Membuat tampilan kristal cair

Layar kristal cair pertama yang berfungsi dibuat oleh Fergason pada tahun 1970. Sebelumnya, perangkat kristal cair mengonsumsi terlalu banyak daya, masa pakainya terbatas, dan kontras gambarnya menyedihkan. LCD baru diperkenalkan ke publik pada tahun 1971 dan kemudian mendapat persetujuan yang antusias. Kristal cair (Liquid Crystal) adalah zat organik yang dapat mengubah jumlah cahaya yang ditransmisikan di bawah tegangan. Monitor kristal cair terdiri dari dua pelat kaca atau plastik, di antaranya ada suspensi. Kristal dalam suspensi ini disusun sejajar satu sama lain, sehingga memungkinkan cahaya melewati panel. Saat melamar arus listrik susunan kristal berubah, dan mereka mulai menghalangi jalannya cahaya. Teknologi LCD telah menyebar luas di komputer dan peralatan proyeksi. Kristal cair pertama dibedakan oleh ketidakstabilannya dan tidak banyak digunakan untuk produksi massal. Perkembangan nyata teknologi LCD dimulai dengan penemuan oleh ilmuwan Inggris dari kristal cair yang stabil - bifenil (Bifenil). Tampilan kristal cair generasi pertama dapat dilihat di kalkulator, permainan elektronik, dan jam tangan. Monitor LCD modern juga disebut panel datar, matriks aktif pemindaian ganda, transistor film tipis. Ide monitor LCD telah beredar selama lebih dari 30 tahun, tetapi penelitian belum membuahkan hasil yang dapat diterima, sehingga monitor LCD belum mendapatkan reputasi untuk kualitas gambar yang baik. Sekarang mereka menjadi populer - semua orang menyukai penampilan mereka yang elegan, tubuh kurus, kekompakan, ekonomi (15-30 watt), di samping itu, diyakini bahwa hanya orang kaya dan serius yang mampu membeli kemewahan seperti itu.

Karakteristik monitor LCD

Jenis monitor LCD

Pantau lapisan grup

Ada dua jenis monitor LCD: DSTN (pemindaian ganda nematic memutar - layar kristal dengan pemindaian ganda) dan TFT (transistor film tipis - pada transistor film tipis), mereka juga disebut matriks pasif dan aktif, masing-masing. Monitor tersebut terdiri dari lapisan berikut: filter polarisasi, lapisan kaca, elektroda, lapisan kontrol, kristal cair, lapisan kontrol lain, elektroda, lapisan kaca, dan filter polarisasi. Komputer awal menggunakan matriks hitam putih pasif delapan inci (diagonal). Dengan transisi ke teknologi matriks aktif, ukuran layar telah berkembang. Hampir semua monitor LCD modern menggunakan panel transistor film tipis, yang memberikan gambar yang terang dan jelas dengan ukuran yang jauh lebih besar.

Resolusi monitor

Ukuran monitor menentukan ruang kerja yang ditempatinya, dan yang terpenting, harganya. Meskipun klasifikasi monitor LCD yang mapan tergantung pada ukuran layar diagonal (15-, 17-, 19-inci), klasifikasi berdasarkan resolusi kerja lebih tepat. Faktanya adalah, tidak seperti monitor berbasis CRT, yang resolusinya dapat diubah dengan cukup fleksibel, layar LCD memiliki kumpulan piksel fisik yang tetap. Itulah mengapa mereka dirancang untuk bekerja hanya dengan satu izin, yang disebut bekerja. Secara tidak langsung, resolusi ini juga menentukan ukuran diagonal matriks, namun monitor dengan resolusi kerja yang sama mungkin memiliki matriks dengan ukuran berbeda. Misalnya, monitor dengan diagonal 15 hingga 16 inci umumnya memiliki resolusi operasi 1024X768, yang berarti monitor ini sebenarnya memiliki 1024 piksel horizontal dan 768 piksel vertikal. Resolusi kerja monitor menentukan ukuran ikon dan font yang akan ditampilkan di layar. Misalnya, monitor 15 inci dapat memiliki resolusi pengoperasian 1024X768 dan 1400X1050 piksel. Dalam kasus terakhir, dimensi fisik piksel itu sendiri akan lebih kecil, dan sejak saat itu terbentuk ikon standar dalam kedua kasus, jumlah piksel yang digunakan sama, maka pada resolusi 1400x1050 piksel, ikon akan lebih kecil dalam ukuran fisik. Untuk beberapa pengguna, ukuran ikon yang terlalu kecil pada resolusi monitor yang tinggi mungkin tidak dapat diterima, jadi saat membeli monitor, Anda harus segera memperhatikan resolusi yang berfungsi. Tentu saja, monitor mampu menampilkan gambar dalam resolusi yang berbeda dari yang berfungsi. Mode operasi monitor ini disebut interpolasi. Dalam hal interpolasi, kualitas gambar menyisakan banyak hal yang diinginkan. Mode interpolasi secara signifikan mempengaruhi kualitas tampilan font layar.

Memantau antarmuka

Monitor LCD secara inheren perangkat digital, oleh karena itu, antarmuka "asli" untuk mereka adalah antarmuka digital DVI, yang dapat memiliki dua jenis konvektor: DVI-I, menggabungkan digital dan Sinyal analog s, dan DVI-D, yang hanya mengirimkan sinyal digital. Dipercaya bahwa antarmuka DVI lebih disukai untuk menghubungkan monitor LCD ke komputer, meskipun dimungkinkan juga untuk menghubungkan melalui konektor D-Sub standar. Antarmuka DVI juga didukung oleh fakta bahwa dalam kasus antarmuka analog, terjadi konversi ganda dari sinyal video: pertama, sinyal digital diubah menjadi analog di kartu video (konversi DAC), yang kemudian diubah menjadi unit elektronik digital dari monitor LCD itu sendiri (konversi ADC), akibatnya, risiko berbagai distorsi sinyal meningkat. Banyak monitor LCD modern memiliki konektor D-Sub dan DVI, yang memungkinkan Anda menyambungkan dua monitor ke monitor secara bersamaan. blok sistem. Anda juga dapat menemukan model dengan dua konektor digital. Dalam model kantor yang murah, pada dasarnya hanya ada konektor D-Sub standar.

Jenis matriks LCD

Komponen dasar dari matriks LCD adalah kristal cair. Ada tiga jenis utama kristal cair: smectic, nematic, dan cholesteric. Menurut sifat listrik, semua kristal cair dibagi menjadi dua kelompok utama: kelompok pertama termasuk kristal cair dengan anisotropi dielektrik positif, yang kedua - dengan anisotropi dielektrik negatif. Perbedaannya terletak pada bagaimana molekul-molekul ini merespon medan listrik eksternal. Molekul dengan anisotropi dielektrik positif berorientasi sepanjang garis medan, dan molekul dengan anisotropi dielektrik negatif tegak lurus terhadap garis medan. Kristal cair nematik memiliki anisotropi dielektrik positif, sedangkan kristal cair smektik, sebaliknya, memiliki anisotropi negatif. Sifat lain yang luar biasa dari molekul LC adalah anisotropi optiknya. Secara khusus, jika orientasi molekul bertepatan dengan arah rambat cahaya terpolarisasi bidang, maka molekul tidak berpengaruh pada bidang polarisasi cahaya. Jika orientasi molekul tegak lurus dengan arah rambat cahaya, maka bidang polarisasi diputar sehingga sejajar dengan arah orientasi molekul. Anisotropi dielektrik dan optik dari molekul LC memungkinkan untuk menggunakannya sebagai semacam modulator cahaya, yang memungkinkan untuk membentuk gambar yang diperlukan di layar. Prinsip pengoperasian modulator semacam itu cukup sederhana dan didasarkan pada perubahan bidang polarisasi cahaya yang melewati sel LC. Sel LC terletak di antara dua polarizer, sumbu polarisasi yang saling tegak lurus. Polarizer pertama memotong radiasi terpolarisasi bidang dari cahaya yang lewat dari lampu latar. Jika tidak ada sel LC, maka cahaya terpolarisasi bidang tersebut akan diserap sepenuhnya oleh polarisator kedua. Sel LC yang ditempatkan pada jalur cahaya terpolarisasi bidang yang ditransmisikan dapat memutar bidang polarisasi dari cahaya yang ditransmisikan. Dalam hal ini, sebagian cahaya melewati polarizer kedua, yaitu sel menjadi transparan (sepenuhnya atau sebagian). Tergantung pada bagaimana rotasi bidang polarisasi dalam sel LC dikendalikan, beberapa jenis matriks LC dibedakan. Jadi, sel LC yang ditempatkan di antara dua polarizer yang bersilangan memungkinkan untuk memodulasi radiasi yang ditransmisikan, menciptakan gradasi warna hitam-putih. Untuk mendapatkan gambar berwarna, perlu menggunakan tiga filter warna: merah (R), hijau (G) dan biru (B), yang, ketika dipasang di jalur perambatan putih, akan memungkinkan Anda mendapatkan tiga warna dasar di proporsi yang tepat. Jadi, setiap piksel LCD terdiri dari tiga sub-piksel terpisah: merah, hijau dan biru, yang merupakan sel LCD yang dapat dikontrol dan hanya berbeda pada filter yang digunakan, dipasang di antara pelat kaca atas dan filter polarisasi keluaran

Klasifikasi tampilan TFT-LCD

Teknologi utama dalam pembuatan layar LCD: TN+ film, IPS (SFT) dan MVA. Teknologi ini berbeda dalam geometri permukaan, polimer, pelat kontrol dan elektroda depan. Yang sangat penting adalah kemurnian dan jenis polimer dengan sifat kristal cair yang digunakan dalam pengembangan tertentu.

matriks TN

struktur sel TN

Matriks kristal cair tipe TN (Twisted Nematic) adalah struktur multilayer yang terdiri dari dua filter polarisasi, dua elektroda transparan, dan dua pelat kaca, di antaranya terdapat zat kristal cair tipe nematik dengan anisotropi dielektrik positif. Alur khusus diterapkan pada permukaan pelat kaca, yang memungkinkan untuk awalnya menciptakan orientasi yang sama dari semua molekul kristal cair di sepanjang pelat. Alur pada kedua pelat saling tegak lurus, sehingga lapisan molekul kristal cair di antara pelat berubah orientasinya sebesar 90°. Ternyata molekul LC membentuk struktur yang dipilin dalam spiral (Gbr. 3), itulah sebabnya matriks seperti itu disebut Twisted Nematic. Pelat kaca dengan alur terletak di antara dua filter polarisasi, dan sumbu polarisasi di setiap filter bertepatan dengan arah alur pada pelat. Dalam keadaan normal, sel LC terbuka, karena kristal cair memutar bidang polarisasi cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, radiasi terpolarisasi bidang yang terbentuk setelah melewati polarisator pertama juga akan melewati polarisator kedua, karena sumbu polarisasinya akan sejajar dengan arah polarisasi radiasi datang. Di bawah pengaruh medan listrik yang diciptakan oleh elektroda transparan, molekul-molekul lapisan kristal cair mengubah orientasi spasialnya, berbaris di sepanjang arah garis gaya medan. Dalam hal ini, lapisan kristal cair kehilangan kemampuan untuk memutar bidang polarisasi cahaya yang datang, dan sistem menjadi buram secara optik, karena semua cahaya diserap oleh filter polarisasi keluaran. Bergantung pada tegangan yang diberikan antara elektroda kontrol, dimungkinkan untuk mengubah orientasi molekul di sepanjang medan tidak sepenuhnya, tetapi hanya sebagian, yaitu, untuk mengontrol tingkat puntiran molekul LC. Ini, pada gilirannya, memungkinkan Anda untuk mengubah intensitas cahaya yang melewati sel LCD. Jadi, dengan memasang lampu latar di belakang matriks LCD dan mengubah tegangan antara elektroda, dimungkinkan untuk memvariasikan tingkat transparansi satu sel LCD. Matriks TN adalah yang paling umum dan termurah. Mereka memiliki kelemahan tertentu: sudut pandang yang tidak terlalu besar, kontras rendah dan ketidakmampuan untuk mendapatkan warna hitam yang sempurna. Intinya adalah bahwa bahkan ketika tegangan maksimum diterapkan ke sel, tidak mungkin untuk sepenuhnya melepaskan molekul LC dan mengarahkannya di sepanjang garis gaya medan. Oleh karena itu, matriks tersebut tetap sedikit transparan bahkan ketika piksel benar-benar dimatikan. Kelemahan kedua terkait dengan sudut pandang yang kecil. Untuk menghilangkan sebagian, film difusi khusus diterapkan ke permukaan monitor, yang memungkinkan Anda meningkatkan sudut pandang. Teknologi ini diberi nama TN+Film, menandakan kehadiran film ini. Mencari tahu persis jenis matriks apa yang digunakan di monitor tidaklah mudah. Namun, jika ada piksel "rusak" pada monitor, yang muncul karena kegagalan transistor yang mengendalikan sel LCD, maka dalam matriks TN akan selalu menyala terang (merah, hijau atau biru), karena untuk TN matriks piksel terbuka sesuai dengan tidak adanya tegangan pada sel. Anda juga dapat mengenali matriks TN dengan melihat warna hitam pada kecerahan maksimum - jika lebih abu-abu daripada hitam, maka ini mungkin matriks TN.

matriks IPS

struktur sel IPS

Monitor IPS juga disebut monitor Super TFT. Ciri khas matriks IPS adalah bahwa elektroda kontrol terletak di dalamnya pada bidang yang sama di bagian bawah sel LCD. Dengan tidak adanya tegangan antara elektroda, molekul LC sejajar satu sama lain, ke elektroda, dan ke arah polarisasi filter polarisasi bawah. Dalam keadaan ini, mereka tidak mempengaruhi sudut polarisasi dari cahaya yang ditransmisikan, dan cahaya sepenuhnya diserap oleh filter polarisasi keluaran, karena arah polarisasi dari filter saling tegak lurus. Ketika tegangan diterapkan pada elektroda kontrol, medan listrik yang dihasilkan memutar molekul LC sebesar 90° sehingga berorientasi sepanjang garis gaya medan. Jika cahaya dilewatkan melalui sel seperti itu, maka karena rotasi bidang polarisasi, filter polarisasi atas akan melewatkan cahaya tanpa gangguan, yaitu, sel akan dalam keadaan terbuka (Gbr. 4). Dengan memvariasikan tegangan antara elektroda, molekul LC dapat dipaksa untuk berputar melalui sudut manapun, sehingga mengubah transparansi sel. Dalam semua hal lain, sel IPS mirip dengan matriks TN: gambar berwarna juga dibentuk dengan menggunakan tiga filter warna. Matriks IPS memiliki kelebihan dan kekurangan dibandingkan dengan matriks TN. Keuntungannya adalah fakta bahwa dalam kasus ini ternyata hitam sempurna, bukan abu-abu, seperti pada matriks TN. Lainnya keuntungan tak terbantahkan teknologi yang diberikan adalah sudut pandang yang besar. Kerugian dari matriks IPS termasuk waktu respons piksel yang lebih lama daripada matriks TN. Namun, kita akan kembali ke pertanyaan tentang waktu reaksi sebuah piksel. Sebagai kesimpulan, kami mencatat bahwa ada berbagai modifikasi matriks IPS (Super IPS, Dual Domain IPS) yang meningkatkan kinerjanya.

matriks MVA

Struktur domain sel MVA

MVA merupakan evolusi dari teknologi VA, yaitu teknologi penjajaran molekul vertikal. Tidak seperti matriks TN dan IPS, dalam hal ini, kristal cair dengan anisotropi dielektrik negatif digunakan, yang berorientasi tegak lurus terhadap arah garis medan listrik. Dengan tidak adanya tegangan antara pelat sel LC, semua molekul kristal cair berorientasi vertikal dan tidak berpengaruh pada bidang polarisasi cahaya yang ditransmisikan. Karena cahaya melewati dua polarizer yang bersilangan, ia diserap sepenuhnya oleh polarizer kedua dan sel dalam keadaan tertutup, sementara, tidak seperti matriks TN, dimungkinkan untuk mendapatkan warna hitam yang sempurna. Jika tegangan diterapkan pada elektroda yang terletak di atas dan di bawah, molekul berputar 90°, dengan orientasi tegak lurus terhadap garis medan listrik. Ketika cahaya terpolarisasi bidang melewati struktur seperti itu, bidang polarisasi berputar 90° dan cahaya dengan bebas melewati polarisator keluaran, yaitu, sel LC dalam keadaan terbuka. Keuntungan dari sistem dengan urutan vertikal molekul adalah kemungkinan memperoleh warna hitam sempurna (yang, pada gilirannya, mempengaruhi kemungkinan memperoleh gambar kontras tinggi) dan waktu respons piksel yang singkat. Untuk meningkatkan sudut pandang dalam sistem dengan urutan vertikal molekul, struktur multidomain digunakan, yang mengarah pada pembuatan matriks tipe MVA. Arti dari teknologi ini terletak pada kenyataan bahwa setiap subpiksel dibagi menjadi beberapa zona (domain) menggunakan langkan khusus yang sedikit mengubah orientasi molekul, memaksa mereka untuk menyelaraskan dengan permukaan langkan. Ini mengarah pada fakta bahwa setiap domain tersebut bersinar ke arahnya sendiri (dalam sudut solid tertentu), dan kombinasi semua arah memperluas sudut pandang monitor. Keuntungan dari matriks MVA termasuk kontras tinggi (karena kemungkinan mendapatkan hitam sempurna) dan sudut pandang yang besar (hingga 170 °). Saat ini terdapat beberapa jenis teknologi MVA, seperti PVA (Patterned Vertical Alignment) oleh Samsung, MVA-Premium, dll, yang semakin meningkatkan kinerja matriks MVA.

Kecerahan

Hari ini, di monitor LCD, kecerahan maksimum yang dinyatakan dalam dokumentasi teknis adalah dari 250 hingga 500 cd / m2. Dan jika kecerahan monitor cukup tinggi, maka ini harus ditunjukkan dalam buklet iklan dan disajikan sebagai salah satu keunggulan utama monitor. Namun, ini justru salah satu jebakan. Paradoksnya terletak pada kenyataan bahwa tidak mungkin untuk fokus pada angka-angka yang ditunjukkan dalam dokumentasi teknis. Ini tidak hanya berlaku untuk kecerahan, tetapi juga untuk kontras, sudut pandang, dan waktu respons piksel. Tidak hanya mereka tidak dapat sesuai dengan nilai yang sebenarnya diamati sama sekali, kadang-kadang sulit untuk memahami apa arti angka-angka ini sama sekali. Pertama-tama, ada berbagai teknik pengukuran yang dijelaskan dalam standar yang berbeda; karenanya, pengukuran yang dilakukan dengan metode yang berbeda memberikan hasil yang berbeda, dan Anda tidak mungkin dapat mengetahui dengan metode mana dan bagaimana pengukuran dilakukan. Berikut adalah salah satu contoh sederhana. Kecerahan yang diukur tergantung pada suhu warna, tetapi ketika mereka mengatakan bahwa kecerahan monitor adalah 300 cd / m2, muncul pertanyaan: pada suhu warna berapa kecerahan maksimum ini dicapai? Selain itu, produsen menunjukkan kecerahan bukan untuk monitor, tetapi untuk matriks LCD, yang sama sekali tidak sama. Untuk mengukur kecerahan, sinyal referensi khusus dari generator dengan suhu warna yang disetel dengan tepat digunakan, sehingga karakteristik monitor itu sendiri sebagai produk akhir mungkin berbeda secara signifikan dari yang dinyatakan dalam dokumentasi teknis. Tetapi bagi pengguna, karakteristik monitor itu sendiri, dan bukan matriksnya, adalah yang terpenting. Kecerahan adalah karakteristik yang sangat penting untuk monitor LCD. Misalnya, dengan kecerahan yang tidak mencukupi, Anda tidak mungkin dapat memainkan berbagai permainan atau menonton film DVD. Selain itu, akan tidak nyaman bekerja di belakang monitor dalam kondisi siang hari (pencahayaan eksternal). Namun, terlalu dini untuk menyimpulkan atas dasar ini bahwa monitor dengan kecerahan yang dinyatakan 450 cd/m2 entah bagaimana lebih baik daripada monitor dengan kecerahan 350 cd/m2. Pertama, seperti yang telah disebutkan, kecerahan yang dinyatakan dan aktual bukanlah hal yang sama, dan kedua, cukup bagi monitor LCD untuk memiliki kecerahan 200-250 cd / m2 (tetapi tidak dinyatakan, tetapi benar-benar diamati). Selain itu, fakta bagaimana kecerahan monitor disesuaikan bukanlah hal yang penting. Dari sudut pandang fisika, penyesuaian kecerahan dapat dilakukan dengan mengubah kecerahan lampu latar. Ini dicapai baik dengan menyesuaikan arus pelepasan di lampu (di monitor, lampu fluorescent dengan Lampu Fluorescent katoda dingin, CCFL digunakan sebagai lampu backlight), atau dengan apa yang disebut modulasi lebar pulsa dari daya lampu. Dengan modulasi lebar pulsa, tegangan ke lampu latar disuplai oleh pulsa dengan durasi tertentu. Akibatnya, lampu penerangan tidak menyala terus-menerus, tetapi hanya pada interval waktu yang berulang secara berkala, tetapi karena inersia penglihatan, tampaknya lampu terus menyala (tingkat pengulangan pulsa lebih dari 200 Hz). Jelas, dengan mengubah lebar pulsa tegangan yang diterapkan, dimungkinkan untuk menyesuaikan kecerahan rata-rata pancaran lampu latar. Selain mengatur kecerahan monitor akibat cahaya latar, terkadang penyesuaian ini dilakukan oleh matriks itu sendiri. Bahkan, komponen konstan ditambahkan ke tegangan kontrol pada elektroda sel LC. Hal ini memungkinkan sel LCD untuk dibuka sepenuhnya, tetapi tidak memungkinkan untuk ditutup sepenuhnya. Dalam hal ini, ketika kecerahan ditingkatkan, warna hitam tidak lagi menjadi hitam (matriks menjadi sebagian transparan bahkan ketika sel LCD ditutup).

Kontras

Karakteristik yang sama pentingnya dari monitor LCD adalah rasio kontrasnya, yang didefinisikan sebagai rasio kecerahan latar belakang putih dengan kecerahan latar belakang hitam. Secara teoritis, kontras monitor tidak boleh bergantung pada tingkat kecerahan yang diatur pada monitor, yaitu, pada tingkat kecerahan apa pun, kontras yang diukur harus memiliki nilai yang sama. Memang, kecerahan latar belakang putih sebanding dengan kecerahan lampu latar. Idealnya, rasio pancaran cahaya sel LCD dalam keadaan terbuka dan tertutup adalah karakteristik dari sel LCD itu sendiri, namun, dalam praktiknya, rasio ini mungkin bergantung pada suhu warna yang disetel dan tingkat kecerahan monitor yang disetel. Dalam beberapa tahun terakhir, kontras gambar pada monitor digital telah meningkat tajam, dan sekarang angka ini sering mencapai nilai 500:1. Tetapi bahkan di sini semuanya tidak sesederhana itu. Faktanya adalah bahwa kontras dapat ditentukan bukan untuk monitor, tetapi untuk matriks. Namun, seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman, jika rasio kontras lebih dari 350:1 ditunjukkan di paspor, maka ini cukup untuk operasi normal.

Sudut pandang

Sudut pandang maksimum (baik vertikal maupun horizontal) didefinisikan sebagai sudut pandang dari mana kontras gambar di tengah setidaknya 10:1. Beberapa produsen matriks, ketika menentukan sudut pandang, menggunakan rasio kontras bukan 10:1, tetapi 5:1, yang juga menimbulkan kebingungan dalam spesifikasi teknis. Definisi formal dari sudut pandang agak kabur dan, yang terpenting, tidak secara langsung terkait dengan reproduksi warna yang benar saat melihat gambar pada suatu sudut. Faktanya, bagi pengguna, keadaan yang jauh lebih penting adalah kenyataan bahwa saat melihat gambar pada sudut ke permukaan monitor, tidak ada penurunan kontras, tetapi distorsi warna. Misalnya, merah berubah menjadi kuning dan hijau berubah menjadi biru. Selain itu, distorsi seperti itu model yang berbeda memanifestasikan diri mereka dengan cara yang berbeda: untuk beberapa, mereka menjadi terlihat pada sedikit sudut, jauh lebih kecil dari sudut pandang. Oleh karena itu, membandingkan monitor dalam hal sudut pandang pada dasarnya salah. Adalah mungkin untuk membandingkan sesuatu, tetapi perbandingan seperti itu tidak memiliki nilai praktis.

Waktu respons piksel

Diagram waktu pengaktifan piksel tipikal untuk matriks TN+Film

Diagram waktu turn-off piksel tipikal untuk TN+Film-matrix

Waktu respons, atau waktu respons piksel, biasanya ditentukan dalam dokumentasi teknis untuk monitor dan dianggap sebagai salah satu karakteristik terpenting monitor (yang tidak sepenuhnya benar). Pada monitor LCD, waktu respons piksel, yang bergantung pada jenis matriks, diukur dalam puluhan milidetik (dalam matriks TN + Film yang baru, waktu respons piksel adalah 12 mdtk), dan ini menyebabkan kekaburan gambar yang berubah. dan dapat terlihat oleh mata. Bedakan antara waktu tepat dan waktu tidak aktif dari sebuah piksel. Piksel tepat waktu mengacu pada jumlah waktu yang diperlukan untuk membuka sel LCD, dan waktu mati mengacu pada jumlah waktu yang diperlukan untuk menutupnya. Ketika mereka berbicara tentang waktu reaksi sebuah piksel, mereka memahami total waktu untuk menghidupkan dan mematikan piksel. Waktu piksel dihidupkan dan waktu dimatikan dapat sangat bervariasi. Ketika mereka berbicara tentang waktu respons piksel yang ditunjukkan dalam dokumentasi teknis untuk monitor, yang mereka maksud adalah waktu respons matriks, bukan monitor. Selain itu, waktu respons piksel yang ditunjukkan dalam dokumentasi teknis ditafsirkan secara berbeda oleh produsen matriks yang berbeda. Misalnya, salah satu opsi untuk menafsirkan waktu hidup (mati) suatu piksel adalah bahwa ini adalah waktu untuk mengubah kecerahan piksel dari 10 menjadi 90% (dari 90 menjadi 10%). Sampai sekarang, ketika berbicara tentang mengukur waktu reaksi sebuah piksel, dapat dipahami bahwa kita berbicara tentang beralih antara warna hitam dan putih. Jika tidak ada pertanyaan dengan warna hitam (piksel hanya tertutup), maka pilihan warna putih tidak jelas. Bagaimana waktu reaksi suatu piksel berubah jika Anda mengukurnya saat beralih di antara halftone yang berbeda? Pertanyaan ini sangat penting secara praktis. Faktanya adalah bahwa beralih dari latar belakang hitam ke putih atau sebaliknya relatif jarang terjadi dalam aplikasi nyata. Di sebagian besar aplikasi, sebagai aturan, transisi antara semitone diimplementasikan. Dan jika waktu peralihan antara warna hitam dan putih ternyata kurang dari waktu peralihan antara skala abu-abu, maka waktu respons piksel tidak akan memiliki nilai praktis dan tidak mungkin untuk fokus pada karakteristik monitor ini. Kesimpulan apa yang dapat diambil dari uraian di atas? Semuanya sangat sederhana: waktu respons piksel yang dinyatakan oleh pabrikan tidak memungkinkan seseorang untuk secara jelas menilai karakteristik dinamis monitor. Dalam pengertian ini, lebih tepat untuk berbicara bukan tentang waktu peralihan piksel antara warna putih dan hitam, tetapi tentang waktu rata-rata peralihan piksel antara halftone.

Jumlah warna yang ditampilkan

Semua monitor pada dasarnya adalah perangkat RGB, yaitu, warnanya diperoleh dengan mencampurkan tiga warna dasar dalam berbagai proporsi: merah, hijau, dan biru. Jadi, setiap piksel LCD terdiri dari tiga subpiksel berwarna. Selain keadaan sel LC tertutup penuh atau terbuka penuh, keadaan peralihan juga dimungkinkan bila sel LC terbuka sebagian. Ini memungkinkan Anda untuk membentuk naungan warna dan mencampur nuansa warna dari warna dasar dalam proporsi yang tepat. Dalam hal ini, jumlah warna yang direproduksi oleh monitor secara teoritis tergantung pada berapa banyak corak warna yang dapat dibentuk di setiap saluran warna. Pembukaan sebagian sel LC dicapai dengan menerapkan level tegangan yang diperlukan ke elektroda kontrol. Oleh karena itu, jumlah corak warna yang dapat direproduksi di setiap saluran warna bergantung pada berapa banyak level tegangan berbeda yang dapat diterapkan ke sel LCD. Untuk membentuk level tegangan sewenang-wenang, perlu menggunakan sirkuit DAC dengan kapasitas besar, yang sangat mahal. Oleh karena itu, di monitor LCD modern, DAC 18-bit paling sering digunakan dan lebih jarang yang 24-bit. Saat menggunakan DAC 18-bit, setiap saluran warna memiliki 6 bit. Ini memungkinkan Anda untuk membentuk 64 (26=64) level tegangan yang berbeda dan, karenanya, mendapatkan 64 corak warna dalam satu saluran warna. Secara total, dengan mencampur corak warna dari saluran yang berbeda, dimungkinkan untuk membuat 262.144 corak warna. Saat menggunakan matriks 24-bit (sirkuit DAC 24-bit), setiap saluran memiliki 8 bit, yang memungkinkan untuk membentuk 256 (28 = 256) corak warna di setiap saluran, dan secara total matriks semacam itu mereproduksi 16.777.216 corak warna. Pada saat yang sama, untuk banyak matriks 18-bit, paspor menyatakan bahwa mereka mereproduksi 16,2 juta warna. Ada apa di sini dan apakah mungkin? Ternyata dalam matriks 18-bit, karena segala macam trik, Anda dapat membawa jumlah corak warna lebih dekat dengan apa yang direproduksi oleh matriks 24-bit nyata. Untuk mengekstrapolasi corak warna dalam matriks 18-bit, dua teknologi (dan kombinasinya) digunakan: dithering (dithering) dan FRC (Frame Rate Control). Inti dari teknologi dithering adalah bahwa corak warna yang hilang diperoleh dengan mencampurkan corak warna terdekat dari piksel tetangga. Mari kita pertimbangkan contoh sederhana. Misalkan sebuah piksel hanya dapat berada dalam dua keadaan: terbuka dan tertutup, dan keadaan tertutup dari piksel membentuk hitam, dan keadaan terbuka - merah. Jika, alih-alih satu piksel, kami mempertimbangkan sekelompok dua piksel, maka, selain hitam dan merah, kami juga dapat memperoleh warna perantara, sehingga mengekstrapolasi dari mode dua warna ke mode tiga warna. Akibatnya, jika pada awalnya monitor seperti itu dapat menghasilkan enam warna (dua untuk setiap saluran), maka setelah dithering seperti itu, monitor tersebut akan mereproduksi 27 warna. Skema dithering memiliki satu kelemahan signifikan: peningkatan corak warna dicapai dengan mengorbankan penurunan resolusi. Faktanya, ini meningkatkan ukuran piksel, yang dapat berdampak buruk pada rendering detail gambar. Inti dari teknologi FRC adalah memanipulasi kecerahan setiap subpiksel dengan mengaktifkan/menonaktifkannya. Seperti pada contoh sebelumnya, sebuah piksel dianggap hitam (mati) atau merah (hidup). Setiap sub-piksel diperintahkan untuk menyala pada kecepatan bingkai, yaitu, pada kecepatan bingkai 60 Hz, setiap sub-piksel diperintahkan untuk menyala 60 kali per detik. Hal ini memungkinkan warna merah yang akan dihasilkan. Namun, jika kami memaksa piksel untuk menyala tidak 60 kali per detik, tetapi hanya 50 (pada setiap siklus ke-12, matikan piksel, bukan nyalakan), maka kecerahan piksel akan menjadi 83% dari maksimum, yang akan memungkinkan untuk membentuk warna merah menengah. Kedua metode ekstrapolasi warna yang dianggap memiliki kekurangan. Dalam kasus pertama, ini adalah kemungkinan layar berkedip dan sedikit peningkatan waktu reaksi, dan dalam kasus kedua, kemungkinan kehilangan detail gambar. Cukup sulit untuk membedakan secara kasat mata matriks 18-bit dengan ekstrapolasi warna dari matriks 24-bit yang sebenarnya. Pada saat yang sama, biaya matriks 24-bit jauh lebih tinggi.

Prinsip pengoperasian layar TFT-LCD

Prinsip umum pembentukan gambar di layar diilustrasikan dengan baik pada Gambar. 1. Tapi bagaimana cara mengontrol kecerahan subpiksel individu? Pemula biasanya dijelaskan seperti ini: di belakang setiap subpiksel terdapat penutup kristal cair. Tergantung pada tegangan yang diterapkan padanya, ia mentransmisikan lebih banyak atau lebih sedikit cahaya dari lampu latar. Dan semua orang segera membayangkan beberapa lipatan pada loop kecil yang berbelok ke sudut yang diinginkan ... sesuatu seperti ini:

Faktanya, tentu saja, semuanya jauh lebih rumit. Tidak ada penutup material pada engselnya. Dalam matriks kristal cair nyata, fluks bercahaya dikendalikan seperti ini:

Cahaya dari lampu latar (kita menelusuri gambar dari bawah ke atas) pertama-tama melewati filter polarisasi bawah (pelat berbayang putih). Sekarang ini bukan lagi aliran cahaya biasa, tetapi terpolarisasi. Selanjutnya, cahaya melewati elektroda kontrol tembus cahaya (pelat kuning) dan bertemu dengan lapisan kristal cair dalam perjalanannya. Dengan mengubah polarisasi tegangan kontrol fluks bercahaya dapat diubah hingga 90 derajat (pada gambar di sebelah kiri), atau dibiarkan tidak berubah (di tempat yang sama di sebelah kanan). Perhatian, kesenangan dimulai! Setelah lapisan kristal cair, filter cahaya ditempatkan dan di sini setiap subpiksel dicat dengan warna yang diinginkan - merah, hijau atau biru. Jika Anda melihat layar dengan filter polarisasi atas dihapus, Anda akan melihat jutaan sub-piksel bercahaya - dan masing-masing bersinar dengan kecerahan maksimum, karena mata kita tidak dapat membedakan polarisasi cahaya. Dengan kata lain, tanpa polarizer atas, kita hanya akan melihat cahaya putih seragam di seluruh permukaan layar. Tetapi filter polarisasi atas perlu dipasang kembali - dan filter ini akan "menunjukkan" semua perubahan yang telah dibuat oleh kristal cair dengan polarisasi cahaya. Beberapa subpiksel akan tetap bersinar terang, seperti yang kiri pada gambar, yang polarisasinya telah diubah sebesar 90 derajat, dan beberapa akan padam, karena polarizer atas berada dalam antifase ke bawah dan tidak mentransmisikan cahaya dengan default ( salah satu yang secara default) polarisasi. Ada juga subpiksel dengan kecerahan menengah - polarisasi aliran cahaya yang melewatinya tidak diputar 90, tetapi dengan jumlah derajat yang lebih kecil, misalnya, 30 atau 55 derajat.

Keuntungan dan kerugian

Konvensi: (+) martabat, (~) dapat diterima, (-) merugikan
	monitor LCD	monitor CRT
Kecerahan	(+) dari 170 hingga 250 cd/m2	(~) 80 hingga 120 cd/m2
Kontras	(~) 200:1 hingga 400:1	(+) 350:1 hingga 700:1
Sudut pandang (sebaliknya)	(~) 110 hingga 170 derajat	(+) lebih dari 150 derajat
Sudut pandang (berdasarkan warna)	(-) 50 hingga 125 derajat	(~) lebih dari 120 derajat
Izin	(-) Resolusi tunggal dengan ukuran piksel tetap. Optimal hanya dapat digunakan dalam resolusi ini; resolusi yang lebih tinggi atau lebih rendah dapat digunakan tergantung pada fungsi ekspansi atau kompresi yang didukung, tetapi ini tidak optimal.	(+) Berbagai resolusi didukung. Pada semua resolusi yang didukung, monitor dapat digunakan secara optimal. Batasan hanya dikenakan oleh penerimaan kecepatan refresh.
Frekuensi vertikal	(+) Frekuensi optimal 60 Hz, yang cukup untuk tidak ada kedipan	(~) Hanya pada frekuensi di atas 75 Hz tidak ada kedipan yang terlihat jelas
Kesalahan pencocokan warna	(+) tidak	(~) 0,0079 hingga 0,0118 inci (0,20 - 0,30 mm)
Memfokuskan	(+) sangat bagus	(~) cukup hingga sangat baik>
Distorsi geometris/linier	(+) tidak	(~) mungkin
Piksel yang tidak berfungsi	(-) hingga 8	(+) tidak
Sinyal masukan	(+) analog atau digital	(~) hanya analog
Penskalaan pada resolusi yang berbeda	(-) tidak ada atau metode interpolasi digunakan yang tidak memerlukan overhead yang besar	(+) sangat bagus
Akurasi tampilan warna	(~) True Color didukung dan suhu warna yang diperlukan disimulasikan	(+) True Color didukung dan pada saat yang sama ada banyak perangkat kalibrasi warna di pasaran, yang merupakan nilai tambah yang pasti
Koreksi gamma (penyesuaian warna dengan karakteristik penglihatan manusia)	(~) memuaskan	(+) fotorealistik
Keseragaman	(~) seringkali gambar lebih terang di bagian tepi	(~) seringkali gambar lebih terang di tengah
Kemurnian Warna/Kualitas Warna	(~) bagus	(+) tinggi
berkedip	(+) tidak	(~) tidak terlihat di atas 85 Hz
Waktu inersia	(-) 20 hingga 30 md.	(+) kecil sekali
Pencitraan	(+) Gambar dibentuk oleh piksel, yang jumlahnya hanya bergantung pada resolusi spesifik panel LCD. Pitch piksel hanya bergantung pada ukuran piksel itu sendiri, tetapi tidak pada jarak di antara mereka. Setiap piksel dibentuk secara individual untuk fokus, kejelasan, dan definisi yang luar biasa. Gambar lebih koheren dan halus	(~) Piksel dibentuk oleh sekelompok titik (triad) atau garis. Pitch suatu titik atau garis tergantung pada jarak antara titik atau garis dengan warna yang sama. Akibatnya, ketajaman dan kejernihan gambar sangat bergantung pada ukuran titik atau jarak garis dan kualitas CRT.
Konsumsi daya dan emisi	(+) Hampir tidak ada radiasi elektromagnetik yang berbahaya. Konsumsi daya sekitar 70% lebih rendah dari monitor CRT standar (25W hingga 40W).	(-) Emisi elektromagnetik selalu ada, namun tingkatnya tergantung pada apakah CRT memenuhi standar keselamatan apa pun. Konsumsi energi dalam kondisi kerja pada level 60 - 150 watt.
Dimensi/berat	(+) desain datar, ringan	(-) konstruksi berat, memakan banyak ruang
Memantau antarmuka	(+) Antarmuka digital, namun, sebagian besar monitor LCD memiliki antarmuka analog built-in untuk menghubungkan ke output analog yang paling umum dari adaptor video	(-) Antarmuka analog

literatur

• A.V. Petrochenkov "Perangkat keras-komputer dan periferal", -106str.ill.
• V.E. Figurnov "PC IBM untuk pengguna", -67p.
• “HARD "n" SOFT " (majalah komputer untuk berbagai pengguna) No. 6 2003
• N.I. Gurin “Bekerjalah” komputer pribadi“,-128 hal.

Parameter utama monitor LCD

Jadi apa yang kita ketahui tentang monitor kristal cair? Pertama, mereka berbeda dalam ukuran dan warna. Kedua - harga. Ketiga, mereka diproduksi oleh lebih dari selusin perusahaan yang berbeda. Ini, mungkin, pengetahuan pengguna komputer biasa terbatas. Kami akan mencoba untuk memperluas mereka.

Karakteristik konsumen yang paling penting dari monitor LCD (atau monitor LCD) adalah sebagai berikut: harga, rasio aspek layar, resolusi, diagonal, kontras, kecerahan, waktu respons, sudut pandang, ketersediaan piksel yang rusak, antarmuka, jenis matriks, dimensi, konsumsi daya.

Harga
Mengenai harga: secara umum, semakin mahal monitor, semakin baik. Namun, ada nuansa. Dua produsen dapat membuat model mereka berdasarkan matriks yang sama, tetapi perbedaan harga dapat mencapai lebih dari seribu rubel. Semua karena desain, kebijakan pemasaran perusahaan dan faktor lainnya.
Selain itu, masing-masing fungsi tambahan atau kemungkinan meningkatkan biaya akhir monitor. Selain itu, peningkatan ini tidak selalu diperlukan bagi pengguna. Banyak dari mereka memiliki kualitas gambar yang cukup dan fungsionalitas model murah berdasarkan matriks TN. Tetapi beberapa memerlukan reproduksi warna yang akurat, yang hanya dapat disediakan oleh model yang lebih mahal berdasarkan IPS- atau *VA-matrix.
Harga monitor 18,5 inci dan 19 inci termurah mulai dari $100.

Format Layar
Monitor CRT yang sekarang sudah usang memiliki rasio aspek standar 4:3 (lebar ke tinggi). Monitor LCD pertama juga diproduksi seperti ini (ditambah format 5:4). Sekarang sudah sulit untuk menemukannya dijual: model layar lebar ada di rak toko - model dengan rasio aspek 16:10, 16:9, 15:9, yang dikaitkan dengan pengenalan aktif video dalam format HD (16 :9).
Monitor 4:3 lebih disukai untuk penjelajahan web, pekerjaan dalam teks, penerbitan, dan program lain di mana pekerjaan dilakukan terutama pada objek vertikal (halaman). Namun sebagai monitor rumah dan sarana hiburan (melihat berbagai konten video, game tiga dimensi), monitor layar lebar akan menjadi pilihan terbaik.

Resolusi layar
Parameter ini menunjukkan berapa banyak titik (piksel) yang ditempatkan pada bagian monitor yang terlihat. Misalnya: 1680x1050 (1680 titik horizontal dan 1050 titik vertikal). Parameter ini ditentukan berdasarkan format bingkai (jumlah titik adalah kelipatan dari rasio aspek). Dalam hal ini adalah 16:10. Ada sejumlah pasangan angka yang terbatas (tabel izin dapat ditemukan online).
Di monitor CRT, Anda dapat mengatur resolusi apa pun yang didukung oleh monitor atau kartu video. Di monitor LCD, hanya ada satu resolusi tetap, sisanya dicapai dengan interpolasi. Ini menurunkan kualitas gambar. Oleh karena itu, ketika memilih antara monitor dengan resolusi yang sama, lebih baik memilih diagonal yang lebih besar. Terutama jika Anda memiliki gangguan penglihatan, yang tidak jarang terjadi di zaman kita. Selain itu, resolusi monitor LCD harus didukung oleh kartu grafis Anda. Masalah dapat muncul dengan kartu video usang. Jika tidak, Anda harus menyetel resolusi non-asli. Dan ini adalah distorsi gambar yang tidak perlu.
Membeli monitor dengan resolusi 1920x1080 (Full HD) atau 2560x1600 tidak diperlukan sama sekali. Karena komputer Anda dapat menjalankan game 3D pada resolusi ini, dan video Full HD masih belum terlalu umum.

Diagonal layar
Nilai ini biasanya diukur dalam inci dan menunjukkan jarak antara dua sudut yang berlawanan. Diagonal optimal untuk hari ini dalam hal ukuran dan harga adalah 20-22 inci. Omong-omong, dengan ukuran diagonal yang sama, monitor 4:3 akan memiliki luas permukaan yang lebih besar.

Kontras
Nilai ini menunjukkan rasio kecerahan maksimum antara titik paling terang dan paling gelap. Biasanya ditentukan sebagai pasangan angka seperti 1000:1. Semakin banyak kontras statis, semakin baik, karena ini akan memungkinkan Anda untuk melihat lebih banyak nuansa (misalnya, alih-alih area hitam - nuansa hitam dalam foto, game, atau film). Harap dicatat bahwa pabrikan dapat mengganti informasi kontras statis dengan informasi kontras dinamis, yang dihitung secara berbeda dan tidak boleh diandalkan saat memilih monitor.

Kecerahan
Parameter ini menunjukkan jumlah cahaya yang dipancarkan oleh layar. Itu diukur dalam candela per meter persegi. Nilai kecerahan tinggi tidak akan merugikan. Dalam hal ini, Anda selalu dapat mengurangi kecerahan tergantung pada preferensi Anda sendiri dan pencahayaan tempat kerja.

Waktu merespon
Response time adalah waktu minimum yang diperlukan sebuah piksel untuk mengubah kecerahannya dari aktif (putih) menjadi tidak aktif (hitam) dan kembali menjadi aktif. Waktu respon adalah jumlah dari waktu buffering dan waktu switching. Parameter terakhir ditunjukkan dalam karakteristik. Diukur dalam milidetik (ms). Lebih sedikit lebih baik. Waktu respons yang lama menghasilkan gambar buram dalam adegan cepat dalam film dan game. Dalam sebagian besar model murah berdasarkan matriks TN, waktu respons tidak melebihi 10 ms dan cukup untuk pekerjaan yang nyaman. Omong-omong, beberapa produsen licik, mengukur waktu transisi dari satu warna abu-abu ke warna lain dan memberikan nilai ini sebagai waktu respons.

Sudut pandang
Parameter ini menunjukkan pada sudut pandang berapa kontras jatuh ke nilai yang ditentukan. Dalam hal ini, distorsi menjadi tidak dapat diterima untuk dilihat. Sayangnya, setiap perusahaan menghitung sudut pandang secara berbeda, jadi hal terbaik yang harus dilakukan adalah melihat monitor lebih dekat sebelum membeli.

Piksel yang rusak
Setelah produksi matriks LCD, mungkin mengandung cacat gambar, yang dibagi menjadi piksel mati dan "panas" (tergantung). Munculnya yang terakhir tergantung pada beberapa faktor: misalnya, mereka dapat muncul ketika suhu naik. Anda dapat mencoba menghapus piksel "panas" menggunakan prosedur "remap" (piksel yang rusak akan dimatikan). Menyingkirkan piksel tidak mungkin berhasil.
Setuju, tidak menyenangkan bekerja pada monitor dengan titik hijau atau merah yang terus menyala. Oleh karena itu, saat memeriksa monitor di toko, jalankan beberapa program pengujian untuk menentukan ada tidaknya piksel yang rusak. Atau bergantian mengisi layar dengan warna hitam, putih, merah, hijau dan biru dan lihat lebih dekat. Jika tidak ada piksel mati, silakan ambil. Sayangnya, mereka mungkin muncul kemudian, tetapi kemungkinannya kecil.
Satu hal lagi yang harus diperhatikan: standar ISO 13406-2 menetapkan empat kelas kualitas untuk monitor menurut jumlah piksel mati yang diizinkan. Oleh karena itu, penjual dapat menolak untuk menukar model jika jumlah piksel mati tidak melebihi kelas kualitas yang ditentukan oleh pabrikan.

Jenis matriks
Tiga teknologi utama digunakan dalam produksi layar: TN, IPS dan MVA/PVA. Ada yang lain, tetapi mereka tidak memiliki distribusi seperti itu. Kami tidak tertarik pada perbedaan teknologi, mari beralih ke properti konsumen.
TN+film. Panel paling masif dan murah. Mereka memiliki waktu respons yang baik, tetapi tingkat kontras yang buruk dan sudut pandang yang kecil. Juga rendition warna lumpuh. Oleh karena itu, mereka tidak digunakan di area di mana pekerjaan yang akurat dengan warna diperlukan. Untuk penggunaan di rumah - pilihan terbaik.
IPS (SFT). Panel yang terhormat. Sudut pandang yang baik, kontras tinggi, reproduksi warna yang baik, tetapi waktu respons yang lama. Satu-satunya yang dapat membuat keseluruhan warna RGB. Pengembangan saat ini sedang dilakukan untuk meningkatkan waktu respons, memperluas rentang warna lebih jauh, dan meningkatkan parameter lainnya.
MVA/PVA. Sesuatu antara TN dan IPS, baik dari segi biaya dan kinerja. Waktu respons tidak jauh lebih buruk daripada TN, dan kontras, reproduksi warna, dan sudut pandang lebih baik.

Antarmuka
Monitor modern dapat dihubungkan ke komputer menggunakan antarmuka analog dan digital. VGA Analog (D-Sub) sudah usang, tetapi kemungkinan besar akan digunakan untuk waktu yang lama. Secara bertahap digantikan oleh DVI digital. Antarmuka digital HDMI dan DisplayPort juga dapat ditemukan.
Pada dasarnya Anda perlu mengetahui satu hal: apakah kartu video Anda memiliki antarmuka yang sesuai. Misalnya, Anda membeli monitor baru dengan DVI digital, tetapi kartu video hanya memiliki analog. Dalam hal ini, Anda harus menggunakan adaptor.

Dimensi, desain, konsumsi daya
Monitor harus dipilih tidak hanya berdasarkan karakteristik konsumen, tetapi juga penampilan. Tapi ini adalah pengaturan individu. Seperti yang telah kami tulis, desain yang indah meningkatkan biaya monitor. Anda dapat mengabaikan konsumsi daya. Di hampir semua model modern, ukurannya cukup kecil. Paspor perangkat menunjukkan konsumsi daya: aktif (dalam mode operasi) dan pasif (saat monitor dimatikan, tetapi tidak terputus dari jaringan).
Satu pertanyaan lagi: untuk mengambil monitor dengan hasil akhir glossy atau matte? Gloss memberikan kontras yang lebih besar, tetapi lebih banyak silau dan lebih cepat kotor.

Kekurangan monitor LCD
Terlepas dari kenyataan bahwa monitor LCD memiliki beberapa keunggulan dibandingkan monitor CRT, ada beberapa kelemahan yang harus diperhatikan:
1) hanya satu resolusi "biasa", sisanya diperoleh dengan interpolasi dengan kehilangan kejelasan;
2) gamut warna dan akurasi warna lebih buruk;
3) tingkat kontras dan kedalaman hitam yang relatif rendah;
4) waktu respons terhadap perubahan gambar lebih lama daripada monitor CRT;
5) masalah ketergantungan kontras pada sudut pandang belum terpecahkan;
6) kemungkinan adanya piksel cacat yang tidak dapat dipulihkan.

Masa Depan Monitor LCD
Monitor LCD saat ini sedang dalam masa kejayaannya. Tetapi beberapa tahun yang lalu, para ahli mulai berbicara tentang teknologi yang suatu hari nanti dapat menggantikannya. Yang paling menjanjikan adalah tampilan OLED (matriks dengan dioda pemancar cahaya organik). Namun, produksi massal mereka masih penuh dengan kesulitan dan dibatasi oleh harga yang cukup tinggi. Selain itu, teknologi monitor LCD terus meningkat, sehingga pengumuman kematian mereka terlalu dini.

Jenis matriks yang digunakan dalam monitor LCD, tentu saja, merupakan salah satu karakteristik monitor yang paling penting, tetapi bukan satu-satunya. Selain jenis matriks, monitor dicirikan oleh resolusi kerja, kecerahan dan kontras maksimum, sudut pandang, waktu peralihan piksel, serta parameter lain yang kurang signifikan. Mari kita pertimbangkan karakteristik ini secara lebih rinci.

Jika monitor CRT tradisional biasanya dicirikan oleh ukuran layar diagonal, maka untuk monitor LCD klasifikasi seperti itu tidak sepenuhnya benar. Lebih tepat untuk mengklasifikasikan monitor LCD dengan resolusi kerja. Faktanya adalah, tidak seperti monitor berbasis CRT, yang resolusinya dapat diubah dengan cukup fleksibel, layar LCD memiliki kumpulan piksel fisik yang tetap. Itulah mengapa mereka dirancang untuk bekerja hanya dengan satu izin, yang disebut bekerja. Secara tidak langsung, resolusi ini juga menentukan ukuran diagonal matriks, namun monitor dengan resolusi kerja yang sama mungkin memiliki matriks dengan ukuran berbeda. Misalnya, monitor dengan diagonal 15 hingga 16 inci umumnya memiliki resolusi pengoperasian 1024x768, yang berarti monitor ini sebenarnya memiliki 1024 piksel secara horizontal dan 768 piksel secara vertikal.

Resolusi kerja monitor menentukan ukuran ikon dan font yang akan ditampilkan di layar. Misalnya, monitor 15 inci mungkin memiliki resolusi kerja 1024x768 piksel, atau mungkin 1400x1050 piksel. Dalam kasus terakhir, dimensi fisik piksel itu sendiri akan lebih kecil, dan karena jumlah piksel yang sama digunakan dalam pembentukan ikon standar dalam kasus pertama dan kedua, maka pada resolusi 1400x1050 piksel, ikon akan menjadi lebih kecil dalam dimensi fisik. Ukuran ikon yang terlalu kecil pada resolusi monitor yang tinggi mungkin tidak dapat diterima oleh sebagian pengguna, jadi Anda harus segera memperhatikan resolusi yang berfungsi saat membeli monitor.

Tentu saja, monitor mampu menampilkan gambar dalam resolusi selain yang berfungsi. Mode operasi monitor ini disebut interpolasi. Perhatikan bahwa dalam kasus interpolasi, kualitas gambar menyisakan banyak hal yang diinginkan: gambar diretas dan kasar, dan selain itu, artefak penskalaan seperti tonjolan pada lingkaran dapat terjadi. Mode interpolasi memiliki efek yang sangat kuat pada kualitas tampilan font layar. Oleh karena itu kesimpulannya: jika Anda, saat membeli monitor, berencana menggunakannya untuk bekerja pada resolusi non-standar, maka secara sederhana memeriksa mode operasi monitor selama interpolasi adalah untuk melihat beberapa dokumen teks dalam cetakan kecil. Akan mudah untuk melihat artefak interpolasi di sepanjang kontur huruf, dan jika algoritma interpolasi yang lebih baik digunakan di monitor, huruf akan lebih rata, tetapi masih buram. Kecepatan monitor LCD menskalakan satu bingkai juga merupakan parameter penting yang harus diperhatikan, karena elektronik monitor membutuhkan waktu untuk interpolasi.

Salah satu keunggulan monitor LCD adalah kecerahannya. Angka dalam tampilan kristal cair ini terkadang melebihi angka di monitor berbasis CRT lebih dari dua kali lipat. Untuk menyesuaikan kecerahan monitor, ubah intensitas cahaya latar. Saat ini, di monitor LCD, kecerahan maksimum yang dinyatakan dalam dokumentasi teknis adalah dari 250 hingga 300 cd / m2. Dan jika kecerahan monitor cukup tinggi, maka ini harus ditunjukkan dalam buklet iklan dan disajikan sebagai salah satu keunggulan utama monitor.

Kecerahan memang merupakan karakteristik penting untuk sebuah monitor LCD. Misalnya, jika kecerahannya tidak mencukupi, akan tidak nyaman bekerja di belakang monitor dalam kondisi siang hari (pencahayaan eksternal). Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman, monitor LCD cukup memiliki kecerahan 200-250 cd / m2 - tetapi tidak dinyatakan, tetapi benar-benar diamati.

Dalam beberapa tahun terakhir, kontras gambar pada panel digital telah meningkat tajam, dan sekarang seringkali angka ini mencapai nilai 1000:1. Parameter ini didefinisikan sebagai rasio antara kecerahan maksimum dan minimum pada latar belakang putih dan hitam. Tapi tidak semuanya begitu sederhana di sini juga. Faktanya adalah bahwa kontras dapat ditunjukkan bukan untuk monitor, tetapi untuk matriks, dan di samping itu, ada beberapa metode alternatif untuk mengukur kontras. Namun, seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman, jika rasio kontras lebih dari 350:1 ditunjukkan di paspor, maka ini cukup untuk operasi normal.

Karena rotasi molekul LC di setiap subpiksel warna melalui sudut tertentu, dimungkinkan untuk mendapatkan tidak hanya keadaan terbuka dan tertutup dari sel LC, tetapi juga keadaan peralihan yang membentuk bayangan warna. Secara teoritis, sudut rotasi molekul LC dapat dibuat dalam kisaran dari minimum hingga maksimum. Namun, dalam praktiknya, ada fluktuasi suhu yang mencegah pengaturan sudut rotasi yang tepat. Selain itu, untuk membentuk level tegangan sewenang-wenang, perlu menggunakan sirkuit DAC dengan kapasitas besar, yang sangat mahal. Oleh karena itu, di monitor LCD modern, DAC 18-bit paling sering digunakan dan lebih jarang yang 24-bit. Saat menggunakan DAC 18-bit, setiap saluran warna memiliki 6 bit. Ini memungkinkan untuk membentuk 64 (26 = 64) level tegangan yang berbeda dan, karenanya, mengatur 64 orientasi molekul LC yang berbeda, yang, pada gilirannya, mengarah pada pembentukan 64 corak warna dalam satu saluran warna. Secara total, dengan mencampur corak warna dari saluran yang berbeda, dimungkinkan untuk memperoleh 262 K corak warna.

Saat menggunakan matriks 24-bit (sirkuit DAC 24-bit), setiap saluran memiliki 8 bit, yang memungkinkan untuk membentuk 256 (28 = 256) corak warna di setiap saluran, dan secara total matriks semacam itu mereproduksi 16.777.216 corak warna.

Pada saat yang sama, untuk banyak matriks 18-bit, paspor menyatakan bahwa mereka mereproduksi 16,2 juta warna. Ada apa di sini dan apakah mungkin? Ternyata dalam matriks 18-bit, karena berbagai trik, Anda dapat meningkatkan jumlah corak warna sehingga jumlah ini mendekati jumlah warna yang direproduksi oleh matriks 24-bit nyata. Untuk ekstrapolasi corak warna dalam matriks 18-bit, dua teknologi (dan kombinasinya) digunakan: Dithering (dithering) dan FRC (Frame Rate Control).

Inti dari teknologi Dithering terletak pada kenyataan bahwa corak warna yang hilang diperoleh dengan mencampurkan corak warna terdekat dari subpiksel yang berdekatan. Mari kita pertimbangkan contoh sederhana. Misalkan subpiksel hanya dapat berada dalam dua keadaan: terbuka dan tertutup, dan keadaan tertutup dari subpiksel membentuk hitam, dan keadaan terbuka - merah. Jika, alih-alih satu piksel, kami mempertimbangkan sekelompok dua subpiksel, maka, selain warna hitam dan merah, kami juga dapat memperoleh warna perantara dan dengan demikian mengekstrapolasi dari mode dua warna ke mode tiga warna (Gbr. 1). 1). Akibatnya, jika pada awalnya monitor seperti itu dapat menghasilkan enam warna (dua untuk setiap saluran), maka setelah dithering tersebut, monitor akan mereproduksi 27 warna.

Gambar 1 - Skema dithering untuk mendapatkan corak warna

Jika kita mempertimbangkan sekelompok bukan dua, tetapi empat subpiksel (2x2), maka penggunaan dithering akan memungkinkan kita untuk memperoleh tiga corak warna tambahan di setiap saluran dan monitor akan berubah dari 8-warna menjadi 125-warna. Dengan demikian, sekelompok 9 subpiksel (3x3) akan memungkinkan Anda untuk mendapatkan tujuh corak warna tambahan, dan monitor akan menjadi 729 warna.

Skema dithering memiliki satu kelemahan signifikan: peningkatan corak warna dicapai dengan mengorbankan penurunan resolusi. Faktanya, ini meningkatkan ukuran piksel, yang dapat berdampak buruk pada rendering detail gambar.

Selain teknologi dithering, juga digunakan teknologi FRC, yaitu cara untuk memanipulasi kecerahan subpiksel individu dengan cara mengaktifkan/menonaktifkannya. Seperti pada contoh sebelumnya, kita akan mengasumsikan bahwa subpiksel dapat berwarna hitam (mati) atau merah (hidup). Ingatlah bahwa setiap sub-piksel diperintahkan untuk menyala pada kecepatan bingkai, yaitu, pada kecepatan bingkai 60 Hz, setiap sub-piksel diperintahkan untuk menyala 60 kali per detik, yang memungkinkan dihasilkannya warna merah. Namun, jika subpiksel dipaksa untuk menyala tidak 60 kali per detik, tetapi hanya 50 (pada setiap siklus ke-12, jangan nyalakan, tetapi matikan subpiksel), maka sebagai hasilnya, kecerahan subpiksel akan menjadi 83% dari maksimum, yang akan memungkinkan untuk membentuk warna merah menengah.

Kedua metode ekstrapolasi warna yang dianggap memiliki kekurangan. Dalam kasus pertama, ini adalah kemungkinan kehilangan detail gambar, dan yang kedua, kemungkinan layar berkedip dan sedikit peningkatan waktu reaksi.

Namun, perlu dicatat bahwa tidak selalu mungkin untuk membedakan dengan mata matriks 18-bit dengan ekstrapolasi warna dari matriks 24-bit yang sebenarnya. Dalam hal ini, matriks 24-bit akan jauh lebih mahal.

Masalah tradisional monitor LCD adalah sudut pandang - jika gambar pada CRT praktis tidak terpengaruh bahkan ketika dilihat hampir sejajar dengan bidang layar, maka pada banyak matriks LCD bahkan sedikit penyimpangan dari tegak lurus menyebabkan penurunan yang nyata. kontras dan distorsi warna. Menurut standar saat ini, produsen sensor mendefinisikan sudut pandang sebagai sudut relatif terhadap tegak lurus ke pusat sensor, bila dilihat di mana kontras gambar di tengah sensor turun menjadi 10:1 (Gbr. 2).

Gambar 2 - Skema untuk menentukan sudut pandang matriks LCD

Terlepas dari ketidakjelasan istilah ini, perlu untuk memahami dengan jelas apa yang sebenarnya dipahami oleh produsen matriks (dan bukan monitor) dari sudut pandang. Sudut pandang maksimum baik secara vertikal maupun horizontal didefinisikan sebagai sudut pandang dari mana kontras gambar setidaknya 10:1. Pada saat yang sama, ingat bahwa kontras gambar adalah rasio kecerahan maksimum pada latar belakang putih dengan kecerahan minimum pada latar belakang hitam. Jadi, menurut definisi, sudut pandang tidak secara langsung berhubungan dengan akurasi warna jika dilihat dari suatu sudut.

Waktu reaksi, atau waktu respons, dari subpiksel juga merupakan salah satu indikator terpenting dari sebuah monitor. Karakteristik inilah yang sering disebut sebagai titik terlemah monitor LCD, karena, tidak seperti monitor CRT, di mana waktu respons piksel diukur dalam mikrodetik, pada monitor LCD waktu ini adalah puluhan milidetik, yang pada akhirnya menyebabkan kaburnya gambar yang berubah. dan dapat terlihat oleh mata. Dari sudut pandang fisik, waktu reaksi piksel ditentukan oleh interval waktu di mana orientasi spasial molekul kristal cair berubah, dan semakin pendek waktu ini, semakin baik.

Dalam hal ini, perlu untuk membedakan antara waktu nyala dan mati suatu piksel. Piksel tepat waktu mengacu pada waktu yang dibutuhkan sel LC untuk membuka penuh, dan waktu mati piksel mengacu pada waktu yang diperlukan untuk menutup sel LC sepenuhnya. Ketika berbicara tentang waktu reaksi sebuah piksel, maka ini dipahami sebagai waktu total untuk menghidupkan dan mematikan piksel.

Waktu piksel dihidupkan dan waktu dimatikan dapat berbeda secara signifikan satu sama lain. Misalnya, jika kita mempertimbangkan matriks TN + Film yang umum, maka proses mematikan piksel terdiri dari reorientasi molekul yang tegak lurus terhadap arah polarisasi di bawah pengaruh tegangan yang diberikan, dan proses menyalakan piksel adalah jenis relaksasi molekul LC, yaitu proses transisi ke keadaan alaminya. Dalam hal ini, jelas bahwa waktu mati dari sebuah piksel akan lebih kecil dari waktu hidup.

Gambar 3 menunjukkan diagram pengaturan waktu tipikal untuk menyalakan (Gbr. 3a) dan mematikan (Gbr. 3b) piksel TN+Film-matrix. Dalam contoh yang ditunjukkan, waktu nyala untuk sebuah piksel adalah 20 ms dan waktu mati adalah 6 ms. Total waktu reaksi sebuah piksel adalah 26 ms.

Ketika mereka berbicara tentang waktu respons piksel yang ditunjukkan dalam dokumentasi teknis untuk monitor, yang mereka maksud adalah waktu respons matriks, bukan monitor. Anehnya, tetapi ini bukan hal yang sama, karena kasus pertama tidak memperhitungkan semua elektronik yang diperlukan untuk mengontrol piksel matriks. Faktanya, waktu respons piksel matriks adalah waktu yang diperlukan untuk reorientasi molekul, dan waktu reaksi piksel monitor adalah waktu antara sinyal untuk menghidupkan / mematikan dan fakta menghidupkan / mematikan. Selain itu, berbicara tentang waktu respons piksel yang ditunjukkan dalam dokumentasi teknis, harus diperhitungkan bahwa produsen matriks dapat menafsirkan waktu ini dengan cara yang berbeda.

Gambar 3 - Diagram waktu khas untuk menghidupkan (a) dan mematikan (b) piksel untuk matriks TN

Jadi, salah satu opsi untuk menafsirkan waktu hidup/mati suatu piksel adalah bahwa ini berarti waktu untuk mengubah kecerahan cahaya piksel dari 10 menjadi 90% atau dari 90 menjadi 10%. Pada saat yang sama, sangat mungkin bahwa untuk monitor dengan waktu respons piksel yang baik, ketika kecerahan berubah dari 10 menjadi 90%, waktu respons piksel total (ketika kecerahan berubah dari 0 hingga 100%) akan cukup besar. .

Jadi, mungkin lebih tepat untuk melakukan pengukuran dalam rentang perubahan kecerahan dari 0 hingga 100%? Namun, kecerahan dari 0 hingga 10% dianggap oleh mata manusia sebagai benar-benar hitam, dan dalam pengertian ini, pengukuran dari tingkat kecerahan 10% yang penting secara praktis. Demikian pula, tidak masuk akal untuk mengukur perubahan tingkat kecerahan hingga 100%, karena kecerahan dari 90 hingga 100% dianggap putih, dan oleh karena itu, pengukuran kecerahan hingga 90% yang sangat penting secara praktis.

Sampai sekarang, berbicara tentang mengukur waktu reaksi dari sebuah piksel, yang kami maksud adalah bahwa kami berbicara tentang beralih antara warna hitam dan putih. Jika tidak ada pertanyaan dengan warna hitam (piksel hanya tertutup), maka pilihan warna putih tidak jelas. Bagaimana waktu reaksi suatu piksel berubah jika Anda mengukurnya saat beralih di antara halftone yang berbeda? Pertanyaan ini sangat penting secara praktis. Faktanya adalah bahwa beralih dari latar belakang hitam ke latar belakang putih atau sebaliknya, yang menentukan waktu reaksi piksel, relatif jarang digunakan dalam aplikasi nyata - contohnya adalah menggulir teks hitam pada latar belakang putih. Di sebagian besar aplikasi, sebagai aturan, transisi antara semitone diimplementasikan. Dan jika ternyata waktu peralihan antara warna abu-abu dan putih akan lebih kecil daripada waktu peralihan antara skala abu-abu, maka waktu respons piksel tidak memiliki nilai praktis, jadi Anda tidak dapat mengandalkan karakteristik monitor ini. Memang, apa gunanya menentukan waktu reaksi suatu piksel, jika waktu sebenarnya untuk beralih antara halftone bisa lebih lama dan jika gambar akan kabur ketika gambar berubah secara dinamis?

Jawaban atas pertanyaan ini cukup rumit dan tergantung pada jenis matriks monitor. Untuk matriks TN + Film yang paling banyak digunakan dan termurah, semuanya cukup sederhana: waktu respons piksel, yaitu waktu yang diperlukan untuk membuka atau menutup sel LCD sepenuhnya, ternyata merupakan waktu maksimum. Jika warna digambarkan dengan gradasi saluran R-, G- dan B (RGB), maka waktu transisi dari warna hitam (0-0-0) ke putih (255-255-255) lebih lama dari waktu transisi. dari gradasi hitam ke abu-abu. Demikian pula, waktu mati piksel (transisi dari putih ke hitam) lebih lama daripada waktu transisi dari putih ke skala abu-abu.

pada gambar. Gambar 4 menunjukkan representasi grafis dari waktu peralihan antara hitam dan skala abu-abu dan sebaliknya antara skala abu-abu dan hitam. Seperti yang dapat Anda lihat dari grafik, waktu peralihan antara hitam dan putih dan sebaliknya yang menentukan waktu reaksi piksel. Itulah sebabnya untuk matriks TN+Film, waktu respons piksel sepenuhnya dicirikan oleh properti dinamis monitor.

Gambar 4 - Grafik waktu peralihan antara hitam dan abu-abu

Untuk matriks IPS dan MVA, semuanya tidak begitu jelas. Untuk jenis sensor ini, waktu transisi antara corak warna (skala abu-abu) mungkin lebih lama daripada waktu transisi antara putih dan hitam. Dalam matriks seperti itu, pengetahuan tentang waktu respons piksel (bahkan jika Anda yakin bahwa ini adalah rekor waktu terendah) tidak penting secara praktis dan tidak dapat dianggap sebagai karakteristik dinamis monitor. Akibatnya, untuk matriks ini, parameter yang jauh lebih penting adalah waktu transisi maksimum antara tingkat skala abu-abu, tetapi waktu ini tidak ditunjukkan dalam dokumentasi untuk monitor. Oleh karena itu, jika Anda tidak mengetahui waktu peralihan piksel maksimum untuk jenis matriks tertentu, maka cara terbaik untuk mengevaluasi karakteristik dinamis monitor adalah dengan menjalankan beberapa aplikasi permainan dinamis dan menentukan gambar buram dengan mata.

Semua monitor LCD bersifat digital, jadi antarmuka digital DVI dianggap sebagai antarmuka asli mereka. Antarmuka dapat memiliki dua jenis konektor: DVI-I, yang menggabungkan sinyal digital dan analog, dan DVI-D, yang hanya mentransmisikan sinyal digital. Dipercaya bahwa antarmuka DVI lebih disukai untuk menghubungkan monitor LCD ke komputer, meskipun koneksi melalui konektor D-Sub standar juga dimungkinkan. Mendukung antarmuka DVI adalah kenyataan bahwa dalam kasus antarmuka analog, konversi ganda dari sinyal video dilakukan: awalnya, sinyal digital diubah menjadi analog di kartu video (konversi DAC), dan kemudian analog sinyal diubah menjadi unit elektronik digital dari monitor LCD itu sendiri (konversi ADC), dan sebagai akibat dari transformasi tersebut, risiko berbagai distorsi sinyal meningkat. Sejujurnya, kami mencatat bahwa dalam praktiknya, distorsi sinyal yang disebabkan oleh konversi ganda tidak terjadi, dan Anda dapat menghubungkan monitor melalui antarmuka apa pun. Dalam hal ini, antarmuka monitor adalah hal terakhir yang perlu diperhatikan. Hal utama adalah bahwa konektor yang sesuai ada pada kartu video itu sendiri.

Banyak monitor LCD modern memiliki konektor D-Sub dan DVI, yang sering kali memungkinkan Anda menyambungkan dua unit sistem ke monitor secara bersamaan. Ada juga model yang memiliki dua konektor digital.

Diagram struktural monitor tampilan LCD pada Gambar. 5

Gambar 5 - Diagram struktural monitor LCD

Sinyal dari adaptor video diumpankan ke input tampilan melalui analog RGB VGA D-sub atau antarmuka DVI digital. Dalam kasus penggunaan antarmuka analog, adaptor video mengubah data buffer bingkai dari digital ke analog, dan elektronik monitor LCD, pada bagiannya, dipaksa untuk melakukan konversi analog-ke-digital sebaliknya. operasi setidaknya tidak meningkatkan kualitas gambar, apalagi membutuhkan biaya tambahan untuk implementasinya. Oleh karena itu, dengan hadirnya layar LCD antarmuka VGA D-sub digantikan oleh DVI digital. Di beberapa monitor, pabrikan sengaja tidak mendukung antarmuka DVI, membatasi diri hanya pada VGA D-sub, karena ini memerlukan penggunaan penerima TMDS khusus di sisi monitor, dan biaya perangkat yang mendukung antarmuka analog dan digital dibandingkan dengan opsi dengan satu-satunya input analog akan lebih tinggi.

Dari konversi A/D RGB, penskalaan, pemrosesan, dan pemrosesan sinyal keluaran LVDS, sirkuit pemrosesan gambar LCD didasarkan pada satu IC yang sangat terintegrasi yang disebut Mesin Tampilan.

Blok matriks LCD berisi sirkuit kontrol, yang disebut driver matriks, di mana penerima output kontrol LVDS dan driver sumber dan gerbang terintegrasi, mengubah sinyal video menjadi menangani piksel tertentu dalam kolom dan baris.

Blok matriks LCD juga mencakup sistem penerangannya, yang, dengan pengecualian langka, dibuat pada lampu pelepasan katoda dingin (Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL). Tegangan tinggi untuk mereka disediakan oleh inverter yang terletak di catu daya monitor. Lampu biasanya terletak di atas dan di bawah, radiasinya diarahkan ke ujung panel tembus cahaya yang terletak di belakang matriks dan bertindak sebagai pemandu cahaya. Kualitas anyaman dan homogenitas bahan panel ini tergantung pada: karakteristik penting, sebagai keseragaman iluminasi matriks

Mengatasi tampilan LCD dengan matriks pasif, pada prinsipnya, dapat diimplementasikan dengan cara yang sama seperti panel pelepasan gas. Elektroda depan, umum untuk seluruh kolom, menghantarkan tegangan. Elektroda belakang, umum untuk seluruh baris, berfungsi sebagai "tanah".

Ada kelemahan matriks pasif seperti itu dan diketahui: panel sangat lambat, dan gambarnya tidak tajam. Dan ada dua alasan untuk itu. Yang pertama adalah bahwa setelah kita mengatasi piksel dan memutar kristal, yang terakhir akan perlahan-lahan kembali ke keadaan semula, mengaburkan gambar. Alasan kedua terletak pada kopling kapasitif antara garis kontrol. Kopling ini menghasilkan propagasi tegangan yang tidak akurat dan sedikit "merusak" piksel yang berdekatan.

Kekurangan yang dicatat menyebabkan pengembangan teknologi matriks aktif (Gbr. 6).

Gambar 6 - Skema pengaktifan subpiksel dari matriks LCD aktif

Matriks resolusi monitor LCD

Di sini, transistor ditambahkan ke setiap piksel, bertindak sebagai sakelar. Jika terbuka (on), maka data dapat ditulis ke kapasitor penyimpanan. Jika transistor dalam keadaan tertutup (off), maka data tetap berada di kapasitor, yang berfungsi sebagai memori analog. Teknologi memiliki banyak manfaat. Saat transistor ditutup, data masih berada di kapasitor, sehingga suplai tegangan ke kristal cair tidak akan berhenti sementara jalur kontrol akan menangani piksel lain. Artinya, piksel tidak akan kembali ke keadaan semula, seperti yang terjadi pada kasus matriks pasif. Selain itu, waktu tulis ke kapasitor jauh lebih pendek daripada waktu mati, yang berarti kita dapat mengumpulkan piksel panel dan mentransfer data ke sana lebih cepat.

Teknologi ini juga dikenal sebagai "TFT" (transistor film tipis, transistor film tipis). Tetapi hari ini telah menjadi sangat populer sehingga nama "LCD" telah lama menjadi identik dengannya. Artinya, LCD yang kami maksud adalah layar yang menggunakan teknologi TFT.

Institut Elektronik dan Matematika Negara Moskow

(Universitas Teknik)

Departemen:

"Teknologi Informasi dan Komunikasi"

Tugas kursus

"Monitor LCD: Organisasi Internal, Teknologi, Perspektif".

Dilakukan:

Starukhina E.V.

Grup: S-35

Moskow 2008
Isi

1. Perkenalan............................................... ........................................................ . ........................................ 3

2.Kristal cair ............................................................. ................................................................... ......................... 3

2.1.Sifat fisika kristal cair .................................................. ................................................................... 3

2.2.Sejarah perkembangan kristal cair ......................................... ..................................................... 4

3.Struktur monitor LCD.................................................. .... ................................................................... ... ................. 4

3.1.Sub-piksel layar warna LCD ........................................ ........................................................ .lima

3.2. Metode iluminasi matriks ........................................................ ................................................................... ............... . lima

4.spesifikasi Monitor LCD ................................................... . ................................... lima

5. Teknologi terkini untuk pembuatan matriks LCD ........................................ .............................................. 7

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

5.2.IPS (In-Plane Switching)......................................... ........................................................................ ......................... 8

5.3.MVA (Penjajaran Vertikal Multi-Domain) ........................................ ................................................................... ..... sembilan

6.Kelebihan dan Kekurangan .............................................. .. ................................................................ ............. sembilan

7.Teknologi yang menjanjikan untuk pembuatan monitor panel datar ........................................ ........ 10

8. Tinjauan Pasar dan Kriteria Pemilihan Monitor LCD ........................................ ........................................................ 12

9.Kesimpulan................................................................... .... ................................................................... ... .................................. 13

10. Daftar Rujukan ............................................................ .. ................................................................ .................... empat belas

Pengantar.

Saat ini, sebagian besar pasar monitor ditempati oleh monitor LCD yang diwakili oleh merek seperti Samsung, ASUS, NEC, Acer, Philips, dll. Teknologi LCD juga digunakan dalam pembuatan panel televisi, display laptop, ponsel, pemutar, kamera, dll. Karena sifat fisiknya (kami akan mempertimbangkannya di bawah), kristal cair memungkinkan Anda membuat layar yang menggabungkan kualitas seperti kejernihan gambar tinggi, konsumsi daya ekonomis, ketebalan layar kecil, resolusi tinggi, tetapi pada rentang lebar diagonal yang sama: dari 0,44 inci / 11 milimeter (Januari 2008, layar terkecil dari produsen microdisplay Kopin), hingga 108 inci / 2,74 meter (panel LCD terbesar, diperkenalkan 29 Juni 2008 oleh Sharp Microelectronics Europe) . Juga, keuntungan dari monitor LCD adalah tidak adanya radiasi berbahaya dan kedipan, yang merupakan masalah dengan monitor CRT.

Namun tetap saja, monitor LCD memiliki sejumlah kelemahan: adanya karakteristik seperti waktu respons, sudut pandang yang tidak selalu memuaskan, warna hitam pekat yang tidak memadai, dan kemungkinan cacat matriks (piksel rusak). Apakah panel LCD layak menjadi penerus monitor CRT, dan apakah mereka memiliki masa depan mengingat teknologi plasma yang berkembang pesat? Kita harus memahami masalah ini dengan mempelajari struktur fisik monitor LCD, karakteristiknya dan membandingkannya dengan teknologi pesaing.

1. Kristal cair.

1.1. Sifat fisik kristal cair.

Kristal cair adalah zat yang memiliki sifat yang melekat pada cairan dan kristal: fluiditas dan anisotropi. Secara struktural, kristal cair adalah cairan seperti jeli. Molekul memiliki bentuk memanjang dan teratur di seluruh volumenya. Sifat paling khas dari LC adalah kemampuannya untuk mengubah orientasi molekul di bawah pengaruh medan listrik, yang membuka peluang luas untuk aplikasinya di industri. Menurut jenis LC, mereka biasanya dibagi menjadi dua kelompok besar: nematics dan smectics. Pada gilirannya, nematics dibagi lagi menjadi kristal cair nematic dan cholesteric yang tepat.

Kristal cair kolesterol - dibentuk terutama oleh senyawa kolesterol dan steroid lainnya. Ini adalah LC nematik, tetapi sumbu panjangnya diputar relatif satu sama lain sehingga membentuk spiral yang sangat sensitif terhadap perubahan suhu karena energi formasi yang sangat rendah dari struktur ini (sekitar 0,01 J/mol). Kolesterol berwarna cerah dan perubahan suhu sekecil apa pun (hingga seperseribu derajat) menyebabkan perubahan nada heliks dan, karenanya, perubahan warna LC.

LCD memiliki sifat optik yang tidak biasa. Nematics dan smectics adalah kristal optik uniaksial. Kolesterol, karena struktur periodiknya, sangat memantulkan cahaya di wilayah spektrum yang terlihat. Karena fase cair adalah pembawa sifat dalam nematics dan cholesterics, ia mudah berubah bentuk di bawah pengaruh pengaruh eksternal, dan karena helix pitch dalam cholesterics sangat sensitif terhadap suhu, oleh karena itu, pantulan cahaya berubah tajam dengan suhu, menyebabkan terhadap perubahan warna zat.

Fenomena ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti menemukan titik panas di sirkuit mikro, melokalisasi fraktur dan tumor pada manusia, pencitraan dalam sinar inframerah, dll.

1.2. Sejarah perkembangan kristal cair.

Kristal cair ditemukan oleh ahli botani Austria F. Reinitzer pada tahun 1888. Menyelidiki kristal cholesteryl benzoate dan cholesteryl acetate, ia menemukan bahwa zat memiliki 2 titik leleh dan 2 keadaan cair yang berbeda - transparan dan keruh. Namun, sifat-sifat zat ini pada awalnya tidak menarik perhatian para ilmuwan. Selain itu, kristal cair menghancurkan teori tiga keadaan agregat materi, jadi fisikawan dan ahli kimia lama tidak mengenal kristal cair pada prinsipnya. Profesor Universitas Strasbourg Otto Lehmann, sebagai hasil dari penelitian bertahun-tahun, memberikan bukti, tetapi bahkan setelah itu, kristal cair tidak menemukan aplikasi.

Pada tahun 1963, J. Ferguson Amerika menggunakan sifat terpenting kristal cair - untuk mengubah warna di bawah pengaruh suhu - untuk mendeteksi medan panas yang tidak terlihat dengan mata telanjang. Setelah ia diberikan paten untuk sebuah penemuan, minat pada kristal cair meningkat secara dramatis.

Pada tahun 1965, Konferensi Internasional Pertama yang dikhususkan untuk kristal cair bertemu di AS. Pada tahun 1968, ilmuwan Amerika menciptakan indikator fundamental baru untuk sistem tampilan informasi. Prinsip operasi mereka didasarkan pada fakta bahwa molekul kristal cair, yang berputar dalam medan listrik, memantulkan dan mentransmisikan cahaya dengan cara yang berbeda. Di bawah pengaruh tegangan, yang diterapkan pada konduktor yang disolder ke layar, sebuah gambar muncul di atasnya, yang terdiri dari titik-titik mikroskopis. Namun, hanya setelah tahun 1973, ketika sekelompok ahli kimia Inggris yang dipimpin oleh George Gray mensintesis kristal cair dari bahan baku yang relatif murah dan mudah didapat, zat ini tersebar luas di berbagai perangkat.

Untuk pertama kalinya, layar kristal cair mulai digunakan dalam pembuatan laptop karena ukurannya yang ringkas. Pada tahap awal, produk akhir sangat mahal, dan kualitasnya sangat rendah. Namun, beberapa tahun yang lalu, monitor LCD lengkap pertama muncul, yang biayanya juga tetap cukup tinggi, tetapi kualitasnya meningkat tajam. Dan terakhir, saat ini pasar monitor LCD berkembang pesat. Ini disebabkan oleh fakta bahwa teknologi berkembang sangat aktif dan, di samping itu, persaingan di antara produsen telah menyebabkan penurunan harga yang nyata. spesies ini produk.

2. Struktur monitor LCD.

Monitor kristal cair adalah perangkat yang dirancang untuk menampilkan informasi grafis dari komputer, kamera, dll.

Fitur layar kristal cair adalah kristal cair itu sendiri tidak memancarkan cahaya. Setiap piksel monitor LCD terdiri dari tiga subpiksel warna primer (merah, hijau, biru). Cahaya yang melewati sel bisa alami - dipantulkan dari substrat (di layar LCD tanpa lampu latar). Tetapi lebih sering sumber cahaya buatan digunakan, selain tidak bergantung pada pencahayaan eksternal, ini juga menstabilkan sifat gambar yang dihasilkan. Bayangan dibentuk dengan menggunakan elemen individu, biasanya melalui sistem sapuan. Dengan demikian, monitor LCD lengkap terdiri dari elektronik yang memproses sinyal video input, matriks LCD, modul lampu latar, catu daya, dan rumahan. Kombinasi dari komponen-komponen inilah yang menentukan properti monitor secara keseluruhan, meskipun beberapa karakteristik lebih penting daripada yang lain.

2.1. LCD warna subpiksel.

Setiap piksel layar LCD terdiri dari lapisan molekul antara dua elektroda transparan, dan dua filter polarisasi yang bidang polarisasinya (biasanya) tegak lurus. Dengan tidak adanya kristal cair, cahaya yang ditransmisikan oleh filter pertama hampir sepenuhnya terhalang oleh filter kedua.

Permukaan elektroda yang bersentuhan dengan kristal cair diperlakukan secara khusus untuk orientasi awal molekul dalam satu arah. Dalam matriks TN, arah ini saling tegak lurus, sehingga molekul-molekul berbaris dalam struktur heliks tanpa adanya tekanan. Struktur ini membiaskan cahaya sedemikian rupa sehingga sebelum filter kedua bidang polarisasinya berputar, dan cahaya melewatinya tanpa kehilangan. Kecuali penyerapan setengah dari cahaya tak terpolarisasi oleh filter pertama, sel dapat dianggap transparan. Jika tegangan diterapkan pada elektroda, molekul cenderung berbaris ke arah medan, yang mendistorsi struktur heliks. Dalam hal ini, gaya elastis melawan ini, dan ketika tegangan dimatikan, molekul kembali ke posisi semula. Pada kekuatan medan yang cukup, hampir semua molekul menjadi paralel, yang mengarah pada opasitas struktur. Dengan memvariasikan voltase, Anda dapat mengontrol tingkat transparansi. Jika tegangan konstan diterapkan untuk waktu yang lama, struktur kristal cair dapat menurun karena migrasi ion. Untuk mengatasi masalah ini, arus bolak-balik diterapkan, atau perubahan polaritas medan dengan setiap pengalamatan sel (opasitas struktur tidak bergantung pada polaritas medan). Di seluruh matriks, dimungkinkan untuk mengontrol masing-masing sel secara individual, tetapi seiring bertambahnya jumlah mereka, ini menjadi sulit, karena jumlah elektroda yang dibutuhkan meningkat. Oleh karena itu, pengalamatan dengan baris dan kolom digunakan hampir di mana-mana.

Monitor kristal cair (juga layar kristal cair, LCD, monitor LCD, layar kristal cair Inggris, LCD, indikator datar) - monitor datar berdasarkan kristal cair. Monitor LCD dikembangkan pada tahun 1963.

LCD TFT (Bahasa Inggris TFT - transistor film tipis - transistor film tipis) adalah salah satu nama untuk layar kristal cair yang menggunakan matriks aktif, yang digerakkan oleh transistor film tipis. penguat TFT untuk setiap subpiksel digunakan untuk meningkatkan kecepatan, kontras dan kejelasan gambar tampilan.

perangkat monitor LCD

Gambar dibentuk menggunakan elemen individu, biasanya melalui sistem pemindaian. Perangkat sederhana (jam elektronik, telepon, pemutar, termometer, dll.) dapat memiliki tampilan monokrom atau 2-5 warna. Sebuah gambar multicolor dibentuk menggunakan triad RGB. Sebagian besar monitor desktop berdasarkan matriks TN - (dan beberapa *VA ), dan semua tampilan laptop menggunakan matriks dengan warna 18-bit (6 bit per saluran), 24-bit diemulasi dengan flicker yang terputus-putus.

LCD warna sub-piksel

Setiap piksel layar LCD terdiri dari lapisan molekul antara dua elektroda transparan, dan dua filter polarisasi yang bidang polarisasinya (biasanya) tegak lurus. Dengan tidak adanya kristal cair, cahaya yang ditransmisikan oleh filter pertama hampir sepenuhnya terhalang oleh filter kedua.

Permukaan elektroda yang bersentuhan dengan kristal cair diperlakukan secara khusus untuk orientasi awal molekul dalam satu arah. Dalam matriks TN, arah ini saling tegak lurus, sehingga molekul berbaris dalam struktur heliks tanpa adanya tekanan. Struktur ini membiaskan cahaya sedemikian rupa sehingga sebelum filter kedua bidang polarisasinya berputar, dan cahaya melewatinya tanpa kehilangan. Kecuali penyerapan setengah dari cahaya tak terpolarisasi oleh filter pertama, sel dapat dianggap transparan. Jika tegangan diterapkan pada elektroda, molekul cenderung berbaris ke arah medan, yang mendistorsi struktur heliks. Dalam hal ini, gaya elastis melawan ini, dan ketika tegangan dimatikan, molekul kembali ke posisi semula. Pada kekuatan medan yang cukup, hampir semua molekul menjadi paralel, yang mengarah pada opasitas struktur. Dengan memvariasikan voltase, Anda dapat mengontrol tingkat transparansi. Jika tegangan konstan diterapkan untuk waktu yang lama, struktur kristal cair dapat menurun karena migrasi ion. Untuk mengatasi masalah ini, arus bolak-balik diterapkan, atau perubahan polaritas medan dengan setiap pengalamatan sel (opasitas struktur tidak bergantung pada polaritas medan). Di seluruh matriks, dimungkinkan untuk mengontrol masing-masing sel secara individual, tetapi dengan peningkatan jumlahnya, ini menjadi sulit, karena jumlah elektroda yang dibutuhkan meningkat. Oleh karena itu, pengalamatan dengan baris dan kolom digunakan hampir di mana-mana. Cahaya yang melewati sel bisa alami - dipantulkan dari substrat (di layar LCD tanpa lampu latar). Tetapi lebih sering sumber cahaya buatan digunakan, selain tidak bergantung pada pencahayaan eksternal, ini juga menstabilkan sifat gambar yang dihasilkan. Dengan demikian, monitor LCD lengkap terdiri dari elektronik yang memproses sinyal video input, matriks LCD, modul lampu latar, catu daya, dan rumahan. Kombinasi dari komponen-komponen inilah yang menentukan properti monitor secara keseluruhan, meskipun beberapa karakteristik lebih penting daripada yang lain.

Spesifikasi Monitor LCD

Izin: Dimensi horizontal dan vertikal dinyatakan dalam piksel. Tidak seperti monitor CRT, LCD memiliki satu, resolusi fisik "asli", sisanya dicapai dengan interpolasi.

Ukuran titik: Jarak antara pusat piksel yang berdekatan. Berhubungan langsung dengan resolusi fisik.

Rasio aspek layar (format): Perbandingan antara lebar dan tinggi, contoh: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

Diagonal Terlihat: ukuran panel itu sendiri, diukur secara diagonal. Area tampilan juga tergantung pada formatnya: monitor 4:3 memiliki area yang lebih besar daripada monitor 16:9 dengan diagonal yang sama.

Kontras: Rasio kecerahan titik paling terang ke titik paling gelap. Beberapa monitor menggunakan tingkat cahaya latar adaptif menggunakan lampu tambahan, gambar kontras yang diberikan untuk mereka (disebut dinamis) tidak berlaku untuk gambar statis.

Kecerahan: Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh layar, biasanya diukur dalam candela per meter persegi.

Waktu merespon: Waktu minimum yang diperlukan piksel untuk mengubah kecerahannya. Metode pengukurannya ambigu.

Sudut pandang: sudut di mana penurunan kontras mencapai nilai yang ditentukan, untuk jenis yang berbeda matriks dan produsen yang berbeda dianggap berbeda, dan seringkali tidak dapat dibandingkan.

Jenis matriks: teknologi pembuatan LCD

masukan: (mantan. DVI, D-SUB, HDMI dll.).

Teknologi

Teknologi utama dalam pembuatan layar LCD: TN + film, IPS Dan MVA. Teknologi ini berbeda dalam geometri permukaan, polimer, pelat kontrol dan elektroda depan. Yang sangat penting adalah kemurnian dan jenis polimer dengan sifat kristal cair yang digunakan dalam pengembangan tertentu. Waktu respons monitor LCD yang dibuat dengan teknologi SXRD (Layar Reflektif Silikon X-tal)- matriks kristal cair reflektif silikon), dikurangi menjadi 5 ms. perusahaan Sony, Tajam dan Philips bersama-sama mengembangkan teknologi PALC (Eng. Kristal Cair Beralamat Plasma- kontrol plasma kristal cair), yang menggabungkan keuntungan LCD(kecerahan dan kekayaan warna, kontras) dan panel plasma (sudut pandang besar di cakrawala, H, dan vertikal, V , kecepatan refresh tinggi). Layar ini menggunakan sel plasma pelepasan gas sebagai kontrol kecerahan, dan matriks LCD digunakan untuk penyaringan warna. Teknologi PALC memungkinkan Anda untuk menangani setiap piksel tampilan secara individual, yang berarti kemampuan kontrol dan kualitas gambar yang tak tertandingi.

TN+ film (Memutar Nematic + film)

Closeup dari TN+ film memantau matriks NEC LCD1770NX. Pada latar belakang putih - kursor Windows standar.

Bagian " film" dalam nama teknologi berarti lapisan tambahan yang digunakan untuk meningkatkan sudut pandang (kurang lebih dari 90 ° hingga 150 °). Saat ini, awalan " film"sering dihilangkan, memanggil matriks seperti itu hanya TN. Sayangnya, cara untuk meningkatkan kontras dan waktu respons untuk panel TN belum ditemukan, dan waktu respons untuk jenis matriks ini saat ini adalah salah satu yang terbaik, tetapi tingkat kontras tidak.

Matriks TN+ film bekerja seperti ini: jika tidak ada tegangan yang diterapkan ke sub-piksel, kristal cair (dan cahaya terpolarisasi yang mereka pancarkan) berputar 90° relatif satu sama lain dalam bidang horizontal di ruang antara dua pelat. Dan karena arah polarisasi filter pada pelat kedua membentuk sudut 90° dengan arah polarisasi filter pada pelat pertama, cahaya melewatinya. Jika subpiksel merah, hijau, dan biru menyala penuh, titik putih akan terbentuk di layar.

IPS (Pengalihan Dalam Pesawat)

Teknologi Di- Pergantian Pesawat dikembangkan oleh Hitachi dan NEC dan dimaksudkan untuk menghilangkan kekurangan TN + film. Namun, meskipun IPS mampu mencapai sudut pandang 170 °, serta kontras tinggi dan reproduksi warna, waktu respons tetap rendah.

Jika tidak ada tegangan yang diterapkan pada IPS, molekul kristal cair tidak berputar. Filter kedua selalu diputar tegak lurus dengan yang pertama, dan tidak ada cahaya yang melewatinya. Karena itu, tampilan warna hitam mendekati ideal. Jika transistor gagal, piksel "rusak" untuk panel IPS tidak akan menjadi putih, seperti untuk matriks TN, tetapi hitam.

Ketika tegangan diterapkan, molekul kristal cair berputar tegak lurus ke posisi awalnya dan memungkinkan cahaya melewatinya.AS-IPS - Teknologi Super IPS Tingkat Lanjut (Advanced Super-IPS), juga dikembangkan oleh Hitachi Corporation pada tahun 2002. Peningkatan utama terletak pada tingkat kontras panel S-IPS konvensional, membuatnya lebih dekat dengan panel S-PVA. AS-IPS juga digunakan sebagai nama untuk monitor NEC (misalnya NEC LCD20WGX2) berdasarkan teknologi S-IPS yang dikembangkan oleh konsorsium LG.Philips.

A-TW-IPS - Advanced True White IPS (Advanced True White IPS), dikembangkan oleh LG.Philips untuk NEC Corporation. Ini adalah panel S-IPS dengan filter warna TW (True White) untuk membuat warna putih lebih realistis dan memperluas rentang warna. Jenis panel ini digunakan untuk membuat monitor profesional untuk digunakan di lab foto dan/atau penerbit.

AFFS- Peralihan Bidang Pinggiran Tingkat Lanjut(nama tidak resmi S-IPS Pro). Teknologi ini merupakan peningkatan lebih lanjut dari IPS, yang dikembangkan oleh BOE Hydis pada tahun 2003. Peningkatan daya medan listrik memungkinkan untuk mencapai sudut pandang dan kecerahan yang lebih besar, serta mengurangi jarak interpiksel. Layar berbasis AFFS terutama digunakan di PC tablet, pada matriks yang diproduksi oleh Hitachi Displays.