mátrix. Ugyanakkor sok 18 bites mátrix esetében az útlevélben az szerepel, hogy 16,2 millió színt reprodukálnak. Mi itt a baj és lehetséges-e? Kiderült, hogy a 18 bites mátrixokban mindenféle trükknek köszönhetően a színárnyalatok számát közelebb lehet hozni ahhoz, amit a valódi 24 bites mátrixok reprodukálnak. A 18 bites mátrixok színárnyalatainak extrapolálásához két technológiát (és ezek kombinációit) használnak: dithering (dithering) és FRC (Frame Rate Control). A dithering technológia lényege, hogy a hiányzó színárnyalatokat a szomszédos pixelek legközelebbi színárnyalatainak keverésével kapjuk meg. Nézzünk egy egyszerű példát. Tegyük fel, hogy egy pixel csak két állapotban lehet: nyitott és zárt, és a pixel zárt állapota feketét, a nyitott állapot pedig vöröset alkot. Ha egy pixel helyett két pixelből álló csoportot veszünk figyelembe, akkor a fekete és a piros mellett egy köztes színt is kaphatunk, így a kétszínű módból egy háromszínűre extrapolálunk. Ennek eredményeként, ha kezdetben egy ilyen monitor hat színt tudott generálni (csatornánként kettőt), akkor az ilyen színezés után már 27 színt reprodukál. A dithering sémának van egy jelentős hátránya: a színárnyalatok növekedését a felbontás csökkenése rovására érik el. Valójában ez növeli a pixelméretet, ami hátrányosan befolyásolhatja a kép részleteinek megjelenítését. Az FRC technológia lényege, hogy az egyes alpixelek fényerejét be-/kikapcsolással manipulálják. Az előző példához hasonlóan a pixeleket vagy feketének (ki) vagy pirosnak (bekapcsolva) tekintjük. Az egyes alpixelek képkockasebességgel, azaz 60 Hz-es képfrekvenciával kapcsolódnak be, minden alpixelnek másodpercenként 60-szor kell bekapcsolnia. Ez lehetővé teszi a vörös szín létrehozását. Ha viszont a pixelt nem 60-szor kényszerítjük másodpercenként bekapcsolásra, hanem csak 50-et (minden 12. ciklusnál kapcsoljuk ki a pixelt, ne kapcsoljuk be), akkor ennek eredményeként a pixel fényereje a képpont 83%-a lesz. maximum, ami lehetővé teszi a vörös közbenső színárnyalat kialakítását. Mindkét vizsgált színextrapolációs módszernek megvannak a maga hátrányai. Az első esetben ez a képernyő esetleges villogása és a reakcióidő enyhe növekedése, a második esetben pedig a képrészletek elvesztésének valószínűsége. Elég nehéz szemmel megkülönböztetni egy 18 bites színextrapolációval rendelkező mátrixot a valódi 24 bitestől. Ugyanakkor a 24 bites mátrix költsége sokkal magasabb.

A TFT-LCD kijelzők működési elve

ábra jól szemlélteti a képernyőn történő képalkotás általános elvét. 1. De hogyan lehet szabályozni az egyes alpixelek fényerejét? A kezdőknek általában így szoktak magyarázni: minden alpixel mögött folyadékkristályos redőny található. A rákapcsolt feszültségtől függően több vagy kevesebb fényt ereszt át a háttérvilágításból. És mindenki azonnal elképzel néhány fület kis hurkon, amelyek a kívánt szögbe fordulnak ... ilyesmi:

Valójában persze minden sokkal bonyolultabb. A zsanérokon nincsenek anyagszárnyak. Egy valódi folyadékkristályos mátrixban a fényáramot a következőképpen szabályozzák:

A háttérvilágítás fénye (a képen alulról felfelé haladunk) mindenekelőtt az alsó polarizációs szűrőn (fehér árnyalatú lapon) halad át. Ez már nem egy közönséges fénysugár, hanem polarizált. Továbbá a fény áttetsző vezérlőelektródákon (sárga lapokon) halad át, és útjában egy folyadékkristályréteggel találkozik. A vezérlőfeszültség polarizációjának megváltoztatásával fényáram legfeljebb 90 fokkal változtatható (a bal oldali képen), vagy változatlanul hagyható (a jobb oldalon ugyanott). Figyelem, a móka kezdődik! A folyadékkristályok rétege után fényszűrők találhatók, és itt minden alpixel a kívánt színre van festve - piros, zöld vagy kék. Ha ránézünk a képernyőre úgy, hogy a felső polarizációs szűrő eltávolítva van, milliónyi világító szubpixelt fog látni – és mindegyik maximális fényerővel világít, mert szemünk nem tudja megkülönböztetni a fény polarizációját. Más szóval, a felső polarizátor nélkül csak egységes fehér fényt fogunk látni a képernyő teljes felületén. De érdemes a felső polarizációs szűrőt visszatenni a helyére - és ez "megmutatja" mindazt a változást, amit a folyadékkristályok a fény polarizációjával végrehajtottak. Néhány alpixel fényesen világít, mint az ábrán a bal oldali, amelynek polarizációja 90 fokkal megváltozott, néhány pedig kialszik, mert a felső polarizátor ellenfázisban van az alsóval, és nem sugározza át a fényt az alapértelmezés szerint ( amelyik alapértelmezés szerint) polarizáció. Vannak közepes fényerejű alpixelek is - a rajtuk áthaladó fényáram polarizációját nem 90, hanem kisebb fokkal, például 30 vagy 55 fokkal forgatták el.

Érvek és ellenérvek

Konvenciók: (+) méltóság, (~) elfogadható, (-) hátrány
	LCD monitorok	CRT monitorok
Fényerősség	(+) 170-250 cd/m2	(~) 80-120 cd/m2
Kontraszt	(~) 200:1-től 400:1-ig	(+) 350:1-700:1
Betekintési szög (kontraszttal)	(~) 110-170 fok	(+) 150 fok felett
Betekintési szög (szín szerint)	(-) 50-125 fok	(~) 120 fok felett
Engedély	(-) Egyetlen felbontás fix pixelmérettel. Optimálisan csak ebben a felbontásban használható; A támogatott bővítési vagy tömörítési funkcióktól függően nagyobb vagy kisebb felbontás is használható, de ezek nem optimálisak.	(+) Különféle felbontások támogatottak. A monitor minden támogatott felbontás mellett optimálisan használható. A korlátozást csak a frissítési gyakoriság elfogadhatósága szabja meg.
Függőleges frekvencia	(+) Optimális frekvencia 60 Hz, ami elegendő ahhoz, hogy ne villogjon	(~) Csak 75 Hz feletti frekvenciákon nincs egyértelműen észrevehető villogás
Színillesztési hibák	(+) sz	(~) 0,0079-0,0118 hüvelyk (0,20-0,30 mm)
Összpontosítás	(+) nagyon jó	(~) tisztességestől nagyon jóig>
Geometriai/lineáris torzítás	(+) sz	(~) lehetséges
Képpontok, amelyek nem működnek	(-) 8-ig	(+) sz
Bemeneti jel	(+) analóg vagy digitális	(~) csak analóg
Méretezés különböző felbontásokban	(-) hiányzó vagy interpolációs módszereket alkalmaznak, amelyek nem igényelnek nagy általános költségeket	(+) nagyon jó
Színes megjelenítési pontosság	(~) A True Color támogatott, és a kívánt színhőmérséklet szimulálva van	(+) A True Color támogatott, ugyanakkor rengeteg színkalibráló eszköz van a piacon, ami határozott plusz
Gamma korrekció (színbeállítás az emberi látás jellemzőihez)	(~) kielégítő	(+) fotorealisztikus
Egyöntetűség	(~) gyakran világosabb a kép a széleken	(~) gyakran a kép világosabb a közepén
Színtisztaság/Színminőség	(~) jó	(+) magas
vibrálás	(+) sz	(~) észrevehetetlenül 85 Hz felett
Tehetetlenségi idő	(-) 20-30 ms.	(+) becsmérlően kicsi
Képalkotás	(+) A képet pixelek alkotják, amelyek száma csak az LCD panel konkrét felbontásától függ. A pixelosztás csak maguknak a pixeleknek a méretétől függ, de a köztük lévő távolságtól nem. Minden pixel egyedileg van kialakítva a kiváló fókusz, tisztaság és felbontás érdekében. A kép koherensebb és egyenletesebb	(~) A pixeleket pontok (triádok) vagy csíkok csoportja alkotja. Egy pont vagy vonal magassága az azonos színű pontok vagy vonalak távolságától függ. Ennek eredményeként a kép élessége és tisztasága nagymértékben függ a pont- vagy vonalosztás méretétől és a CRT minőségétől.
Energiafogyasztás és károsanyag-kibocsátás	(+) Gyakorlatilag nincs veszélyes elektromágneses sugárzás. Az energiafogyasztás körülbelül 70%-kal alacsonyabb, mint a szabványos CRT-monitoroké (25–40 W).	(-) Elektromágneses kibocsátások mindig jelen vannak, azonban mértékük attól függ, hogy a CRT megfelel-e valamilyen biztonsági szabványnak. Energiafogyasztás működő állapotban 60-150 watt.
Méretek/súly	(+) lapos kialakítás, könnyű súly	(-) nehéz szerkezet, sok helyet foglal
Monitor interfész	(+) Digitális interfész, azonban a legtöbb LCD monitor rendelkezik beépített analóg interfésszel a videoadapterek leggyakoribb analóg kimeneteihez való csatlakozáshoz.	(-) Analóg interfész

Irodalom

A.V. Petrochenkov „Hardver-számítógép és perifériák“, -106str.ill.
V.E. Figurnov „IBM PC a felhasználónak”, -67p.
„HARD „n” SOFT” (számítógépes magazin a felhasználók széles körének) 6. sz., 2003
N.I. Gurin „Dolgozz tovább személyi számítógép“,-128p.

Az LCD monitorok fő paraméterei

Mit tudunk tehát a folyadékkristályos monitorokról? Először is, méretükben és színükben különböznek. Másodszor - az ár. Harmadszor, több mint egy tucat különböző cég gyártja őket. Ez talán egy átlagos számítógép-felhasználó tudása korlátozott. Megpróbáljuk bővíteni őket.

Az LCD monitor (vagy LCD monitor) legfontosabb fogyasztói jellemzői a következők: ár, képarány, felbontás, átló, kontraszt, fényerő, válaszidő, látószög, elérhetőség hibás pixelek, interfészek, mátrix típus, méretek, energiafogyasztás.

Ár
Az árral kapcsolatban: általában minél drágább a monitor, annál jobb. Vannak azonban árnyalatok. Két gyártó is elkészítheti modelljét ugyanazon mátrix alapján, de az árkülönbség elérheti az ezer rubelt is. Mindez a tervezés, a cég marketingpolitikája és egyéb tényezők miatt.
Ezen kívül mindegyik kiegészítő funkció illetve a monitor végső költségének növelésének lehetősége. Ráadásul ezek a fejlesztések nem mindig szükségesek a felhasználó számára. Sokuknak elég képminősége és funkcionalitása van a TN-mátrixon alapuló olcsó modellekhez. De egyesek pontos színvisszaadást igényelnek, amit csak a drágább IPS- vagy *VA-mátrixon alapuló modellek tudnak biztosítani.
A legolcsóbb 18,5 hüvelykes és 19 hüvelykes monitorok ára 100 dollártól kezdődik.

Képernyőformátum
A ma már elavult CRT-monitorok szabványos képaránya 4:3 (szélesség-magasság). Az első LCD monitorok is így készültek (plusz 5:4 formátum is készült). Most már nehéz megtalálni őket az értékesítésben: a szélesvásznú modellek a boltok polcain vannak - 16:10, 16:9, 15:9 képarányú modellek, ami a HD formátumú videó aktív bevezetéséhez kapcsolódik (16 :9).
A 4:3-as monitorok előnyösebbek a webes szörfözéshez, szöveges munkához, publikáláshoz és egyéb programokhoz, ahol a munka főleg függőleges objektumokon (oldalakon) történik. De otthoni monitorként és szórakozási eszközként (különféle videótartalom megtekintésére, háromdimenziós játékokra) a szélesvásznú monitor lesz a legjobb választás.

Képernyőfelbontás
Ez a paraméter azt jelzi, hogy hány pont (pixel) van elhelyezve a monitor látható részén. Például: 1680x1050 (1680 pont vízszintesen és 1050 pont függőlegesen). Ezt a paramétert a keretformátum határozza meg (a pontok száma a képarány többszöröse). Ebben az esetben 16:10. Az ilyen számpárokból véges sok van (az engedélytáblázat megtalálható a neten).
CRT-monitoroknál bármilyen felbontást beállíthat, amelyet a monitor vagy a videokártya támogat. Az LCD monitorokban csak egy fix felbontás van, a többit interpolációval érjük el. Ez rontja a képminőséget. Ezért az azonos felbontású monitorok közötti választásnál jobb, ha nagyobb átlót választunk. Főleg ha látássérült, ami korunkban nem ritka. Ezenkívül az LCD monitor felbontását támogatnia kell a grafikus kártyájának. Problémák adódhatnak az elavult videokártyákkal. Ellenkező esetben nem natív felbontást kell beállítania. Ez pedig a kép szükségtelen torzítása.
Egyáltalán nem szükséges 1920x1080 (Full HD) vagy 2560x1600 felbontású monitor vásárlása. Mivel a számítógépe képes 3D-s játékok futtatására ezen a felbontáson, és a Full HD videók még mindig nem túl gyakoriak.

Képernyő átlója
Ezt az értéket hagyományosan hüvelykben mérik, és a két szemközti sarok távolságát mutatja. Méretben és árban is a mai nap optimális átlója 20-22 hüvelyk. Egyébként ugyanazzal az átlómérettel egy 4:3-as monitor nagyobb felületű lesz.

Kontraszt
Ez az érték a legvilágosabb és legsötétebb pontok közötti maximális fényerőarányt jelzi. Általában számpárként adják meg, például 1000:1. Minél statikusabb a kontraszt, annál jobb, mivel így több árnyalatot láthat (például fekete területek helyett – fekete árnyalatok fotókon, játékokon vagy filmeken). Kérjük, vegye figyelembe, hogy a gyártó a statikus kontrasztinformációt helyettesítheti dinamikus kontrasztinformációkkal, amelyeket másként számítanak ki, és nem szabad támaszkodni a monitor kiválasztásakor.

Fényerősség
Ez a paraméter a kijelző által kibocsátott fény mennyiségét mutatja. Ezt kandelában mérik négyzetméterenként. A magas fényerő nem árt. Ebben az esetben mindig csökkentheti a fényerőt saját preferenciáitól és a munkahely megvilágításától függően.

Válaszidő
A válaszidő az a minimális idő, amely alatt egy pixel fényerejét aktívról (fehérről) inaktívra (feketére), majd újra aktívra változtatja. A válaszidő a pufferelési idő és a kapcsolási idő összege. Az utolsó paramétert a jellemzők jelzik. Ezredmásodpercben (ms) mérve. A kevesebb jobb. A hosszú válaszidő elmosódott képeket eredményez a filmek és játékok gyors jeleneteiben. A legtöbb olcsó TN-mátrixon alapuló modellben a válaszidő nem haladja meg a 10 ms-ot, és elég a kényelmes munkához. Egyes gyártók egyébként ravaszak, mérik az átmenetet a szürke egyik árnyalatáról a másikra, és ezt az értéket adják válaszidőként.

Látószög
Ez a paraméter jelzi, hogy a kontraszt milyen látószögben esik a megadott értékre. Ebben az esetben a torzítás elfogadhatatlanná válik a megtekintéshez. Sajnos minden cég máshogy számítja ki a betekintési szöget, így a legjobb, ha vásárlás előtt alaposan megnézzük a monitort.

Hibás pixelek
Az LCD mátrix elkészítése után képhibákat tartalmazhat, melyek holt és „forró” (függő) pixelekre oszlanak. Ez utóbbiak megjelenése bizonyos tényezőktől függ: például a hőmérséklet emelkedésekor jelenhetnek meg. Megpróbálhatja eltávolítani a „forró” képpontokat a „remap” eljárással (a sérült képpontokat kikapcsolja). A pixelektől való megszabadulás nem valószínű, hogy sikerül.
Egyetértek, kellemetlen olyan monitoron dolgozni, ahol folyamatosan égő zöld vagy piros pont található. Ezért a monitor bolti ellenőrzésekor futtasson valamilyen tesztprogramot a hibás képpontok jelenlétének vagy hiányának megállapítására. Vagy felváltva töltse fel a képernyőt feketével, fehérrel, pirossal, zölddel és kékkel, és nézze meg közelebbről. Ha nincsenek halott pixelek, nyugodtan vigye fel. Sajnos később megjelenhetnek, de ennek kicsi a valószínűsége.
Még egy dolog, amit érdemes tudni: az ISO 13406-2 szabvány négy minőségi osztályt határoz meg a monitorok számára a halott pixelek megengedett száma szerint. Ezért az eladó megtagadhatja a modell cseréjét, ha az elhalt pixelek száma nem haladja meg a gyártó által meghatározott minőségi osztályt.

Mátrix típus
A kijelzők gyártása során három fő technológiát alkalmaznak: TN, IPS és MVA/PVA. Vannak mások is, de náluk nincs ilyen elosztás. Nem érdekelnek minket a technológiai különbségek, térjünk át a fogyasztói tulajdonságokra.
TN+film. A legmasszívabb és legolcsóbb panelek. Jó a válaszidejük, de gyenge a kontrasztszintjük és kicsi a látószögük. A színvisszaadás is sántít. Ezért nem használják olyan területeken, ahol pontos színkezelésre van szükség. Otthoni használatra - a legjobb megoldás.
IPS (SFT). Kedves panelek! Jó betekintési szög, nagy kontraszt, jó színvisszaadás, de hosszú válaszidő. Az egyetlenek, amelyek az RGB színek teljes skáláját képesek megjeleníteni. Jelenleg fejlesztések folynak a válaszidők javítására, a színtartomány további bővítésére és egyéb paraméterek javítására.
MVA/PVA. Valami a TN és az IPS között, mind a költségek, mind a teljesítmény tekintetében. A válaszidő nem sokkal rosszabb, mint a TN, és jobb a kontraszt, a színvisszaadás és a betekintési szög.

Interfészek
A modern monitorok analóg és digitális interfészekkel csatlakoztathatók számítógéphez. Az analóg VGA (D-Sub) elavult, de valószínűleg sokáig használni fogják. Fokozatosan felváltja a digitális DVI. HDMI és DisplayPort digitális interfészek is megtalálhatók.
Alapvetően egy dolgot kell tudnod: hogy a videokártyád rendelkezik-e a megfelelő interfésszel. Például vett egy új monitort digitális DVI-vel, de a videokártyának csak analógja van. Ebben az esetben adaptert kell használnia.

Méretek, kialakítás, fogyasztás
A monitort nemcsak a fogyasztói jellemzők, hanem a fogyasztói jellemzők alapján is meg kell választani megjelenés. De ez egyéni beállítás. Ahogy már írtuk, a szép dizájn megnöveli a monitor költségeit. Figyelmen kívül hagyhatja az energiafogyasztást. Szinte minden modern modellben meglehetősen kicsi. Az eszközútlevél jelzi az energiafogyasztást: aktív (üzemben) és passzív (amikor a monitor ki van kapcsolva, de nincs leválasztva a hálózatról).
Még egy kérdés: fényes vagy matt felületű monitort vegyek? A fényesség nagyobb kontrasztot ad, de jobban tükröződik, és gyorsabban szennyeződik.

Az LCD monitorok hátrányai
Annak ellenére, hogy az LCD-monitorok számos előnnyel rendelkeznek a CRT-monitorokkal szemben, számos hátrányt meg kell jegyezni:
1) csak egy „szokásos” felbontás, a többit interpolációval kapjuk az átlátszóság elvesztésével;
2) a színskála és a színpontosság rosszabb;
3) viszonylag alacsony kontrasztszint és fekete mélység;
4) a képváltozásokra adott válaszidő hosszabb, mint a CRT-monitoroké;
5) a kontraszt látószögtől való függésének problémája még nem megoldott;
6) helyreállíthatatlan hibás képpontok lehetséges jelenléte.

Az LCD monitorok jövője
Az LCD monitorok jelenleg virágkorukat élik. Néhány évvel ezelőtt azonban a szakértők olyan technológiáról kezdtek beszélni, amely egy napon helyettesítheti őket. A legígéretesebbek az OLED kijelzők (matrix szerves fénykibocsátó diódákkal). Tömegtermelésük azonban továbbra is nehézségekkel küzd, és a meglehetősen magas ár korlátozza. Emellett az LCD-monitorok technológiája is folyamatosan fejlődik, így a közelgő megszűnésük bejelentése még korai.

Az LCD monitorokban használt mátrix típusa természetesen a monitorok egyik legfontosabb jellemzője, de nem az egyetlen. A monitorokat a mátrix típusa mellett a munkafelbontás, a maximális fényerő és kontraszt, a betekintési szögek, a pixelváltási idő, valamint egyéb, kevésbé jelentős paraméterek jellemzik. Tekintsük ezeket a jellemzőket részletesebben.

Ha a hagyományos CRT monitorokat általában az átlós képernyőméret jellemzi, akkor az LCD monitorok esetében ez a besorolás nem teljesen helyes. Helyesebb az LCD monitorokat munkafelbontás szerint osztályozni. Az tény, hogy a CRT-alapú monitorokkal ellentétben, amelyek felbontása meglehetősen rugalmasan változtatható, az LCD-kijelzők fix fizikai pixelkészlettel rendelkeznek. Ezért úgy tervezték őket, hogy csak egyetlen engedéllyel, úgynevezett munkavégzéssel működjenek. Közvetve ez a felbontás határozza meg a mátrixátló méretét is, azonban az azonos munkafelbontású monitorokon eltérő méretű mátrix is lehet. Például a 15-16 hüvelykes képátlójú monitorok működési felbontása általában 1024x768, ami viszont azt jelenti, hogy ennek a monitornak vízszintesen 1024, függőlegesen pedig 768 képpontja van.

A monitor munkafelbontása határozza meg a képernyőn megjelenő ikonok és betűtípusok méretét. Például egy 15 hüvelykes monitor munkafelbontása 1024x768 pixel vagy 1400x1050 pixel lehet. Utóbbi esetben maguknak a pixeleknek a fizikai méretei kisebbek lesznek, és mivel az első és a második esetben ugyanannyi képpontot használnak fel egy szabványos ikon kialakításához, így 1400x1050 pixeles felbontásnál az ikon fizikai méretekben kisebbek legyenek. A túl kicsi ikonméret nagy monitorfelbontás mellett egyes felhasználók számára elfogadhatatlan, ezért monitor vásárlásakor azonnal ügyeljen a munkafelbontásra.

Természetesen a monitor a működőtől eltérő felbontásban is képes képet megjeleníteni. A monitornak ezt a működési módját interpolációnak nevezik. Megjegyzendő, hogy interpoláció esetén a képminőség sok kívánnivalót hagy maga után: a kép feltört és durva, emellett léptékezési műtermékek is előfordulhatnak, például ütések a körökön. Az interpolációs mód különösen erős hatással van a képernyő-betűkészletek megjelenítési minőségére. Innen a következtetés: ha monitor vásárlásakor azt tervezi, hogy nem szabványos felbontáson fogja használni, akkor egyszerű módon a monitor működési módjának interpoláció közbeni ellenőrzése néhány megtekintése szöveges dokumentum apró betűkkel. Könnyen észrevehető lesz az interpolációs műtermék a betűk körvonalai mentén, és ha jobb interpolációs algoritmust használunk a monitoron, a betűk egyenletesebbek, de mégis elmosódottak lesznek. A sebesség, amellyel az LCD-monitor egy képkockát skáláz, szintén fontos paraméter, amelyre figyelni kell, mivel a monitor elektronikájának interpolációja időbe telik.

Az LCD monitorok egyik erőssége a fényereje. A folyadékkristályos kijelzők esetében ez a szám néha több mint kétszerese meghaladja a CRT-alapú monitorokét. A monitor fényerejének beállításához módosítsa a háttérvilágítás intenzitását. Ma az LCD monitorokban a műszaki dokumentációban megadott maximális fényerő 250-300 cd / m2. És ha a monitor fényereje elég magas, akkor ezt feltétlenül jelzik a reklámfüzetekben, és a monitor egyik fő előnyeként mutatják be.

A fényerő valóban fontos jellemzője az LCD monitornak. Például, ha a fényerő nem elegendő, akkor kényelmetlen lesz a monitor mögött dolgozni nappali fényviszonyok között (külső megvilágítás). A tapasztalatok szerint elegendő, ha egy LCD-monitor fényereje 200-250 cd / m2 - de nem deklarált, hanem ténylegesen megfigyelhető.

Az elmúlt években a képkontraszt a digitális paneleken jelentősen megnőtt, és mostanában ez az érték gyakran eléri az 1000:1 értéket. Ez a paraméter a maximális és minimális fényerő aránya fehér, illetve fekete háttéren. De itt sem minden olyan egyszerű. Az a helyzet, hogy a kontraszt nem a monitorhoz, hanem a mátrixhoz adható meg, ráadásul a kontraszt mérésére több alternatív módszer is létezik. A tapasztalatok szerint azonban, ha az útlevélben 350:1-nél nagyobb kontrasztarány van feltüntetve, akkor ez elég a normál működéshez.

Az egyes színalpixelekben lévő LC-molekulák egy bizonyos szögben történő elforgatásának köszönhetően nemcsak az LC-cella nyitott és zárt állapota érhető el, hanem a színárnyalatot alkotó köztes állapotok is. Elméletileg az LC-molekulák forgásszöge tetszőlegesre tehető a minimumtól a maximumig. A gyakorlatban azonban vannak olyan hőmérséklet-ingadozások, amelyek megakadályozzák a forgásszög pontos beállítását. Ezenkívül egy tetszőleges feszültségszint kialakításához nagy kapacitású DAC-áramkörök használatára lesz szükség, ami rendkívül drága. Ezért a modern LCD monitorokban leggyakrabban 18 bites DAC-okat használnak, és ritkábban 24 biteseket. 18 bites DAC használatakor minden színcsatornának 6 bitje van. Ez lehetővé teszi 64 (26 = 64) különböző feszültségszint kialakítását, és ennek megfelelően 64 különböző LC molekula orientáció beállítását, ami viszont 64 színárnyalat kialakulásához vezet egy színcsatornában. Összességében a különböző csatornák színárnyalatainak keverésével 262 K színárnyalat érhető el.

24 bites mátrix (24 bites DAC áramkör) használatakor minden csatorna 8 bites, ami csatornánként 256 (28 = 256) színárnyalat kialakítását teszi lehetővé, és összesen 16 777 216 színárnyalatot reprodukál egy ilyen mátrix.

Ugyanakkor sok 18 bites mátrix esetében az útlevélben az szerepel, hogy 16,2 millió színt reprodukálnak. Mi itt a baj és lehetséges-e? Kiderült, hogy a 18 bites mátrixokban különféle trükkök miatt meg lehet növelni a színárnyalatok számát úgy, hogy ez a szám megközelítse a valódi 24 bites mátrixok által reprodukált színek számát. A 18 bites mátrixok színárnyalatainak extrapolálásához két technológiát (és ezek kombinációit) használnak: Dithering (dithering) és FRC (Frame Rate Control).

A Dithering technológia lényege abban rejlik, hogy a hiányzó színárnyalatokat a szomszédos alpixelek legközelebbi színárnyalatainak keverésével kapjuk meg. Nézzünk egy egyszerű példát. Tegyük fel, hogy egy alpixel csak két állapotban lehet: nyitott és zárt, és az alpixel zárt állapota feketét, a nyitott állapot pedig vöröset alkot. Ha egy pixel helyett két alpixelből álló csoportot veszünk figyelembe, akkor a fekete és a piros színek mellett egy köztes színt is kaphatunk, és ezáltal a kétszínű módból egy háromszínűre extrapolálhatunk (1. ábra). . Ennek eredményeként, ha kezdetben egy ilyen monitor hat színt tudott generálni (csatornánként kettőt), akkor az ilyen színtelenítés után a monitor már 27 színt reprodukál.

1. ábra – Szóródási séma a színárnyalatok eléréséhez

Ha nem két, hanem négy alpixelből álló csoportot (2x2) tekintünk, akkor a dithering használatával minden csatornában további három színárnyalatot kaphatunk, és a monitor 8 színről 125 színre vált. Ennek megfelelően egy 9 alpixelből álló csoport (3x3) további hét színárnyalat elérését teszi lehetővé, és a monitor már 729 színű lesz.

A dithering sémának van egy jelentős hátránya: a színárnyalatok növekedését a felbontás csökkenése rovására érik el. Valójában ez növeli a pixelméretet, ami hátrányosan befolyásolhatja a kép részleteinek megjelenítését.

A dithering technológia mellett az FRC technológiát is alkalmazzák, amely az egyes alpixelek fényerejének manipulálásának egyik módja azok további be- és kikapcsolása. Az előző példához hasonlóan feltételezzük, hogy az alpixel lehet fekete (ki) vagy piros (be). Emlékezzünk vissza, hogy minden alpixelnek a parancsot kapja, hogy egy képkockasebességgel, azaz 60 Hz-es képkockasebesség mellett kapcsoljon be, minden alpixelnek másodpercenként 60-szori bekapcsolása van utasítva, ami lehetővé teszi a vörös generálását. Ha azonban az alpixel nem 60-szor kényszerül bekapcsolni másodpercenként, hanem csak 50-et (minden 12. ciklusban ne kapcsolja be, hanem kapcsolja ki az alpixelt), akkor ennek eredményeként az alpixel fényereje A maximum 83%-a, ami lehetővé teszi a vörös közbenső színárnyalat kialakítását.

Mindkét vizsgált színextrapolációs módszernek megvannak a maga hátrányai. Az első esetben ez a képrészletek elvesztésének lehetősége, a másodikban pedig a képernyő esetleges villogása és a reakcióidő enyhe növekedése.

Meg kell azonban jegyezni, hogy nem mindig lehet szemmel megkülönböztetni a 18 bites színextrapolációval rendelkező mátrixot a valódi 24 bitestől. Ebben az esetben a 24 bites mátrix lényegesen többe kerül.

Az LCD-monitorok hagyományos problémája a betekintési szög – ha a CRT-n a kép gyakorlatilag nem szenved még akkor sem, ha szinte párhuzamosan nézi a képernyő síkjával, akkor sok LCD-mátrixon a merőlegestől való kis eltérés is észrevehető eséshez vezet. kontraszt és színtorzítás. A jelenlegi szabványok szerint a szenzorgyártók a látószöget úgy határozzák meg, mint az érzékelő középpontjára merőlegeshez viszonyított szöget, amely alatt a kép kontrasztja az érzékelő közepén 10:1-re csökken (2. ábra).

2. ábra - Az LCD mátrix látószögeinek meghatározására szolgáló séma

A kifejezés nyilvánvaló egyértelműsége ellenére világosan meg kell érteni, hogy a mátrix gyártója (és nem a monitor) pontosan mit ért a látószögben. A maximális betekintési szög függőlegesen és vízszintesen is az a látószög, amelyből a kép kontrasztja legalább 10:1. Ugyanakkor ne feledje, hogy a kép kontrasztja a fehér háttér maximális fényerejének és a fekete háttér minimális fényerejének aránya. Így értelemszerűen a betekintési szögek szögből nézve nincsenek közvetlenül összefüggésben a színek pontosságával.

A szubpixel reakcióideje vagy válaszideje szintén a monitor egyik legfontosabb mutatója. Gyakran ezt a jellemzőt nevezik az LCD-monitorok leggyengébb pontjának, mivel a CRT-monitorokkal ellentétben, ahol a pixel válaszidejét mikroszekundumban mérik, az LCD-monitoroknál ez az idő több tíz milliszekundum, ami végső soron a változó kép elmosódásához vezet. és szemmel is észrevehető lehet. Fizikai szempontból egy pixel reakcióidejét az az időintervallum határozza meg, amely alatt a folyadékkristály-molekulák térbeli orientációja megváltozik, és minél rövidebb ez az idő, annál jobb.

Ebben az esetben különbséget kell tenni egy pixel be- és kikapcsolási ideje között. A pixel bekapcsolási ideje az LC cella teljes kinyílásához szükséges időt, a pixel kikapcsolási ideje pedig az LC cella teljes bezárásához szükséges időt jelenti. Ha egy pixel reakcióidejéről beszélünk, akkor ez alatt a pixel be- és kikapcsolásának teljes idejét értjük.

A pixel bekapcsolási és kikapcsolási ideje jelentősen eltérhet egymástól. Például, ha figyelembe vesszük a gyakori TN + Film mátrixokat, akkor a pixel kikapcsolásának folyamata a molekulák polarizációs irányaira merőleges átrendezéséből áll az alkalmazott feszültség hatására, és a pixel bekapcsolásának folyamata egy az LC molekulák egyfajta relaxációja, vagyis a természetes állapotukba való átmenet folyamata. Ebben az esetben nyilvánvaló, hogy egy pixel kikapcsolási ideje rövidebb lesz, mint a bekapcsolási idő.

A 3. ábra a TN+Film-mátrix pixel be- (3a. ábra) és kikapcsolásának (3b. ábra) tipikus időzítési diagramjait mutatja be. A bemutatott példában egy pixel bekapcsolási ideje 20 ms, a kikapcsolási idő pedig 6 ms. Egy pixel teljes reakcióideje 26 ms.

Amikor a monitor műszaki dokumentációjában feltüntetett pixel válaszidőről beszélnek, akkor nem a monitor, hanem a mátrix válaszidejét értik. Furcsa módon, de ez nem ugyanaz, hiszen az első eset nem veszi figyelembe a mátrix pixeleinek vezérléséhez szükséges összes elektronikát. Valójában a mátrix pixel reakcióideje a molekulák átorientációjához szükséges idő, a monitor pixel reakcióideje pedig a jel be-/kikapcsolása és a be-/kikapcsolás ténye közötti idő. Emellett a műszaki dokumentációban feltüntetett pixel válaszidőről beszélve figyelembe kell venni, hogy a mátrixgyártók ezt az időt többféleképpen értelmezhetik.

3. ábra - Tipikus idődiagramok egy pixel bekapcsolásához (a) és kikapcsolásához (b) egy TN mátrixhoz

Tehát a pixel be-/kikapcsolási idejének értelmezésének egyik lehetősége az, hogy ez azt az időt jelenti, amikor a pixelfény fényereje 10-ről 90%-ra vagy 90-ről 10%-ra változik. Ugyanakkor nagyon valószínű, hogy egy jó pixelválaszidővel rendelkező monitornál, amikor a fényerő 10-ről 90%-ra változik, a teljes pixel válaszidő (amikor a fényerő 0-ról 100%-ra változik) meglehetősen nagy lesz. .

Tehát talán helyesebb a 0-tól 100%-ig terjedő fényerő-változási tartományban végezni a méréseket? A 0-tól 10%-ig terjedő fényerőt azonban az emberi szem abszolút feketének érzékeli, és ebben az értelemben a 10%-os fényerőszinttől való mérésnek van gyakorlati jelentősége. Ugyanígy nincs értelme 100%-ig a fényerőszint változását mérni, mivel a 90%-ról 100%-ra eső fényerőt fehérnek érzékeljük, ezért éppen a 90%-ig terjedő fényerő mérésnek van gyakorlati jelentősége.

A pixel reakcióidejének mérésénél eddig a fekete és fehér színek közötti váltásról beszélünk. Ha nincs kérdés a fekete színnel (a pixel egyszerűen zárva van), akkor a fehér szín kiválasztása nem nyilvánvaló. Hogyan változik egy pixel reakcióideje, ha a különböző féltónusok közötti váltáskor mérjük? Ez a kérdés nagy gyakorlati jelentőséggel bír. A helyzet az, hogy a fekete háttérről a fehér háttérre vagy fordítva történő váltást, ami meghatározza egy pixel reakcióidejét, valós alkalmazásokban viszonylag ritkán alkalmazzák – például a fekete szöveg görgetése fehér alapon. A legtöbb alkalmazásban rendszerint a félhangok közötti átmenetek valósulnak meg. És ha kiderül, hogy a szürke és fehér színek közötti váltási idő rövidebb lesz, mint a szürkeárnyalatos váltási idő, akkor a pixel válaszidőnek egyszerűen nincs gyakorlati értéke, így nem támaszkodhat erre a monitor jellemzőre. Valóban, mi értelme van egy pixel reakcióidejének meghatározásának, ha a féltónusok közötti váltás tényleges ideje hosszabb lehet, és ha a kép elmosódik, ha dinamikusan változik a kép?

A kérdésre adott válasz meglehetősen bonyolult, és a monitormátrix típusától függ. A széles körben használt és legolcsóbb TN + Film mátrixoknál minden egészen egyszerű: a pixel válaszidő, vagyis az LCD cella teljes kinyitásához vagy bezárásához szükséges idő bizonyul a maximális időnek. Ha a színt az R-, G- és B-csatornák (R-G-B) gradációi írják le, akkor a feketéről (0-0-0) a fehérre (255-255-255) való átmeneti idő hosszabb, mint az átmeneti idő feketétől a szürkébe gradáció. Hasonlóképpen, egy pixel kikapcsolási ideje (fehérről feketére való átmenet) hosszabb, mint a fehérről bármely szürkeárnyalatra való átmenet ideje.

ábrán A 4. ábra a fekete- és szürkeárnyalatos, illetve a szürkeárnyalatos és a fekete közötti váltási idő grafikus ábrázolását mutatja. Amint az a grafikonon látható, a fekete-fehér és fordítva közötti váltás ideje határozza meg a pixel reakcióidejét. Éppen ezért a TN+Film mátrixoknál a pixel válaszidőt teljes mértékben a monitor dinamikus tulajdonságai jellemzik.

4. ábra - A fekete- és szürkeárnyalatos váltási idő grafikonja

Az IPS és MVA mátrixok esetében nem minden olyan nyilvánvaló. Az ilyen típusú érzékelők esetében a színárnyalatok (szürkeárnyalatos) közötti átmeneti idő hosszabb lehet, mint a fehér és a fekete közötti átmeneti idő. Az ilyen mátrixokban a pixel válaszidejének ismerete (még akkor is, ha biztosak vagyunk abban, hogy ez rekordalacsony idő), nincs gyakorlati jelentősége, és nem tekinthető a monitor dinamikus jellemzőjének. Ennek eredményeként ezeknél a mátrixoknál sokkal fontosabb paraméter a szürkeárnyalatos szintek közötti maximális átmeneti idő, de ez az idő nincs feltüntetve a monitor dokumentációjában. Ezért, ha nem ismeri egy adott típusú mátrix maximális pixelváltási idejét, akkor a monitor dinamikus jellemzőinek értékelésének legjobb módja egy dinamikus játékalkalmazás futtatása, és a kép elmosódásának szemmel történő meghatározása.

Minden LCD-monitor természeténél fogva digitális, így a DVI digitális interfész a natív interfészük. Az interfész kétféle csatlakozóval rendelkezhet: a digitális és analóg jeleket egyesítő DVI-I és a csak digitális jelet továbbító DVI-D. Úgy gondolják, hogy a DVI interfész előnyösebb LCD monitor számítógéphez történő csatlakoztatásához, bár szabványos D-Sub csatlakozón keresztül is lehetséges. A DVI interfész javára szól, hogy analóg interfész esetén a videojel kettős átalakítása történik: először a digitális jelet alakítják analóggá a videokártyában (DAC konverzió), majd az analógot. jelet az LCD monitor digitális elektronikus egységévé alakítják át (ADC átalakítás), és az ilyen átalakítások következtében megnő a különböző jeltorzulások kockázata. A méltányosság kedvéért megjegyezzük, hogy a gyakorlatban a kettős konverzió által okozott jeltorzulás nem fordul elő, és bármilyen interfészen keresztül csatlakoztathat monitort. Ilyen értelemben a monitor felülete az utolsó, amire érdemes odafigyelni. A lényeg az, hogy a megfelelő csatlakozó magán a videokártyán van.

Sok modern LCD monitor rendelkezik D-Sub és DVI csatlakozókkal is, amelyek gyakran lehetővé teszik két rendszeregység egyidejű csatlakoztatását a monitorhoz. Vannak olyan modellek is, amelyek két digitális csatlakozóval rendelkeznek.

Az LCD nézet monitor felépítési diagramja az 5. ábrán

5. ábra - Az LCD monitor szerkezeti diagramja

A videoadapter jele analóg RGB VGA D-sub vagy digitális DVI interfészen keresztül jut a kijelzőbemenetre. Analóg interfész használata esetén a videoadapter a képkocka puffer adatait digitálisról analógra alakítja, az LCD monitor elektronikája pedig a fordított, analóg-digitális átalakításra kényszerül. A műveletek legalább nem javítják a képminőséget, sőt, megvalósításuk többletköltséget igényel. Ezért az LCD-kijelzők mindenütt jelenléte mellett VGA interfész A D-sub-ot digitális DVI váltja fel. Egyes monitorokon a gyártók szándékosan nem támogatják a DVI interfészt, csak a VGA D-sub-ra korlátozzák magukat, mivel ehhez speciális TMDS vevőt kell használni a monitor oldalán, és egy olyan eszköz költségét, amely támogatja az analóg és digitális interfészt egyaránt. az egyetlen analóg bemenettel rendelkező opcióhoz képest magasabb lenne.

Az RGB A/D konverziótól, skálázástól, feldolgozástól és LVDS kimeneti jelfeldolgozástól kezdve az LCD képfeldolgozó áramkör egyetlen, nagymértékben integrált IC-n, a Display Engine-en alapul.

Az LCD mátrix blokk egy vezérlő áramkört, az úgynevezett mátrix meghajtót tartalmaz, amelyben az LVDS vezérlő kimeneti vevő, valamint a forrás- és kapumeghajtók integrálva vannak, így a videojelet oszlopokban és sorokban meghatározott pixelek címezésére alakítják át.

Az LCD mátrix blokk tartalmazza a megvilágítási rendszerét is, amely ritka kivételektől eltekintve hidegkatódos kisülési lámpákra (Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) készül. A nagyfeszültséget számukra a monitor tápegységében elhelyezett inverter biztosítja. A lámpák általában fent és lent helyezkednek el, sugárzásuk a mátrix mögött elhelyezkedő, fényvezetőként funkcionáló áttetsző panel végére irányul. Ettől függ a szőnyeg minősége és a panel anyagának homogenitása fontos jellemzője, mint a mátrix megvilágításának egyenletessége

Az LCD-kijelzők passzív mátrixos megszólítása elvileg ugyanúgy megvalósítható, mint a gázkisüléses paneleknél. Az elülső elektróda, amely az egész oszlopra jellemző, feszültséget vezet. A hátsó elektróda, amely az egész sorra jellemző, „földként” szolgál.

Az ilyen passzív mátrixoknak vannak hátrányai, és ezek ismertek: a panelek nagyon lassúak, és a kép nem éles. És ennek két oka van. Az első az, hogy miután megcímzünk egy pixelt és elforgatjuk a kristályt, az utóbbi lassan visszaáll eredeti állapotába, elmosva a képet. A második ok a vezérlővezetékek közötti kapacitív csatolásban rejlik. Ez a csatolás pontatlan feszültségterjedést eredményez, és kissé "elrontja" a szomszédos pixeleket.

A megállapított hiányosságok az aktív mátrix technológia kifejlesztéséhez vezettek (6. ábra).

6. ábra - Az aktív LCD mátrix alpixelének bekapcsolási sémája

LCD monitor felbontási mátrix

Itt minden pixelhez egy tranzisztor kerül, amely kapcsolóként működik. Ha nyitva van (bekapcsolva), akkor adatokat lehet írni a tárolókondenzátorba. Ha a tranzisztor le van zárva (ki van kapcsolva), akkor az adatok a kondenzátorban maradnak, amely analóg memóriaként működik. A technológia számos előnnyel jár. Amikor a tranzisztor zárva van, az adatok továbbra is a kondenzátorban vannak, így a folyadékkristály feszültségellátása nem áll le, miközben a vezérlővonalak egy másik pixelt címeznek. Ez azt jelenti, hogy a pixel nem tér vissza eredeti állapotába, mint a passzív mátrix esetében. Ráadásul a kondenzátor írási ideje jóval kevesebb, mint a kocka fordulási ideje, ami azt jelenti, hogy gyorsabban tudjuk lekérdezni a panel pixeleit, és adatokat továbbítani rájuk.

Ezt a technológiát "TFT"-nek (vékonyréteg-tranzisztorok, vékonyréteg-tranzisztorok) is ismerik. De ma már annyira népszerűvé vált, hogy az "LCD" név már régóta szinonimája lett vele. Azaz LCD alatt olyan kijelzőt értünk, amely TFT technológiát használ.

Moszkvai Állami Elektronikai és Matematikai Intézet

(Technikai Egyetem)

Osztály:

"Információs és kommunikációs technológiák"

Tanfolyami munka

"LCD-monitorok: belső szervezet, technológiák, perspektívák".

Teljesített:

Starukhina E.V.

Csoport: S-35

Moszkva 2008
Tartalom

1. Bemutatkozás............................................... .................................................. ........................................ 3

2. Folyékony kristályok .................................................. ................................................... .......................... 3

2.1. A folyékony kristályok fizikai tulajdonságai ................................................ ................................................................ 3

2.2.A folyadékkristályok fejlődésének története ................................................ ..................................................... négy

3.Az LCD monitor felépítése................................................ ...................................................... ................... négy

3.1. Az LCD színes kijelző alpixelei ................................................ ...................................................... 5

3.2. Mátrix megvilágítási módszerek ................................................ ............................................................ .............. 5

4.Műszaki adatok LCD monitor .............................................. . ................................ 5

5. Az LCD-mátrixok gyártásának jelenlegi technológiái ................................................ .......................................... 7

5.1.TN+film (Twisted Nematic + film)................................................. ...................................................... ........ .7

5.2.IPS (In-Plane Switching)................................................ ...................................................... ........ ............... nyolc

5.3.MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) ............................................ ................................................................ ..... 9

6. Előnyök és hátrányok ................................................... .. .................................................. ......... 9

7. Ígéretes technológiák a síkképernyős monitorok gyártásához ................................... ........ 10

8. Piaci áttekintés és az LCD monitor kiválasztásának kritériumai ................................................ ................................................... 12

9. Következtetés................................................ ...................................................... ................................... 13

10. Irodalomjegyzék ................................................ .. .................................................. ................... tizennégy

Bevezetés.

Jelenleg a monitorpiac nagy részét az LCD monitorok foglalják el, amelyeket olyan márkák képviselnek, mint a Samsung, ASUS, NEC, Acer, Philips stb. Az LCD-technológiákat a televízió panelek, laptopok kijelzőinek gyártása során is alkalmazzák, mobiltelefonok, lejátszók, kamerák stb. Fizikai tulajdonságaiknak köszönhetően (a továbbiakban ezeket fogjuk megvizsgálni) a folyadékkristályok lehetővé teszik olyan képernyők létrehozását, amelyek egyesítik a kiváló képtisztaságot, a gazdaságos energiafogyasztást, a kis kijelzővastagságot, a nagy felbontást, de ugyanakkor széles átlós tartomány: 0,44 hüvelyktől / 11 millimétertől (2008. január, a Kopin mikrokijelző gyártó legkisebb képernyője), 108 hüvelykig / 2,74 méterig (a legnagyobb LCD-panel, amelyet 2008. június 29-én mutatott be a Sharp Microelectronics Europe). Az LCD-monitorok előnye továbbá a káros sugárzás és a villogás hiánya, ami a CRT-monitorok problémája volt.

Ennek ellenére az LCD-monitoroknak számos hátránya van: az olyan jellemzők jelenléte, mint a válaszidő, a nem mindig kielégítő látószög, a nem kellően mély feketék és a mátrixhibák (törött pixelek) lehetősége. Méltó-e az LCD panelek a CRT monitorok utódai, és van-e jövőjük a rohamosan fejlődő plazmatechnológiát tekintve? Ezt a kérdést az LCD monitorok fizikai felépítésének, jellemzőinek tanulmányozásával és a konkurens technológiákéval való összehasonlításával kell megértenünk.

1. Folyékony kristályok.

1.1. A folyadékkristályok fizikai tulajdonságai.

A folyadékkristályok olyan anyagok, amelyek mind a folyadékokban, mind a kristályokban rejlő tulajdonságokkal rendelkeznek: folyékonyság és anizotrópia. Szerkezetileg a folyadékkristályok zselészerű folyadékok. A molekulák hosszúkás alakúak, és térfogatukban rendezettek. Az LC-k legjellemzőbb tulajdonsága, hogy elektromos terek hatására képesek megváltoztatni a molekulák orientációját, ami széleskörű ipari alkalmazási lehetőségeket nyit meg. Az LC típusa szerint általában két nagy csoportra osztják őket: nematika és smectics. A nematikát viszont megfelelő nematikus és koleszterikus folyadékkristályokra osztják.

Koleszterikus folyadékkristályok - főként koleszterin és más szteroidok vegyületei alkotják. Ezek nematikus LC-k, de hosszú tengelyeik egymáshoz képest el vannak forgatva, így spirálokat alkotnak, amelyek e szerkezet rendkívül alacsony képződési energiája miatt (kb. 0,01 J/mol) nagyon érzékenyek a hőmérséklet-változásokra. A koleszterinek élénk színűek, és a legkisebb hőmérséklet-változás (akár ezred fokig) a hélix magasságának változásához, és ennek megfelelően az LC színének megváltozásához vezet.

Az LCD-k szokatlan optikai tulajdonságokkal rendelkeznek. A nematika és a smecticus optikailag egytengelyű kristályok. A koleszterikusok periodikus szerkezetüknél fogva erősen verik vissza a fényt a spektrum látható tartományában. Mivel a folyadékfázis a nematika és a koleszterikus tulajdonságok hordozója, külső hatások hatására könnyen deformálódik, és mivel a koleszterikus spirál emelkedése nagyon érzékeny a hőmérsékletre, ezért a fény visszaverődése a hőmérséklettel élesen változik, ami az anyag színének megváltozására.

Ezeket a jelenségeket széles körben alkalmazzák különféle alkalmazásokban, mint például forró pontok megtalálása mikroáramkörökben, törések és daganatok lokalizálása emberben, képalkotás infravörös sugarakkal stb.

1.2. A folyadékkristályok kialakulásának története.

A folyadékkristályokat F. Reinitzer osztrák botanikus fedezte fel 1888-ban. A koleszteril-benzoát és koleszteril-acetát kristályait vizsgálva azt találta, hogy az anyagoknak 2 olvadáspontja és 2 különböző folyékony halmazállapota van - átlátszó és zavaros. Ezeknek az anyagoknak a tulajdonságai azonban eleinte nem keltették fel a tudósok figyelmét. Ráadásul a folyadékkristályok megsemmisítették az anyag három halmazállapotának elméletét, így a fizikusok és a vegyészek hosszú ideje elvileg nem ismerte fel a folyadékkristályokat. A strasbourgi egyetem professzora, Otto Lehmann sok éves kutatás eredményeként bizonyítást nyert, de a folyadékkristályok ezután sem találtak alkalmazásra.

Az amerikai J. Ferguson 1963-ban a folyadékkristályok legfontosabb tulajdonságát - a hőmérséklet hatására színváltozást - használta fel a szabad szemmel nem látható hőmezők kimutatására. Miután szabadalmat kapott egy találmányra, drámaian megnőtt az érdeklődés a folyadékkristályok iránt.

1965-ben az Egyesült Államokban összeült az első folyadékkristályokkal foglalkozó nemzetközi konferencia. 1968-ban amerikai tudósok alapvetően új mutatókat hoztak létre az információs megjelenítő rendszerek számára. Működésük elve azon alapul, hogy a folyadékkristályok elektromos térben forgó molekulái különböző módon verik vissza és továbbítják a fényt. A képernyőbe forrasztott vezetőkre feszültség hatására mikroszkopikus pöttyökből álló kép jelent meg. És mégis, csak 1973 után, amikor egy angol kémikus csoport George Gray vezetésével viszonylag olcsó és hozzáférhető nyersanyagokból szintetizált folyadékkristályokat, ezek az anyagok széles körben elterjedtek a különféle készülékekben.

A folyadékkristályos kijelzőket első ízben kezdték használni a laptopok gyártásában kompakt méretük miatt. A kezdeti szakaszban a végtermékek nagyon drágák voltak, és minőségük is nagyon alacsony volt. Néhány éve azonban megjelentek az első teljes értékű LCD-monitorok, amelyek költsége szintén meglehetősen magas maradt, de minőségük jelentősen javult. És végül, most az LCD monitorok piaca gyorsan fejlődik. Ez annak köszönhető, hogy a technológiák nagyon aktívan fejlődnek, és emellett a gyártók közötti verseny az árak észrevehető csökkenéséhez vezetett. ezt a fajt Termékek.

2. Az LCD monitor felépítése.

A folyadékkristályos monitor egy olyan eszköz, amelyet számítógépről, fényképezőgépről stb. származó grafikus információk megjelenítésére terveztek.

A folyadékkristályos kijelzők sajátossága, hogy maguk a folyadékkristályok nem bocsátanak ki fényt. Az LCD monitor minden képpontja három elsődleges szín alpixelből áll (piros, zöld, kék). A cellákon áthaladó fény lehet természetes - a hordozóról visszaverődő (háttérvilágítás nélküli LCD kijelzőknél). De gyakrabban használnak mesterséges fényforrást, a külső világítástól való függetlenség mellett ez is stabilizálja a kapott kép tulajdonságait. A kép felhasználásával készül egyedi elemek, általában sweep rendszeren keresztül. Így egy teljes értékű LCD-monitor a bemeneti videojelet feldolgozó elektronikából, egy LCD-mátrixból, egy háttérvilágítási modulból, egy tápegységből és egy házból áll. Ezen összetevők kombinációja határozza meg a monitor egészének tulajdonságait, bár egyes jellemzők fontosabbak, mint mások.

2.1. Szubpixeles színes LCD.

Az LCD-kijelző minden pixele molekularétegből áll két átlátszó elektróda között, és két polarizációs szűrőből, amelyek polarizációs síkjai (általában) merőlegesek. Folyadékkristályok hiányában az első szűrő által átbocsátott fényt a második szinte teljesen blokkolja.

Az elektródák folyadékkristályokkal érintkező felülete speciálisan kezelt a molekulák kezdeti egyirányú orientációja érdekében. A TN mátrixban ezek az irányok egymásra merőlegesek, így a molekulák feszültség hiányában spirális szerkezetben sorakoznak fel. Ez a szerkezet úgy töri meg a fényt, hogy a második szűrő előtt a polarizációs síkja elfordul, és a fény veszteség nélkül halad át rajta. A polarizálatlan fény felének az első szűrő általi elnyelésétől eltekintve a cella átlátszónak tekinthető. Ha feszültséget kapcsolunk az elektródákra, a molekulák hajlamosak a mező irányába sorakozni, ami torzítja a spirális szerkezetet. Ebben az esetben a rugalmas erők ezt ellensúlyozzák, és a feszültség kikapcsolásakor a molekulák visszatérnek eredeti helyzetükbe. Megfelelő térerősség mellett szinte minden molekula párhuzamos lesz, ami a szerkezet átlátszatlanságához vezet. A feszültség változtatásával szabályozható az átlátszóság mértéke. Ha tartós feszültséget alkalmazunk, a folyadékkristály szerkezet az ionvándorlás miatt leromolhat. A probléma megoldására váltakozó áramot alkalmaznak, vagy a mező polaritását megváltoztatják a cella minden egyes címzésekor (a szerkezet átlátszatlansága nem függ a mező polaritásától). A teljes mátrixban lehetőség van az egyes cellák egyenkénti vezérlésére, de számuk növekedésével ez megnehezül, mivel nő a szükséges elektródák száma. Ezért a sorok és oszlopok szerinti címzést szinte mindenhol használják.

Folyadékkristályos monitor (folyadékkristályos kijelző is, LCD, LCD monitor, angol folyadékkristályos kijelző, LCD, lapos kijelző) - folyadékkristályokra épülő lapos monitor. Az LCD monitorokat 1963-ban fejlesztették ki.

LCD TFT (angolul TFT - vékonyréteg tranzisztor - vékonyréteg tranzisztor) a folyadékkristályos kijelzők egyik elnevezése, amely vékonyréteg-tranzisztorok által meghajtott aktív mátrixot használ. Erősítő TFT minden egyes alpixel esetében a kijelző kép sebességének, kontrasztjának és tisztaságának javítására szolgál.

LCD monitor eszköz

A kép egyedi elemek felhasználásával, általában szkennelő rendszerrel készül. Az egyszerű készülékek (elektronikus órák, telefonok, lejátszók, hőmérők stb.) lehetnek monokróm vagy 2-5 színű kijelzővel. Többszínű kép RGB-triádok segítségével jön létre. A legtöbb asztali monitor TN - (és néhány *VA ) mátrixon alapul, és az összes laptop kijelzője 18 bites színmátrixot használ (csatornánként 6 bit), a 24 bites pedig ditherált villogással van emulálva.

Szubpixeles színes LCD

Az elektródák folyadékkristályokkal érintkező felülete speciálisan kezelt a molekulák kezdeti egyirányú orientációja érdekében. A TN mátrixban ezek az irányok egymásra merőlegesek, így a molekulák feszültség hiányában spirális szerkezetben sorakoznak fel. Ez a szerkezet úgy töri meg a fényt, hogy a második szűrő előtt a polarizációs síkja elfordul, és a fény veszteség nélkül halad át rajta. A polarizálatlan fény felének az első szűrő általi elnyelésétől eltekintve a cella átlátszónak tekinthető. Ha feszültséget kapcsolunk az elektródákra, a molekulák hajlamosak a mező irányába sorakozni, ami torzítja a spirális szerkezetet. Ebben az esetben a rugalmas erők ezt ellensúlyozzák, és a feszültség kikapcsolásakor a molekulák visszatérnek eredeti helyzetükbe. Megfelelő térerősség mellett szinte minden molekula párhuzamos lesz, ami a szerkezet átlátszatlanságához vezet. A feszültség változtatásával szabályozható az átlátszóság mértéke. Ha tartós feszültséget alkalmazunk, a folyadékkristály szerkezet az ionvándorlás miatt leromolhat. A probléma megoldására váltakozó áramot alkalmaznak, vagy a mező polaritását megváltoztatják a cella minden egyes címzésekor (a szerkezet átlátszatlansága nem függ a mező polaritásától). A teljes mátrixban lehetőség van az egyes cellák külön-külön vezérlésére, de számuk növekedésével ez nehézzé válik, mivel növekszik a szükséges elektródák száma. Ezért a sorok és oszlopok szerinti címzést szinte mindenhol használják. A cellákon áthaladó fény lehet természetes - a hordozóról visszaverődő (háttérvilágítás nélküli LCD kijelzőknél). De gyakrabban használnak mesterséges fényforrást, a külső világítástól való függetlenség mellett ez is stabilizálja a kapott kép tulajdonságait. Így egy teljes értékű LCD-monitor a bemeneti videojelet feldolgozó elektronikából, egy LCD-mátrixból, egy háttérvilágítási modulból, egy tápegységből és egy házból áll. Ezen összetevők kombinációja határozza meg a monitor egészének tulajdonságait, bár egyes jellemzők fontosabbak, mint mások.

Az LCD monitor műszaki adatai

Engedély: Vízszintes és függőleges méretek pixelben kifejezve. A katódsugárcsöves monitorokkal ellentétben az LCD-k egy, "natív" fizikai felbontással rendelkeznek, a többit interpolációval érik el.

Pont mérete: A szomszédos képpontok középpontjai közötti távolság. Közvetlenül kapcsolódik a fizikai felbontáshoz.

Képernyő képaránya (formátum): A szélesség és a magasság aránya, például: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

Látható átlós: magának a panelnek a mérete, átlósan mérve. A megjelenítési terület a formátumtól is függ: egy 4:3-as monitoron nagyobb a terület, mint az azonos átlójú 16:9-es monitoron.

Kontraszt: A legvilágosabb pont és a legsötétebb pont fényerejének aránya. Egyes monitorok adaptív háttérvilágítási szintet alkalmaznak kiegészítő lámpák segítségével, a hozzájuk megadott kontrasztadat (ún. dinamikus) statikus képre nem vonatkozik.

Fényerősség: A kijelző által kibocsátott fény mennyisége, általában candela per négyzetméterben mérve.

Válaszidő: Az a minimális idő, amely alatt egy pixel megváltoztatja a fényerejét. A mérési módszerek nem egyértelműek.

Látószög: az a szög, amelynél a kontrasztesés eléri a megadott értéket, for különböző típusok a mátrixokat és a különböző gyártókat különbözőképpen tekintik, és gyakran nem is hasonlíthatók össze.

Mátrix típus: az a technológia, amellyel az LCD készült

Bemenetek: (pl. DVI, D-SUB, HDMI stb.).

Technológia

Az LCD-kijelzők gyártásának fő technológiái: TN + film, IPSés MVA. Ezek a technológiák különböznek a felületek geometriájában, a polimerben, a vezérlőlemezben és az elülső elektródában. Nagy jelentősége van a konkrét fejlesztéseknél használt, folyadékkristályos tulajdonságokkal rendelkező polimer tisztaságának és típusának. Technológiával épített LCD monitorok válaszideje SXRD (Silicon X-tal fényvisszaverő kijelző)- szilícium visszaverő folyadékkristály mátrix), 5 ms-ra csökkentve. Sony cégek, Élesés a Philips közösen fejlesztette ki a PALC technológiát (eng. Plazmacímzett folyadékkristály- folyadékkristályok plazmavezérlése), amely egyesíti az előnyöket LCD(fényerő és színgazdagság, kontraszt) és plazma panelek (nagy betekintési szögek a horizonton, H és függőleges, V , nagy frissítési gyakoriság). Ezek a kijelzők gázkisüléses plazmacellákat használnak fényerőszabályozásként, és LCD-mátrixot használnak a színszűréshez. A PALC technológia lehetővé teszi, hogy minden egyes képernyő pixelt külön-külön megszólítson, ami felülmúlhatatlan irányíthatóságot és képminőséget jelent.

TN+ film (Twisted Nematic + film)

Vértes a TN+ film monitormátrix NEC LCD1770NX. Fehér alapon - egy szabványos Windows kurzor.

Rész " film" a technológia nevében a látószög növelésére szolgáló kiegészítő réteget jelent (kb. 90°-ról 150°-ra). Jelenleg a " előtag" film"gyakran kihagyják, az ilyen mátrixokat egyszerűen TN-nek hívják. Sajnos még nem találtak módot a TN panelek kontrasztjának és válaszidejének javítására, és az ilyen típusú mátrixok válaszideje jelenleg az egyik legjobb, de kontraszt szintje nem.

Mátrix TN+ filmígy működik: ha nem kapnak feszültséget az alpixelekre, akkor a folyadékkristályok (és az általuk átbocsátott polarizált fény) a két lemez közötti térben vízszintes síkban egymáshoz képest 90°-kal elfordulnak. És mivel a második lemezen lévő szűrő polarizációs iránya 90°-os szöget zár be az első lemezen lévő szűrő polarizációs irányával, a fény áthalad rajta. Ha a piros, zöld és kék alpixel teljesen meg van világítva, egy fehér pont jelenik meg a képernyőn.

IPS (In-Plane Switching)

Technológia be- Síkváltás a Hitachi és a NEC fejlesztette ki, és az volt a célja, hogy megszabaduljon a TN + hiányosságaitól film. Bár az IPS 170°-os látószöget, valamint magas kontrasztot és színvisszaadást tudott elérni, a válaszidő alacsony maradt.

Ha nincs feszültség az IPS-re, a folyadékkristály-molekulák nem forognak. A második szűrőt mindig az elsőre merőlegesen forgatjuk, és nem jut át rajta fény. Ezért a fekete szín megjelenítése közel áll az ideálishoz. Ha a tranzisztor meghibásodik, az IPS panel "törött" pixelje nem fehér lesz, mint a TN mátrixnál, hanem fekete.

Feszültség alkalmazásakor a folyadékkristály molekulák merőlegesen forognak kiindulási helyzetükre, és átengedik a fényt.AS-IPS - Advanced Super IPS technológia (Advanced Super-IPS), szintén a Hitachi Corporation fejlesztette ki 2002-ben. A fő fejlesztések a hagyományos S-IPS panelek kontrasztszintjében mutatkoztak meg, így ez közelebb került az S-PVA panelekhez. Az AS-IPS az LG.Philips konzorcium által kifejlesztett S-IPS technológián alapuló NEC monitorok (pl. NEC LCD20WGX2) elnevezése is.

A-TW-IPS – Advanced True White IPS (Advanced True White IPS), amelyet az LG.Philips fejlesztett ki a NEC Corporation számára. Ez egy S-IPS panel TW (True White) színszűrővel, amely valósághűbbé teszi a fehéreket és bővíti a színskálát. Az ilyen típusú paneleket professzionális monitorok készítésére használják fotólaborokban és/vagy kiadókban.

AFFS- Speciális peremmezőváltás(nem hivatalos név S-IPS Pro). A technológia az IPS továbbfejlesztése, amelyet a BOE Hydis fejlesztett ki 2003-ban. Az elektromos tér megnövekedett ereje még nagyobb betekintési szögek és fényerő elérését, valamint a pixelközi távolság csökkentését tette lehetővé. Az AFFS-alapú kijelzőket főként táblaszámítógépekben használják, a Hitachi Displays által gyártott mátrixokon.

uptostart.ru Hírek. Játékok. Utasítás. Internet. Hivatal.

LCD monitorok. Az LCD monitorok műszaki jellemzői A folyadékkristályos lcd monitorok jellemzői az

Folyadékkristályos kijelző készítése

Az LCD monitorok jellemzői

Az LCD monitorok típusai

Monitor felbontás

Monitor interfész

LCD mátrix típus

A TFT-LCD kijelzők osztályozása

TN mátrix

IPS mátrixok

MVA mátrixok

Fényerősség

Kontraszt

Látószög

Pixel válaszidő

A megjelenített színek száma

A TFT-LCD kijelzők működési elve

Érvek és ellenérvek

Irodalom

1. Folyékony kristályok.

1.1. A folyadékkristályok fizikai tulajdonságai.

1.2. A folyadékkristályok kialakulásának története.

2. Az LCD monitor felépítése.

2.1. Szubpixeles színes LCD.

LCD monitor eszköz

Szubpixeles színes LCD

Az LCD monitor műszaki adatai

Technológia

IPS (In-Plane Switching)

Hasonló hozzászólások

LCD monitorok. Az LCD monitorok műszaki jellemzői A folyadékkristályos lcd monitorok jellemzői az

Folyadékkristályos kijelző készítése

Az LCD monitorok jellemzői

Az LCD monitorok típusai

Monitor felbontás

Monitor interfész

LCD mátrix típus

A TFT-LCD kijelzők osztályozása

TN mátrix

IPS mátrixok

MVA mátrixok

Fényerősség

Kontraszt

Látószög

Pixel válaszidő

A megjelenített színek száma

A TFT-LCD kijelzők működési elve

Érvek és ellenérvek

Irodalom

1. Folyékony kristályok.

1.1. A folyadékkristályok fizikai tulajdonságai.

1.2. A folyadékkristályok kialakulásának története.

2. Az LCD monitor felépítése.

2.1. Szubpixeles színes LCD.

LCD monitor eszköz

Szubpixeles színes LCD

Az LCD monitor műszaki adatai

Technológia

IPS (In-Plane Switching)

Hasonló hozzászólások

Mi az illesztőprogram és hogyan kell telepíteni Ki az illesztőprogram, és mit csinál

Hogyan lehet megtudni, hol dolgozik egy személy: gyakorlati tippek és trükkök Hogyan lehet megtudni, mely programok használják az internetet a TCPView segítségével

Hogyan reklámozhatunk egy csoportot az Odnoklassnikiben?