Šķidro kristālu displeja izveide

Pirmo darbojošos šķidro kristālu displeju Fergasons izveidoja 1970. gadā. Pirms tam šķidro kristālu ierīces patērēja pārāk daudz enerģijas, to kalpošanas laiks bija ierobežots, un attēla kontrasts bija nožēlojams. Jaunais LCD displejs tika prezentēts sabiedrībai 1971. gadā, un pēc tam tas saņēma entuziasma apstiprinājumu. Šķidrie kristāli (Liquid Crystal) ir organiskas vielas, kas var mainīt caurlaidīgās gaismas daudzumu zem sprieguma. Šķidro kristālu monitors sastāv no divām stikla vai plastmasas plāksnēm, starp kurām atrodas balstiekārta. Kristāli šajā suspensijā ir izvietoti paralēli viens otram, tādējādi ļaujot gaismai iziet cauri panelim. Piesakoties elektriskā strāva mainās kristālu izkārtojums, un tie sāk traucēt gaismas pāreju. LCD tehnoloģija ir kļuvusi plaši izplatīta datoros un projekcijas iekārtās. Pirmie šķidrie kristāli izcēlās ar savu nestabilitāti un bija maz izmantojami masveida ražošanā. LCD tehnoloģijas īstā attīstība sākās ar to, ka britu zinātnieki izgudroja stabilu šķidro kristālu - bifenilu (bifenilu). Pirmās paaudzes šķidro kristālu displejus var redzēt kalkulatoros, elektroniskajās spēlēs un pulksteņos. Mūsdienu LCD monitorus sauc arī par plakaniem paneļiem, dual scan aktīvo matricu, plānas plēves tranzistoriem. Ideja par LCD monitoriem virmojusi gaisā jau vairāk nekā 30 gadus, taču pētījumi nav devuši pieņemamu rezultātu, tāpēc LCD monitori nav iemantojuši labas attēla kvalitātes slavu. Tagad tie kļūst populāri – visiem patīk to elegantais izskats, kalsnais korpuss, kompaktums, ekonomiskums (15-30 vati), turklāt tiek uzskatīts, ka šādu greznību var atļauties tikai turīgi un nopietni cilvēki.

LCD monitoru raksturojums

LCD monitoru veidi

Pārraugiet grupu slāņus

Ir divu veidu LCD monitori: DSTN (divkāršās skenēšanas savīti nematiski - dubultskenēšanas kristāla ekrāni) un TFT (plānās plēves tranzistori - plānās plēves tranzistori), tos attiecīgi sauc arī par pasīvām un aktīvajām matricām. Šādi monitori sastāv no šādiem slāņiem: polarizācijas filtrs, stikla slānis, elektrods, kontroles slānis, šķidrie kristāli, vēl viens kontroles slānis, elektrods, stikla slānis un polarizācijas filtrs. Agrīnie datori izmantoja astoņu collu (diagonāli) pasīvās melnbaltās matricas. Pārejot uz aktīvās matricas tehnoloģiju, ekrāna izmērs ir pieaudzis. Praktiski visos mūsdienu LCD monitoros tiek izmantoti plānās plēves tranzistoru paneļi, kas nodrošina daudz lielāka izmēra spilgtu, skaidru attēlu.

Monitora izšķirtspēja

Monitora izmērs nosaka darba vietu, ko tas aizņem, un, galvenais, tā cenu. Neskatoties uz vispāratzīto LCD monitoru klasifikāciju atkarībā no ekrāna diagonāles izmēra (15, 17, 19 collas), klasifikācija pēc darba izšķirtspējas ir pareizāka. Fakts ir tāds, ka atšķirībā no monitoriem, kuru izšķirtspēja ir diezgan elastīgi maināma, LCD displejiem ir fiksēts fizisko pikseļu komplekts. Tāpēc tie ir paredzēti darbam tikai ar vienu atļauju, ko sauc par darbu. Netieši šī izšķirtspēja nosaka arī matricas diagonāles izmēru, tomēr monitoriem ar vienādu darba izšķirtspēju var būt dažāda izmēra matrica. Piemēram, monitoriem ar diagonāli no 15 līdz 16 collām darba izšķirtspēja parasti ir 1024x768, kas nozīmē, ka šim monitoram faktiski ir 1024 horizontālie un 768 vertikālie pikseļi. Monitora darba izšķirtspēja nosaka ekrānā redzamo ikonu un fontu lielumu. Piemēram, 15 collu monitora darbības izšķirtspēja var būt gan 1024X768, gan 1400X1050 pikseļi. Pēdējā gadījumā pašu pikseļu fiziskie izmēri būs mazāki un kopš veidošanās standarta ikona abos gadījumos tiek izmantots vienāds pikseļu skaits, tad pie 1400x1050 pikseļu izšķirtspējas ikona būs mazāka fiziskajā izmērā. Dažiem lietotājiem pārāk mazi ikonu izmēri pie augstas monitora izšķirtspējas var būt nepieņemami, tāpēc, pērkot monitoru, nekavējoties jāpievērš uzmanība darba izšķirtspējai. Protams, monitors spēj attēlot attēlu citā izšķirtspējā nekā darba. Šo monitora darbības režīmu sauc par interpolāciju. Interpolācijas gadījumā attēla kvalitāte atstāj daudz vēlamo. Interpolācijas režīms būtiski ietekmē ekrāna fontu displeja kvalitāti.

Monitora interfeiss

LCD monitori ir raksturīgi digitālās ierīces, tāpēc viņiem "dzimtā" saskarne ir DVI digitālais interfeiss, kuram var būt divu veidu konvektori: DVI-I, kas apvieno digitālo un analogais signāls s un DVI-D, kas pārraida tikai ciparu signālu. Tiek uzskatīts, ka DVI interfeiss ir labāks, lai savienotu LCD monitoru ar datoru, lai gan ir iespējams arī savienot, izmantojot standarta D-Sub savienotāju. DVI interfeisu atbalsta arī fakts, ka analogā interfeisa gadījumā notiek divkārša video signāla pārveidošana: pirmkārt, digitālais signāls tiek pārveidots par analogo videokartē (DAC konversija), kas pēc tam tiek pārveidots paša LCD monitora digitālā elektroniskā vienība (ADC konversija), kā rezultātā palielinās dažādu signāla traucējumu risks. Daudziem mūsdienu LCD monitoriem ir gan D-Sub, gan DVI savienotāji, kas ļauj vienlaikus pieslēgt monitoram divus monitorus. sistēmas bloks. Varat arī atrast modeļus ar diviem digitālajiem savienotājiem. Lētajos biroja modeļos būtībā ir tikai standarta D-Sub savienotājs.

LCD matricas tips

LCD matricas galvenā sastāvdaļa ir šķidrie kristāli. Ir trīs galvenie šķidro kristālu veidi: smektiskie, nematiskie un holesteriskie. Pēc elektriskām īpašībām visus šķidros kristālus iedala divās galvenajās grupās: pirmajā grupā ietilpst šķidrie kristāli ar pozitīvu dielektrisko anizotropiju, otrajā - ar negatīvu dielektrisko anizotropiju. Atšķirība slēpjas tajā, kā šīs molekulas reaģē uz ārējo elektrisko lauku. Molekulas ar pozitīvu dielektrisko anizotropiju ir orientētas pa lauka līnijām, un molekulas ar negatīvu dielektrisko anizotropiju ir perpendikulāras lauka līnijām. Nematiskajiem šķidrajiem kristāliem ir pozitīva dielektriskā anizotropija, savukārt smektiskajiem šķidrajiem kristāliem, gluži pretēji, ir negatīva. Vēl viena ievērojama LC molekulu īpašība ir to optiskā anizotropija. Jo īpaši, ja molekulu orientācija sakrīt ar plaknes polarizētās gaismas izplatīšanās virzienu, tad molekulām nav nekādas ietekmes uz gaismas polarizācijas plakni. Ja molekulu orientācija ir perpendikulāra gaismas izplatīšanās virzienam, tad polarizācijas plakne tiek pagriezta tā, lai tā būtu paralēla molekulu orientācijas virzienam. LC molekulu dielektriskā un optiskā anizotropija dod iespēju tās izmantot kā sava veida gaismas modulatorus, kas ļauj veidot vajadzīgo attēlu uz ekrāna. Šāda modulatora darbības princips ir diezgan vienkāršs un ir balstīts uz gaismas polarizācijas plaknes maiņu, kas iet caur LC šūnu. LC šūna atrodas starp diviem polarizatoriem, kuru polarizācijas asis ir savstarpēji perpendikulāras. Pirmais polarizators izgriež plakni polarizēto starojumu no gaismas, kas iet no fona apgaismojuma. Ja nebūtu LC šūnas, tad šādu plakni polarizētu gaismu pilnībā absorbētu otrais polarizators. LC šūna, kas novietota pārraidītās plaknes polarizētās gaismas ceļā, var pagriezt pārraidītās gaismas polarizācijas plakni. Šajā gadījumā daļa gaismas iet caur otro polarizatoru, tas ir, šūna kļūst caurspīdīga (pilnībā vai daļēji). Atkarībā no tā, kā tiek kontrolēta polarizācijas plaknes rotācija LC šūnā, tiek izdalīti vairāki LC matricu veidi. Tātad LC šūna, kas novietota starp diviem krustotiem polarizatoriem, ļauj modulēt pārraidīto starojumu, radot melnbaltas krāsu gradācijas. Krāsu attēla iegūšanai nepieciešams izmantot trīs krāsu filtrus: sarkano (R), zaļo (G) un zilo (B), kas, uzstādot baltā izplatīšanās ceļā, ļaus iegūt trīs pamatkrāsas. pareizās proporcijas. Tātad katrs LCD pikselis sastāv no trim atsevišķiem apakšpikseļiem: sarkanā, zaļā un zilā, kas ir vadāmas LCD šūnas un atšķiras tikai ar izmantotajiem filtriem, kas uzstādīti starp augšējo stikla plāksni un izejas polarizācijas filtru.

TFT-LCD displeju klasifikācija

Galvenās tehnoloģijas LCD displeju ražošanā: TN + filma, IPS (SFT) un MVA. Šīs tehnoloģijas atšķiras ar virsmu ģeometriju, polimēru, vadības plāksni un priekšējo elektrodu. Liela nozīme ir konkrētos izstrādēs izmantotā polimēra ar šķidro kristālu īpašībām tīrībai un veidam.

TN matrica

TN šūnu struktūra

TN tipa šķidro kristālu matrica (Twisted Nematic) ir daudzslāņu struktūra, kas sastāv no diviem polarizējošiem filtriem, diviem caurspīdīgiem elektrodiem un divām stikla plāksnēm, starp kurām atrodas nemātiskā tipa šķidro kristālu viela ar pozitīvu dielektrisko anizotropiju. Stikla plākšņu virsmai tiek uzklātas īpašas rievas, kas ļauj sākotnēji izveidot vienādu visu šķidro kristālu molekulu orientāciju gar plāksni. Abu plākšņu rievas ir savstarpēji perpendikulāras, tāpēc šķidro kristālu molekulu slānis starp plāksnēm maina savu orientāciju par 90°. Izrādās, ka LC molekulas veido spirālē savītu struktūru (3. att.), tāpēc šādas matricas sauc par Twisted Nematic. Stikla plāksnes ar rievām atrodas starp diviem polarizācijas filtriem, un polarizācijas ass katrā filtrā sakrīt ar rievu virzienu uz plāksnes. Normālā stāvoklī LC šūna ir atvērta, jo šķidrie kristāli griež caur tiem ejošās gaismas polarizācijas plakni. Tāpēc plaknes polarizētais starojums, kas veidojas pēc iziešanas caur pirmo polarizatoru, iet cauri arī otrajam polarizatoram, jo ​​tā polarizācijas ass būs paralēla krītošā starojuma polarizācijas virzienam. Caurspīdīgu elektrodu radītā elektriskā lauka ietekmē šķidro kristālu slāņa molekulas maina savu telpisko orientāciju, izvietojoties gar lauka spēka līniju virzienu. Šajā gadījumā šķidro kristālu slānis zaudē spēju pagriezt krītošās gaismas polarizācijas plakni, un sistēma kļūst optiski necaurspīdīga, jo visu gaismu absorbē izejas polarizācijas filtrs. Atkarībā no pielietotā sprieguma starp vadības elektrodiem ir iespējams mainīt molekulu orientāciju pa lauku nevis pilnībā, bet tikai daļēji, tas ir, kontrolēt LC molekulu savīšanas pakāpi. Tas, savukārt, ļauj mainīt gaismas intensitāti, kas iet caur LCD šūnu. Tādējādi, uzstādot aiz LCD matricas fona apgaismojumu un mainot spriegumu starp elektrodiem, ir iespējams mainīt vienas LCD šūnas caurspīdīguma pakāpi. TN matricas ir visizplatītākās un lētākās. Viņiem ir daži trūkumi: ne pārāk lieli skata leņķi, zems kontrasts un nespēja iegūt perfektu melnu. Lieta tāda, ka pat tad, kad šūnai tiek pielikts maksimālais spriegums, nav iespējams pilnībā atritināt LC molekulas un orientēt tās pa spēka lauka līnijām. Tāpēc šādas matricas paliek nedaudz caurspīdīgas pat tad, ja pikselis ir pilnībā izslēgts. Otrs trūkums ir saistīts ar maziem skata leņķiem. Lai to daļēji novērstu, uz monitora virsmas tiek uzklāta īpaša izkliedējoša plēve, kas ļauj palielināt skata leņķi. Šī tehnoloģija tika nosaukts TN+Film, norādot uz šīs filmas klātbūtni. Nav tik vienkārši noskaidrot, kāda veida matrica tiek izmantota monitorā. Tomēr, ja monitorā ir “salauzts” pikselis, kas radies LCD šūnu kontrolējošā tranzistora kļūmes dēļ, tad TN matricās tas vienmēr degs spilgti (sarkans, zaļš vai zils), jo TN. matrica atvērts pikselis atbilst sprieguma trūkumam šūnā. TN matricu var atpazīt arī, skatoties uz melno krāsu ar maksimālo spilgtumu - ja tā ir vairāk pelēka nekā melna, tad šī, iespējams, ir TN matrica.

IPS matricas

IPS šūnu struktūra

IPS monitorus sauc arī par Super TFT monitoriem. IPS matricu īpatnība ir tāda, ka vadības elektrodi tajās atrodas vienā plaknē LCD šūnas apakšpusē. Ja starp elektrodiem nav sprieguma, LC molekulas ir paralēlas viena otrai, elektrodiem un apakšējā polarizācijas filtra polarizācijas virzienam. Šajā stāvoklī tie neietekmē pārraidītās gaismas polarizācijas leņķi, un gaismu pilnībā absorbē izejas polarizācijas filtrs, jo filtru polarizācijas virzieni ir perpendikulāri viens otram. Kad vadības elektrodiem tiek pielikts spriegums, radītais elektriskais lauks pagriež LC molekulas par 90° tā, lai tās būtu orientētas gar spēka lauka līnijām. Ja caur šādu šūnu tiek izlaista gaisma, tad polarizācijas plaknes rotācijas dēļ augšējais polarizējošais filtrs palaidīs gaismu bez traucējumiem, tas ir, šūna būs atvērtā stāvoklī (4. att.). Mainot spriegumu starp elektrodiem, LC molekulas var piespiest griezties jebkurā leņķī, tādējādi mainot šūnas caurspīdīgumu. Visos citos aspektos IPS šūnas ir līdzīgas TN matricām: krāsu attēlu veido arī, izmantojot trīs krāsu filtrus. IPS matricām salīdzinājumā ar TN matricām ir gan priekšrocības, gan trūkumi. Priekšrocība ir fakts, ka iekš Šis gadījums tas izrādās perfekti melns, nevis pelēks, kā TN-matricās. Cits neapstrīdama priekšrocība dotajai tehnoloģijai ir lieli skata leņķi. IPS matricu trūkumi ietver garāku pikseļu reakcijas laiku nekā TN matricām. Tomēr mēs atgriezīsimies pie jautājuma par pikseļa reakcijas laiku. Noslēgumā mēs atzīmējam, ka ir dažādas IPS matricu modifikācijas (Super IPS, Dual Domain IPS), kas uzlabo to veiktspēju.

MVA matricas

MVA šūnas domēna struktūra

MVA ir VA tehnoloģijas evolūcija, t.i., vertikālās molekulārās izlīdzināšanas tehnoloģija. Atšķirībā no TN un IPS matricām, šajā gadījumā tiek izmantoti šķidrie kristāli ar negatīvu dielektrisko anizotropiju, kas ir orientēti perpendikulāri elektriskā lauka līniju virzienam. Ja starp LC šūnas plāksnēm nav sprieguma, visas šķidro kristālu molekulas ir orientētas vertikāli un tām nav nekādas ietekmes uz pārraidītās gaismas polarizācijas plakni. Tā kā gaisma iziet cauri diviem krusteniskiem polarizatoriem, otrais polarizators to pilnībā absorbē un šūna atrodas slēgtā stāvoklī, savukārt atšķirībā no TN matricas ir iespējams iegūt perfektu melnu krāsu. Ja elektrodiem, kas atrodas augšā un apakšā, tiek pielikts spriegums, molekulas griežas par 90°, orientējoties perpendikulāri elektriskā lauka līnijām. Kad plakni polarizēta gaisma iet cauri šādai struktūrai, polarizācijas plakne pagriežas par 90° un gaisma brīvi iet cauri izejas polarizatoram, t.i., LC šūna ir atvērtā stāvoklī. Sistēmu ar vertikālu molekulu secību priekšrocības ir iespēja iegūt perfektu melnu krāsu (kas, savukārt, ietekmē iespēju iegūt augsta kontrasta attēlus) un īss pikseļu reakcijas laiks. Lai palielinātu skata leņķus sistēmās ar vertikālu molekulu sakārtotību, tiek izmantota daudzdomēnu struktūra, kuras rezultātā tiek veidotas MVA tipa matricas. Šīs tehnoloģijas jēga slēpjas apstāklī, ka katrs apakšpikselis ir sadalīts vairākās zonās (domēnās), izmantojot īpašas dzegas, kas nedaudz maina molekulu orientāciju, liekot tām saskaņoties ar dzegas virsmu. Tas noved pie tā, ka katrs šāds domēns spīd savā virzienā (noteiktā cietā leņķī), un visu virzienu kombinācija paplašina monitora skata leņķi. MVA matricu priekšrocības ietver augstu kontrastu (pateicoties iespējai iegūt perfektu melnu) un lielus skata leņķus (līdz 170°). Pašlaik ir vairākas MVA tehnoloģijas šķirnes, piemēram, Samsung PVA (Paterned Vertical Alignment), MVA-Premium u.c., kas vēl vairāk uzlabo MVA matricu veiktspēju.

Spilgtums

Mūsdienās LCD monitoros tehniskajā dokumentācijā norādītais maksimālais spilgtums ir no 250 līdz 500 cd / m2. Un, ja monitora spilgtums ir pietiekami augsts, tas obligāti tiek norādīts reklāmas bukletos un tiek pasniegts kā viena no galvenajām monitora priekšrocībām. Tomēr tieši šī ir viena no kļūdām. Paradokss slēpjas apstāklī, ka nav iespējams koncentrēties uz tehniskajā dokumentācijā norādītajiem skaitļiem. Tas attiecas ne tikai uz spilgtumu, bet arī uz kontrastu, skata leņķiem un pikseļu reakcijas laiku. Tie ne tikai var neatbilst faktiski novērotajām vērtībām, bet dažreiz ir grūti saprast, ko šie skaitļi vispār nozīmē. Pirmkārt, dažādos standartos ir aprakstītas dažādas mērīšanas metodes; attiecīgi mērījumi, kas veikti ar dažādām metodēm, dod atšķirīgus rezultātus, un jūs, visticamāk, nevarēsit noskaidrot, ar kādu metodi un kā mērījumi tika veikti. Šeit ir viens vienkāršs piemērs. Izmērītais spilgtums ir atkarīgs no krāsu temperatūras, bet, kad viņi saka, ka monitora spilgtums ir 300 cd / m2, rodas jautājums: kādā krāsu temperatūrā tiek sasniegts šis ļoti maksimālais spilgtums? Turklāt ražotāji norāda spilgtumu nevis monitoram, bet gan LCD matricai, kas nebūt nav viens un tas pats. Spilgtuma mērīšanai tiek izmantoti speciāli atskaites signāli no ģeneratoriem ar precīzi iestatītu krāsu temperatūru, tāpēc paša monitora kā gala produkta īpašības var būtiski atšķirties no tehniskajā dokumentācijā norādītajām. Taču lietotājam vissvarīgākās ir paša monitora īpašības, nevis matrica. Spilgtums ir ļoti svarīga LCD monitora īpašība. Piemēram, ar nepietiekamu spilgtumu jūs, visticamāk, nevarēsit spēlēt dažādas spēles vai skatīties DVD filmas. Turklāt dienasgaismas apstākļos (ārējais apgaismojums) būs neērti strādāt aiz monitora. Taču uz šī pamata būtu pāragri secināt, ka monitors ar deklarēto spilgtumu 450 cd/m2 ir kaut kā labāks par monitoru ar 350 cd/m2 spilgtumu. Pirmkārt, kā jau minēts, deklarētais un faktiskais spilgtums nav viens un tas pats, un, otrkārt, ir pilnīgi pietiekami, lai LCD monitora spilgtums būtu 200–250 cd / m2 (bet ne deklarēts, bet faktiski novērots). Turklāt ne maza nozīme ir tam, kā tiek regulēts monitora spilgtums. No fizikas viedokļa spilgtuma regulēšanu var veikt, mainot fona apgaismojuma lampu spilgtumu. To panāk, vai nu regulējot lampas izlādes strāvu (monitoros kā fona apgaismojuma lampas tiek izmantotas dienasgaismas spuldzes ar aukstā katoda dienasgaismas spuldzi, CCFL), vai arī ar tā saukto lampas jaudas impulsa platuma modulāciju. Ar impulsa platuma modulāciju fona apgaismojuma spriegums tiek piegādāts ar noteikta ilguma impulsiem. Rezultātā apgaismojuma lampa nespīd pastāvīgi, bet tikai periodiski atkārtojošos laika intervālos, bet redzes inerces dēļ šķiet, ka lampa deg pastāvīgi (impulsa atkārtošanās ātrums ir lielāks par 200 Hz). Acīmredzot, mainot pielietoto sprieguma impulsu platumu, ir iespējams regulēt fona apgaismojuma lampas spīduma vidējo spilgtumu. Papildus monitora spilgtuma pielāgošanai fona apgaismojuma dēļ dažreiz šo regulēšanu veic pati matrica. Faktiski vadības spriegumam pie LC šūnas elektrodiem tiek pievienots nemainīgs komponents. Tas ļauj pilnībā atvērt LCD šūnu, bet neļauj to pilnībā aizvērt. Šajā gadījumā, palielinot spilgtumu, melnā krāsa pārstāj būt melna (matrica kļūst daļēji caurspīdīga pat tad, ja LCD šūna ir aizvērta).

Kontrasts

Tikpat svarīga LCD monitora īpašība ir tā kontrasta attiecība, kas tiek definēta kā balta fona spilgtuma attiecība pret melna fona spilgtumu. Teorētiski monitora kontrastam jābūt neatkarīgam no monitorā iestatītā spilgtuma līmeņa, tas ir, jebkurā spilgtuma līmenī izmērītajam kontrastam jābūt tādai pašai vērtībai. Patiešām, baltā fona spilgtums ir proporcionāls fona apgaismojuma spilgtumam. Ideālā gadījumā LCD šūnas gaismas caurlaidības attiecība atvērtā un slēgtā stāvoklī ir pašas LCD šūnas īpašība, tomēr praksē šī attiecība var būt atkarīga gan no iestatītās krāsu temperatūras, gan monitora iestatītā spilgtuma līmeņa. Pēdējos gados attēla kontrasts digitālajos monitoros ir ievērojami palielinājies, un tagad šis skaitlis bieži sasniedz vērtību 500:1. Bet pat šeit viss nav tik vienkārši. Fakts ir tāds, ka kontrastu var norādīt nevis monitoram, bet gan matricai. Tomēr, kā rāda pieredze, ja pasē ir norādīta kontrasta attiecība, kas ir lielāka par 350:1, tad normālai darbībai ar to pilnīgi pietiek.

Skata leņķis

Maksimālais skata leņķis (gan vertikāli, gan horizontāli) tiek definēts kā skata leņķis, no kura attēla kontrasts centrā ir vismaz 10:1. Daži matricu ražotāji, nosakot skata leņķus, izmanto kontrasta attiecību nevis 10:1, bet 5:1, kas arī rada zināmu neskaidrību tehniskajās specifikācijās. Skatīšanās leņķu formālā definīcija ir diezgan neskaidra un, pats galvenais, nav tieši saistīta ar pareizu krāsu atveidi, skatoties attēlu leņķī. Patiesībā lietotājiem daudz svarīgāks apstāklis ​​ir fakts, ka, skatoties attēlu leņķī pret monitora virsmu, ir nevis kontrasta kritums, bet gan krāsu izkropļojumi. Piemēram, sarkanā krāsa kļūst dzeltenā, bet zaļā - zilā krāsā. Turklāt šādi izkropļojumi dažādi modeļi izpaužas dažādos veidos: dažiem tie kļūst pamanāmi jau nelielā leņķī, daudz mazākā par skata leņķi. Tāpēc monitoru salīdzināšana pēc skata leņķiem būtībā ir nepareiza. Var kaut ko salīdzināt, taču šādam salīdzinājumam nav praktiskas vērtības.

Pikseļu reakcijas laiks

Tipiska pikseļu ieslēgšanas laika diagramma TN+Filmas matricai

Tipiska pikseļu izslēgšanas laika diagramma TN+filmu matricai

Reakcijas laiks jeb pikseļu reakcijas laiks parasti ir norādīts monitora tehniskajā dokumentācijā un tiek uzskatīts par vienu no svarīgākajiem monitora parametriem (kas nav gluži taisnība). LCD monitoros pikseļu reakcijas laiks, kas ir atkarīgs no matricas veida, tiek mērīts desmitos milisekundēs (jaunajās TN + Film matricās pikseļu reakcijas laiks ir 12 ms), un tas noved pie mainīgā attēla izplūšanas. un var būt pamanāms ar aci. Atšķiriet pikseļa ieslēgšanas un izslēgšanas laiku. Pikseļa ieslēgšanās laiks attiecas uz laiku, kas nepieciešams, lai atvērtu LCD šūnu, un izslēgšanas laiks attiecas uz laiku, kas nepieciešams, lai to aizvērtu. Kad viņi runā par pikseļa reakcijas laiku, viņi saprot kopējo pikseļa ieslēgšanas un izslēgšanas laiku. Pikseļa ieslēgšanas un izslēgšanas laiks var ievērojami atšķirties. Kad viņi runā par pikseļu reakcijas laiku, kas norādīts monitora tehniskajā dokumentācijā, tas nozīmē matricas, nevis monitora reakcijas laiku. Turklāt tehniskajā dokumentācijā norādīto pikseļu reakcijas laiku dažādi matricu ražotāji interpretē atšķirīgi. Piemēram, viena no pikseļa ieslēgšanas (izslēgšanas) laika interpretācijas opcijām ir tāda, ka šis ir laiks pikseļa spilgtuma maiņai no 10 līdz 90% (no 90 līdz 10%). Līdz šim, runājot par pikseļa reakcijas laika mērīšanu, ir saprotams, ka runa ir par pārslēgšanos starp melnām un baltām krāsām. Ja ar melno krāsu nav jautājumu (pikselis vienkārši ir aizvērts), tad baltās krāsas izvēle nav acīmredzama. Kā mainīsies pikseļa reakcijas laiks, ja to mērīsit, pārslēdzoties starp dažādiem pustoņiem? Šim jautājumam ir liela praktiska nozīme. Fakts ir tāds, ka pārslēgšanās no melna fona uz baltu vai otrādi reālos lietojumos notiek salīdzinoši reti. Lielākajā daļā lietojumprogrammu parasti tiek īstenotas pārejas starp pustoņiem. Un, ja pārslēgšanās laiks starp melnajām un baltajām krāsām izrādīsies mazāks nekā pārslēgšanās laiks starp pelēktoņu, tad pikseļu reakcijas laikam nebūs nekādas praktiskas vērtības un nav iespējams fokusēties uz šo monitora raksturlielumu. Kādu secinājumu var izdarīt no iepriekš minētā? Viss ir ļoti vienkārši: ražotāja deklarētais pikseļu reakcijas laiks neļauj viennozīmīgi spriest par monitora dinamiskajām īpašībām. Pareizāk šajā ziņā runāt nevis par pikseļa pārslēgšanās laiku starp balto un melno krāsu, bet gan par vidējo pikseļa pārslēgšanās laiku starp pustoņiem.

Parādīto krāsu skaits

Visi monitori pēc būtības ir RGB ierīces, tas ir, to krāsa tiek iegūta, dažādās proporcijās sajaucot trīs pamatkrāsas: sarkanu, zaļu un zilu. Tādējādi katrs LCD pikselis sastāv no trim krāsainiem apakšpikseļiem. Papildus pilnībā aizvērtam vai pilnībā atvērtam LC šūnas stāvoklim ir iespējami arī starpstāvokļi, kad LC šūna ir daļēji atvērta. Tas ļauj veidot krāsu toni un pareizās proporcijās sajaukt pamatkrāsu krāsu toņus. Šajā gadījumā monitora atveidoto krāsu skaits teorētiski ir atkarīgs no tā, cik daudz krāsu toņu var izveidot katrā krāsu kanālā. LC šūnas daļēja atvēršana tiek panākta, pieliekot vadības elektrodiem nepieciešamo sprieguma līmeni. Tāpēc reproducējamo krāsu toņu skaits katrā krāsu kanālā ir atkarīgs no tā, cik dažādu sprieguma līmeņu var pielietot LCD šūnai. Lai izveidotu patvaļīgu sprieguma līmeni, būs jāizmanto DAC ķēdes ar lielu jaudu, kas ir ārkārtīgi dārga. Tāpēc mūsdienu LCD monitoros visbiežāk tiek izmantoti 18 bitu DAC un retāk 24 bitu. Izmantojot 18 bitu DAC, katram krāsu kanālam ir 6 biti. Tas ļauj veidot 64 (26=64) dažādus sprieguma līmeņus un attiecīgi iegūt 64 krāsu toņus vienā krāsu kanālā. Kopumā, sajaucot dažādu kanālu krāsu toņus, iespējams izveidot 262 144 krāsu toņus. Izmantojot 24 bitu matricu (24 bitu DAC ķēde), katram kanālam ir 8 biti, kas ļauj katrā kanālā veidot 256 (28 = 256) krāsu toņus un kopumā šāda matrica atveido 16 777 216 krāsu toņus. Tajā pašā laikā daudzām 18 bitu matricām pasē ir norādīts, ka tās atveido 16,2 miljonus krāsu. Kas šeit ir par lietu un vai tas ir iespējams? Izrādās, ka 18 bitu matricās visdažādāko viltību dēļ var pietuvināt krāsu toņu skaitu tam, ko atveido īstas 24 bitu matricas. Lai ekstrapolētu krāsu toņus 18 bitu matricās, tiek izmantotas divas tehnoloģijas (un to kombinācijas): izkliedēšana (dithering) un FRC (Frame Rate Control). Dithering tehnoloģijas būtība ir tāda, ka trūkstošie krāsu toņi tiek iegūti, sajaucot blakus esošo pikseļu tuvākos krāsu toņus. Apskatīsim vienkāršu piemēru. Pieņemsim, ka pikselis var būt tikai divos stāvokļos: atvērts un aizvērts, un pikseļa slēgtais stāvoklis veido melnu, bet atvērts - sarkans. Ja viena pikseļa vietā ņemam vērā divu pikseļu grupu, tad papildus melnajam un sarkanajam varam iegūt arī starpkrāsu, tādējādi ekstrapolējot no divu krāsu režīma uz trīskrāsu. Rezultātā, ja sākotnēji šāds monitors varēja ģenerēt sešas krāsas (divas katram kanālam), tad pēc šādas šķelšanās tas atveidos jau 27 krāsas. Atdalīšanas shēmai ir viens būtisks trūkums: krāsu toņu pieaugums tiek panākts uz izšķirtspējas samazināšanās rēķina. Faktiski tas palielina pikseļu izmēru, kas var negatīvi ietekmēt attēla detaļu atveidi. FRC tehnoloģijas būtība ir manipulēt ar atsevišķu apakšpikseļu spilgtumu, tos ieslēdzot/izslēdzot. Tāpat kā iepriekšējā piemērā, pikselis tiek uzskatīts par melnu (izslēgts) vai sarkanu (ieslēgts). Katram apakšpikslim ir pavēlēts ieslēgties ar kadru ātrumu, tas ir, ar kadru ātrumu 60 Hz, katram apakšpikslim ir pavēlēts ieslēgties 60 reizes sekundē. Tas ļauj ģenerēt sarkano krāsu. Ja tomēr piespiedīsim pikseli ieslēgties nevis 60 reizes sekundē, bet tikai 50 (katrā 12. ciklā pikseli izslēdz, nevis ieslēdz), tad rezultātā pikseļa spilgtums būs 83% no maksimums, kas ļaus veidot sarkanās krāsas starpkrāsas nokrāsu. Abām aplūkotajām krāsu ekstrapolācijas metodēm ir savi trūkumi. Pirmajā gadījumā tā ir iespējama ekrāna mirgošana un neliels reakcijas laika pieaugums, bet otrajā - attēla detaļu zaudēšanas iespējamība. Ir diezgan grūti ar aci atšķirt 18 bitu matricu ar krāsu ekstrapolāciju no patiesas 24 bitu matricas. Tajā pašā laikā 24 bitu matricas izmaksas ir daudz augstākas.

TFT-LCD displeju darbības princips

Vispārējais attēla veidošanas princips uz ekrāna ir labi ilustrēts attēlā. 1. Bet kā kontrolēt atsevišķu apakšpikseļu spilgtumu? Iesācējiem parasti tiek skaidrots šādi: aiz katra apakšpikseļa ir šķidro kristālu aizvars. Atkarībā no sprieguma, kas tam tiek pievadīts, tas pārraida vairāk vai mazāk gaismas no fona apgaismojuma. Un visi uzreiz iedomājas dažus atlokus uz mazām cilpām, kas pagriežas vajadzīgajā leņķī ... apmēram šādi:

Patiesībā, protams, viss ir daudz sarežģītāk. Uz eņģēm nav materiāla atloku. Reālā šķidro kristālu matricā gaismas plūsma tiek kontrolēta apmēram šādi:

Gaisma no fona apgaismojuma (mēs ejam cauri attēlam no apakšas uz augšu) vispirms iet caur apakšējo polarizācijas filtru (balti iekrāsota plāksne). Tagad šī vairs nav parasta gaismas straume, bet gan polarizēta. Turklāt gaisma iziet cauri caurspīdīgiem vadības elektrodiem (dzeltenām plāksnēm) un savā ceļā saskaras ar šķidro kristālu slāni. Mainot vadības sprieguma polarizāciju gaismas plūsma var mainīt līdz 90 grādiem (attēlā pa kreisi), vai atstāt nemainīgu (tajā pašā vietā labajā pusē). Uzmanību, jautrība sākas! Pēc šķidro kristālu slāņa atrodas gaismas filtri un šeit katrs apakšpikselis tiek nokrāsots vēlamajā krāsā - sarkanā, zaļā vai zilā krāsā. Ja paskatās uz ekrānu ar noņemtu augšējo polarizācijas filtru, jūs redzēsit miljoniem gaismas apakšpikseļu - un katrs spīd ar maksimālu spilgtumu, jo mūsu acis nevar atšķirt gaismas polarizāciju. Citiem vārdiem sakot, bez augšējā polarizatora mēs redzēsim tikai vienmērīgu baltu mirdzumu visā ekrāna virsmā. Bet ir vērts ievietot augšējo polarizācijas filtru atpakaļ vietā - un tas "parādīs" visas izmaiņas, ko šķidrie kristāli ir veikuši ar gaismas polarizāciju. Daži apakšpikseļi paliks spilgti mirdzoši, piemēram, kreisais attēlā, kura polarizācija ir mainīta par 90 grādiem, un daži nodzisīs, jo augšējais polarizators ir pretfāzē pret apakšējo un nepārraida gaismu ar noklusējuma ( tā, kas ir pēc noklusējuma) polarizācija. Ir arī apakšpikseļi ar vidēju spilgtumu - caur tiem izgājušās gaismas plūsmas polarizācija tika pagriezta nevis par 90, bet gan par mazāku grādu skaitu, piemēram, par 30 vai 55 grādiem.

Plusi un mīnusi

Konvencijas: (+) cieņa, (~) pieņemams, (-) trūkums
	LCD monitori	CRT monitori
Spilgtums	(+) no 170 līdz 250 cd/m2	(~) 80 līdz 120 cd/m2
Kontrasts	(~) 200:1 līdz 400:1	(+) 350:1 līdz 700:1
Skata leņķis (pretstatā)	(~) 110 līdz 170 grādi	(+) virs 150 grādiem
Skata leņķis (pēc krāsas)	(-) no 50 līdz 125 grādiem	(~) virs 120 grādiem
Atļauja	(-) Viena izšķirtspēja ar fiksētu pikseļu izmēru. Optimāli var izmantot tikai šajā izšķirtspējā; var izmantot augstāku vai zemāku izšķirtspēju atkarībā no atbalstītajām paplašināšanas vai saspiešanas funkcijām, taču tās nav optimālas.	(+) Tiek atbalstītas dažādas izšķirtspējas. Pie visām atbalstītajām izšķirtspējām monitoru var izmantot optimāli. Ierobežojumu nosaka tikai atsvaidzes intensitātes pieņemamība.
Vertikālā frekvence	(+) Optimālā frekvence 60 Hz, kas ir pietiekama, lai nemirgotu	(~) Tikai frekvencēs virs 75 Hz nav skaidri pamanāmas mirgošanas
Krāsu saskaņošanas kļūdas	(+) Nr	(~) 0,0079–0,0118 collas (0,20–0,30 mm)
Fokusēšana	(+) ļoti labi	(~) no godīgas līdz ļoti labam>
Ģeometriski/lineāri kropļojumi	(+) Nr	(~) iespējams
Pikseļi, kas nedarbojas	(-) līdz 8	(+) Nr
Ieejas signāls	(+) analogais vai digitālais	(~) tikai analogais
Mērogošana dažādās izšķirtspējās	Tiek izmantotas (-) neesošas vai interpolācijas metodes, kas neprasa lielas pieskaitāmās izmaksas	(+) ļoti labi
Krāsu displeja precizitāte	(~) Tiek atbalstīta True Color, un tiek simulēta nepieciešamā krāsu temperatūra	(+) True Color tiek atbalstīta, un tajā pašā laikā tirgū ir daudz krāsu kalibrēšanas ierīču, kas ir neapšaubāms pluss
Gamma korekcija (krāsu pielāgošana cilvēka redzes īpašībām)	(~) apmierinoši	(+) fotoreālistisks
Vienveidība	(~) bieži vien attēls malās ir gaišāks	(~) bieži attēls ir gaišāks centrā
Krāsu tīrība/krāsu kvalitāte	(~) labi	(+) augsts
mirgot	(+) Nr	(~) nemanāmi virs 85 Hz
Inerces laiks	(-) 20 līdz 30 ms.	(+) nievājoši mazs
Attēlveidošana	(+) Attēlu veido pikseļi, kuru skaits ir atkarīgs tikai no konkrētās LCD paneļa izšķirtspējas. Pikseļu augstums ir atkarīgs tikai no pašu pikseļu lieluma, bet ne no attāluma starp tiem. Katrs pikselis ir individuāli veidots, lai nodrošinātu izcilu fokusu, skaidrību un izšķirtspēju. Attēls ir saskaņotāks un vienmērīgāks	(~) Pikseļus veido punktu (triādes) vai svītru grupa. Punkta vai līnijas augstums ir atkarīgs no attāluma starp punktiem vai vienādas krāsas līnijām. Rezultātā attēla asums un skaidrība ir ļoti atkarīga no punkta vai līnijas soļa lieluma un no CRT kvalitātes.
Enerģijas patēriņš un emisijas	(+) Praktiski nav bīstama elektromagnētiskā starojuma. Enerģijas patēriņš ir par aptuveni 70% mazāks nekā standarta CRT monitoriem (25 W līdz 40 W).	(-) Elektromagnētiskās emisijas vienmēr ir, tomēr to līmenis ir atkarīgs no tā, vai CRT atbilst kādam drošības standartam. Enerģijas patēriņš darba stāvoklī 60 - 150 vatu līmenī.
Izmēri/svars	(+) plakans dizains, viegls svars	(-) smaga konstrukcija, aizņem daudz vietas
Monitora interfeiss	(+) Digitālais interfeiss, tomēr lielākajai daļai LCD monitoru ir iebūvēts analogais interfeiss savienošanai ar visbiežāk sastopamajām video adapteru analogajām izejām.	(-) Analogā saskarne

Literatūra

• A.V. Petročenkovs “Aparatūra-dators un perifērijas ierīces“, -106str.ill.
• V.E.Figurnovs “IBM dators lietotājam”, -67lpp.
• "HARD "n" SOFT " (datoržurnāls plašam lietotāju lokam) Nr. 6 2003
• N.I. Gurins “Strādājiet tālāk personālais dators“,-128 lpp.

LCD monitoru galvenie parametri

Tātad, ko mēs zinām par šķidro kristālu monitoriem? Pirmkārt, tie atšķiras pēc izmēra un krāsas. Otrkārt - cena. Treškārt, tos ražo vairāk nekā ducis dažādu uzņēmumu. Šīs, iespējams, parasta datorlietotāja zināšanas ir ierobežotas. Mēs centīsimies tos paplašināt.

Svarīgākās LCD monitora (vai LCD monitora) patērētāja īpašības ir šādas: cena, ekrāna malu attiecība, izšķirtspēja, diagonāle, kontrasts, spilgtums, reakcijas laiks, skata leņķis, pieejamība bojāti pikseļi, saskarnes, matricas tips, izmēri, enerģijas patēriņš.

Cena
Attiecībā uz cenām: kopumā, jo dārgāks monitors, jo labāks tas ir. Tomēr ir nianses. Divi ražotāji var izveidot savus modeļus, pamatojoties uz vienu un to pašu matricu, taču cenas atšķirība var sasniegt vairāk nekā tūkstoti rubļu. Tas viss dizaina, uzņēmuma mārketinga politikas un citu faktoru dēļ.
Turklāt katrs papildu funkcija vai iespēja palielināt monitora galīgās izmaksas. Turklāt šie uzlabojumi ne vienmēr ir nepieciešami lietotājam. Daudziem no tiem ir pietiekami daudz attēla kvalitātes un funkcionalitātes lētiem modeļiem, kuru pamatā ir TN matrica. Bet dažiem ir nepieciešama precīza krāsu atveide, ko var nodrošināt tikai dārgāki modeļi, kuru pamatā ir IPS vai *VA matrica.
Lētāko 18,5 collu un 19 collu monitoru cenas sākas no 100 USD.

Ekrāna formāts
Tagad novecojušajiem CRT monitoriem standarta malu attiecība bija 4:3 (platums pret augstumu). Šādi tika ražoti arī pirmie LCD monitori (turklāt tika ražots 5:4 formāts). Tagad tos jau ir grūti atrast pārdošanā: veikalu plauktos ir platekrāna modeļi - modeļi ar malu attiecību 16:10, 16:9, 15:9, kas saistīts ar aktīvu video ieviešanu HD formātā (16 :9).
Monitori 4:3 ir vairāk piemēroti sērfošanai tīmeklī, darbam ar tekstu, publicēšanai un citām programmām, kur darbs galvenokārt tiek veikts ar vertikāliem objektiem (lapām). Bet kā mājas monitors un izklaides līdzeklis (dažāda video satura skatīšanās, trīsdimensiju spēles) platekrāna monitors būs labākā izvēle.

Ekrāna izšķirtspēja
Šis parametrs norāda, cik punktu (pikseļu) ir novietoti monitora redzamajā daļā. Piemēram: 1680 x 1050 (1680 punkti horizontāli un 1050 punkti vertikāli). Šis parametrs tiek noteikts, pamatojoties uz kadra formātu (punktu skaits ir malu attiecības daudzkārtnis). Šajā gadījumā tas ir 16:10. Šādu skaitļu pāru ir ierobežots skaits (atļauju tabulu var atrast tiešsaistē).
CRT monitoros varat iestatīt jebkuru izšķirtspēju, ko atbalsta monitors vai videokarte. LCD monitoros ir tikai viena fiksēta izšķirtspēja, pārējais tiek panākts ar interpolāciju. Tas pasliktina attēla kvalitāti. Tāpēc, izvēloties starp monitoriem ar vienādu izšķirtspēju, labāk izvēlēties lielāku diagonāli. It īpaši, ja jums ir redzes traucējumi, kas mūsu laikā nav nekas neparasts. Turklāt LCD monitora izšķirtspēja ir jāatbalsta jūsu grafikas kartei. Problēmas var rasties ar novecojušām videokartēm. Pretējā gadījumā jums būs jāiestata sveša izšķirtspēja. Un tas ir nevajadzīgs attēla izkropļojums.
Nav nepieciešams iegādāties monitoru ar izšķirtspēju 1920x1080 (Full HD) vai 2560x1600. Tā kā jūsu dators var palaist 3D spēles ar šo izšķirtspēju, un Full HD videoklipi joprojām nav īpaši izplatīti.

Ekrāna diagonāle
Šo vērtību tradicionāli mēra collās un parāda attālumu starp diviem pretējiem stūriem. Šodienas optimālā diagonāle izmēra un cenas ziņā ir 20-22 collas. Starp citu, ar tādu pašu diagonāles izmēru 4:3 monitoram būs lielāks virsmas laukums.

Kontrasts
Šī vērtība norāda maksimālo spilgtuma attiecību starp gaišākajiem un tumšākajiem punktiem. Parasti tiek norādīts kā skaitļu pāris, piemēram, 1000:1. Jo statiskāks kontrasts, jo labāk, jo tas ļaus saskatīt vairāk toņu (piemēram, melno laukumu vietā - melnos toņus fotogrāfijās, spēlēs vai filmās). Lūdzu, ņemiet vērā, ka ražotājs statisko kontrasta informāciju var aizstāt ar dinamiskā kontrasta informāciju, kas tiek aprēķināta atšķirīgi un uz to nevajadzētu paļauties, izvēloties monitoru.

Spilgtums
Šis parametrs parāda displeja izstarotās gaismas daudzumu. To mēra kandelās uz kvadrātmetru. Augsta spilgtuma vērtība nekaitēs. Tādā gadījumā jūs vienmēr varat samazināt spilgtumu atkarībā no savām vēlmēm un darba vietas apgaismojuma.

Reakcijas laiks
Reakcijas laiks ir minimālais laiks, kas nepieciešams pikseļa spilgtuma maiņai no aktīva (balta) uz neaktīvu (melnu) un atpakaļ uz aktīvu. Reakcijas laiks ir buferizācijas laika un pārslēgšanas laika summa. Pēdējais parametrs ir norādīts raksturlielumos. Mērīts milisekundēs (ms). Mazāk ir labāk. Ilgs reakcijas laiks rada izplūdušus attēlus ātrās ainās filmās un spēlēs. Lielākajā daļā lētu modeļu, kuru pamatā ir TN matrica, reakcijas laiks nepārsniedz 10 ms un ir pietiekami ērtam darbam. Starp citu, daži ražotāji ir viltīgi, mērot pārejas laiku no viena pelēkā nokrāsa uz otru un dodot šo vērtību kā reakcijas laiku.

Skata leņķis
Šis parametrs norāda, kādā skata leņķī kontrasts nokrītas līdz norādītajai vērtībai. Šajā gadījumā kropļojumi kļūst nepieņemami skatīšanai. Diemžēl katrs uzņēmums skata leņķi aprēķina atšķirīgi, tāpēc vislabāk ir pirms pirkšanas rūpīgi apskatīt monitoru.

Bojāti pikseļi
Pēc LCD matricas izgatavošanas tajā var būt attēla defekti, kas tiek sadalīti mirušajos un “karstos” (atkarīgajos) pikseļos. Pēdējo izskats ir atkarīgs no dažiem faktoriem: piemēram, tie var parādīties, kad temperatūra paaugstinās. Varat mēģināt noņemt “karstos” pikseļus, izmantojot “remap” procedūru (bojātie pikseļi tiks izslēgti). Atbrīvošanās no pikseļiem, visticamāk, neizdosies.
Piekrītu, ir nepatīkami strādāt pie monitora ar pastāvīgi degošu zaļu vai sarkanu punktu. Tāpēc, pārbaudot monitoru veikalā, palaidiet kādu testa programmu, lai noteiktu bojātu pikseļu esamību vai neesamību. Vai pārmaiņus aizpildiet ekrānu ar melnu, baltu, sarkanu, zaļu un zilu krāsu un apskatiet to tuvāk. Ja nav mirušu pikseļu, varat to uzņemt. Diemžēl tie var parādīties vēlāk, taču tā iespējamība ir maza.
Vēl viena lieta, kas jāzina: ISO 13406-2 standarts nosaka četras kvalitātes klases monitoriem atbilstoši pieļaujamajam mirušo pikseļu skaitam. Tāpēc pārdevējs var atteikties no modeļa maiņas, ja mirušo pikseļu skaits nepārsniedz ražotāja noteikto kvalitātes klasi.

Matricas veids
Displeju ražošanā tiek izmantotas trīs galvenās tehnoloģijas: TN, IPS un MVA/PVA. Ir arī citi, bet tiem nav šāda sadalījuma. Mūs neinteresē tehnoloģiskās atšķirības, pāriesim pie patēriņa īpašībām.
TN+filma. Masīvākie un lētākie paneļi. Viņiem ir labs reakcijas laiks, bet slikts kontrasta līmenis un mazs skata leņķis. Arī krāsu atveide ir vāja. Tāpēc tos neizmanto vietās, kur nepieciešams precīzs darbs ar krāsu. Mājas lietošanai - labākais variants.
IPS (SFT). Cienījamie paneļi. Labs skata leņķis, augsts kontrasts, laba krāsu atveide, bet ilgs reakcijas laiks. Vienīgās, kas spēj atveidot visu RGB krāsu gammu. Pašlaik notiek izstrāde, lai uzlabotu reakcijas laiku, vēl vairāk paplašinātu krāsu diapazonu un uzlabotu citus parametrus.
MVA/PVA. Kaut kas starp TN un IPS gan izmaksu, gan veiktspējas ziņā. Reakcijas laiks nav daudz sliktāks par TN, un kontrasts, krāsu reproducēšana un skata leņķis ir labāki.

Saskarnes
Mūsdienu monitorus var savienot ar datoru, izmantojot analogās un digitālās saskarnes. Analogais VGA (D-Sub) ir novecojis, bet, visticamāk, tiks izmantots ilgu laiku. Pakāpeniski aizstāts ar digitālo DVI. Var atrast arī HDMI un DisplayPort digitālās saskarnes.
Būtībā jums jāzina viena lieta: vai jūsu videokartei ir atbilstošs interfeiss. Piemēram, jūs iegādājāties jaunu monitoru ar digitālo DVI, bet videokartei ir tikai analogais. Šajā gadījumā jums būs jāizmanto adapteris.

Izmēri, dizains, enerģijas patēriņš
Monitors ir jāizvēlas ne tikai, pamatojoties uz patērētāja īpašībām, bet arī izskats. Bet tas ir individuāls uzstādījums. Kā jau rakstījām, skaists dizains palielina monitora izmaksas. Jūs varat ignorēt enerģijas patēriņu. Gandrīz visos mūsdienu modeļos tas ir diezgan mazs. Ierīces pase norāda enerģijas patēriņu: aktīvs (darbībā) un pasīvs (kad monitors ir izslēgts, bet nav atvienots no tīkla).
Vēl viens jautājums: ņemt monitoru ar spīdīgu vai matētu apdari? Spīdums nodrošina lielāku kontrastu, bet vairāk atspīdumu un ātrāk kļūst netīrs.

LCD monitoru mīnusi
Neskatoties uz to, ka LCD monitoriem ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar CRT monitoriem, ir jāņem vērā vairāki trūkumi:
1) tikai viena “parastā” izšķirtspēja, pārējās iegūtas interpolējot ar skaidrības zudumu;
2) krāsu gamma un krāsu precizitāte ir sliktāka;
3) salīdzinoši zems kontrasta līmenis un melnās krāsas dziļums;
4) reakcijas laiks uz attēla izmaiņām ir garāks nekā CRT monitoriem;
5) vēl nav atrisināta kontrasta atkarības no skata leņķa problēma;
6) iespējamu neatjaunojamu bojātu pikseļu esamību.

LCD monitoru nākotne
LCD monitori šobrīd ir savos ziedu laikos. Bet pirms dažiem gadiem eksperti sāka runāt par tehnoloģiju, kas kādreiz varētu tos aizstāt. Perspektīvākie ir OLED displeji (matrica ar organiskām gaismas diodēm). Tomēr to masveida ražošana joprojām ir grūta, un to ierobežo diezgan augsta cena. Turklāt LCD monitoru tehnoloģija nepārtraukti uzlabojas, tāpēc paziņojums par to nenovēršamo bojāeju ir pāragrs.

LCD monitorā izmantotās matricas veids, protams, ir viens no svarīgākajiem monitoru raksturlielumiem, taču ne vienīgais. Papildus matricas tipam monitorus raksturo darba izšķirtspēja, maksimālais spilgtums un kontrasts, skata leņķi, pikseļu pārslēgšanas laiks, kā arī citi, mazāk nozīmīgi parametri. Apsvērsim šīs īpašības sīkāk.

Ja tradicionālajiem CRT monitoriem parasti ir raksturīgs diagonālais ekrāna izmērs, tad LCD monitoriem šāda klasifikācija nav gluži pareiza. Pareizāk ir klasificēt LCD monitorus pēc darba izšķirtspējas. Fakts ir tāds, ka atšķirībā no monitoriem, kuru izšķirtspēja ir diezgan elastīgi maināma, LCD displejiem ir fiksēts fizisko pikseļu komplekts. Tāpēc tie ir paredzēti darbam tikai ar vienu atļauju, ko sauc par darbu. Netieši šī izšķirtspēja nosaka arī matricas diagonāles izmēru, tomēr monitoriem ar vienādu darba izšķirtspēju var būt dažāda izmēra matrica. Piemēram, monitoriem ar diagonāli no 15 līdz 16 collām darba izšķirtspēja parasti ir 1024x768, kas, savukārt, nozīmē, ka šim monitoram faktiski ir 1024 pikseļi horizontāli un 768 pikseļi vertikāli.

Monitora darba izšķirtspēja nosaka ekrānā redzamo ikonu un fontu lielumu. Piemēram, 15 collu monitora darba izšķirtspēja var būt 1024x768 pikseļi vai 1400x1050 pikseļi. Pēdējā gadījumā pašu pikseļu fiziskie izmēri būs mazāki, un, tā kā standarta ikonas veidošanā pirmajā un otrajā gadījumā tiek izmantots vienāds pikseļu skaits, tad ar izšķirtspēju 1400x1050 pikseļi ikona būt mazākiem fiziskajiem izmēriem. Pārāk mazi ikonu izmēri pie augstas monitora izšķirtspējas dažiem lietotājiem var būt nepieņemami, tāpēc, pērkot monitoru, nekavējoties jāpievērš uzmanība darba izšķirtspējai.

Protams, monitors spēj attēlot attēlu citā izšķirtspējā, nevis darba izšķirtspējā. Šo monitora darbības režīmu sauc par interpolāciju. Ņemiet vērā, ka interpolācijas gadījumā attēla kvalitāte atstāj daudz vēlamo: attēls ir uzlauzts un raupjš, turklāt var rasties mērogošanas artefakti, piemēram, izciļņi uz apļiem. Interpolācijas režīmam ir īpaši spēcīga ietekme uz ekrāna fontu displeja kvalitāti. No tā izriet secinājums: ja, iegādājoties monitoru, plānojat to izmantot darbam ar nestandarta izšķirtspēju, tad vienkāršā veidā pārbaudot monitora darbības režīmu interpolācijas laikā, ir jāaplūko daži teksta dokuments mazā drukā. Būs viegli pamanīt interpolācijas artefaktus gar burtu kontūrām, un, ja monitorā tiks izmantots labāks interpolācijas algoritms, burti būs vienmērīgāki, bet tomēr izplūduši. Ātrums, ar kādu LCD monitors mērogojas vienā kadrā, arī ir svarīgs parametrs, kam jāpievērš uzmanība, jo monitora elektronikai ir nepieciešams laiks, lai interpolētu.

Viena no LCD monitora priekšrocībām ir tā spilgtums. Šis rādītājs šķidro kristālu displejos dažkārt pārsniedz rādītāju CRT monitoros vairāk nekā divas reizes. Lai pielāgotu monitora spilgtumu, mainiet fona apgaismojuma intensitāti. Mūsdienās LCD monitoros tehniskajā dokumentācijā norādītais maksimālais spilgtums ir no 250 līdz 300 cd / m2. Un, ja monitora spilgtums ir pietiekami augsts, tas obligāti tiek norādīts reklāmas bukletos un tiek pasniegts kā viena no galvenajām monitora priekšrocībām.

Spilgtums patiešām ir svarīga LCD monitora īpašība. Piemēram, ja spilgtums ir nepietiekams, dienasgaismas apstākļos (ārējais apgaismojums) būs neērti strādāt aiz monitora. Kā liecina pieredze, pilnīgi pietiek ar LCD monitora spilgtumu 200-250 cd / m2 - bet ne deklarēts, bet faktiski novērots.

Pēdējos gados attēla kontrasts uz digitālajiem paneļiem ir ievērojami palielinājies, un tagad bieži šis skaitlis sasniedz vērtību 1000:1. Šis parametrs tiek definēts kā attiecība starp maksimālo un minimālo spilgtumu attiecīgi uz balta un melna fona. Bet arī šeit viss nav tik vienkārši. Fakts ir tāds, ka kontrastu var norādīt nevis monitoram, bet matricai, un turklāt ir vairākas alternatīvas kontrasta mērīšanas metodes. Tomēr, kā rāda pieredze, ja pasē ir norādīta kontrasta attiecība, kas ir lielāka par 350:1, tad normālai darbībai ar to pilnīgi pietiek.

Sakarā ar LC molekulu rotāciju katrā no krāsas apakšpikseļiem pa noteiktu leņķi, ir iespējams iegūt ne tikai LC šūnas atvērto un slēgto stāvokli, bet arī starpstāvokļus, kas veido krāsas toni. Teorētiski LC molekulu griešanās leņķi var iestatīt kā jebkuru diapazonā no minimālā līdz maksimālajam. Tomēr praksē pastāv temperatūras svārstības, kas neļauj precīzi iestatīt griešanās leņķi. Turklāt, lai izveidotu patvaļīgu sprieguma līmeni, būs jāizmanto DAC ķēdes ar lielu jaudu, kas ir ārkārtīgi dārga. Tāpēc mūsdienu LCD monitoros visbiežāk tiek izmantoti 18 bitu DAC un retāk 24 bitu. Izmantojot 18 bitu DAC, katram krāsu kanālam ir 6 biti. Tas dod iespēju veidot 64 (26 = 64) dažādus sprieguma līmeņus un attiecīgi iestatīt 64 dažādas LC molekulu orientācijas, kas, savukārt, noved pie 64 krāsu toņu veidošanās vienā krāsu kanālā. Kopumā, sajaucot dažādu kanālu krāsu toņus, iespējams iegūt 262 K krāsu toņus.

Izmantojot 24 bitu matricu (24 bitu DAC ķēde), katram kanālam ir 8 biti, kas ļauj katrā kanālā veidot 256 (28 = 256) krāsu toņus un kopumā šāda matrica atveido 16 777 216 krāsu toņus.

Tajā pašā laikā daudzām 18 bitu matricām pasē ir norādīts, ka tās atveido 16,2 miljonus krāsu. Kas šeit ir par lietu un vai tas ir iespējams? Izrādās, ka 18 bitu matricās dažādu triku dēļ var palielināt krāsu toņu skaitu tā, lai šis skaitlis tuvotos reālu 24 bitu matricu reproducēto krāsu skaitam. Krāsu nokrāsu ekstrapolācijai 18 bitu matricās tiek izmantotas divas tehnoloģijas (un to kombinācijas): Dithering (dithering) un FRC (Frame Rate Control).

Dithering tehnoloģijas būtība slēpjas tajā, ka trūkstošie krāsu toņi tiek iegūti, sajaucot blakus esošo apakšpikseļu tuvākos krāsu toņus. Apskatīsim vienkāršu piemēru. Pieņemsim, ka apakšpikselis var būt tikai divos stāvokļos: atvērts un aizvērts, un apakšpikseļa slēgtais stāvoklis veido melnu, bet atvērtais - sarkans. Ja viena pikseļa vietā mēs uzskatām divu apakšpikseļu grupu, tad papildus melnajai un sarkanajai krāsai mēs varam iegūt arī starpkrāsu un tādējādi ekstrapolēt no divkrāsu režīma uz trīskrāsu režīmu (1. att.) . Rezultātā, ja sākotnēji šāds monitors varēja ģenerēt sešas krāsas (divas katram kanālam), tad pēc šādas šķelšanās monitors atveidos jau 27 krāsas.

1.attēls - Krāsošanas shēma krāsu toņu iegūšanai

Ja ņemam vērā grupu, kurā ir nevis divi, bet četri apakšpikseļi (2x2), tad dithering izmantošana ļaus iegūt papildus trīs krāsu toņus katrā kanālā un monitors no 8 krāsu pāries uz 125 krāsām. Attiecīgi 9 apakšpikseļu grupa (3x3) ļaus iegūt papildus septiņus krāsu toņus, un monitors jau būs 729 krāsu.

Atdalīšanas shēmai ir viens būtisks trūkums: krāsu toņu pieaugums tiek panākts uz izšķirtspējas samazināšanās rēķina. Faktiski tas palielina pikseļu izmēru, kas var negatīvi ietekmēt attēla detaļu atveidi.

Papildus dithering tehnoloģijai tiek izmantota arī FRC tehnoloģija, kas ir veids, kā manipulēt ar atsevišķu apakšpikseļu spilgtumu, tos ieslēdzot/izslēdzot. Tāpat kā iepriekšējā piemērā, mēs pieņemsim, ka apakšpikselis var būt melns (izslēgts) vai sarkans (ieslēgts). Atgādiniet, ka katram apakšpikslim ir pavēlēts ieslēgties ar kadru ātrumu, tas ir, ar kadru frekvenci 60 Hz, katram apakšpikslim ir pavēlēts ieslēgties 60 reizes sekundē, kas ļauj ģenerēt sarkano krāsu. Ja tomēr apakšpikselis ir spiests ieslēgties nevis 60 reizes sekundē, bet tikai 50 (katrā 12. ciklā nevis ieslēgt, bet izslēgt apakšpikseli), tad rezultātā apakšpikseļa spilgtums būs 83% no maksimālā, kas ļaus veidot starpkrāsas sarkano toni.

Abām aplūkotajām krāsu ekstrapolācijas metodēm ir savi trūkumi. Pirmajā gadījumā tā ir iespēja zaudēt attēla detaļas, bet otrajā - iespējama ekrāna mirgošana un neliels reakcijas laika pieaugums.

Tomēr jāatzīmē, ka ne vienmēr ar aci var atšķirt 18 bitu matricu ar krāsu ekstrapolāciju no patiesas 24 bitu matricas. Šajā gadījumā 24 bitu matrica maksās ievērojami vairāk.

Tradicionālā LCD monitoru problēma ir skata leņķi - ja attēls uz CRT praktiski necieš pat tad, ja to skatās gandrīz paralēli ekrāna plaknei, tad daudzās LCD matricās pat neliela novirze no perpendikula izraisa ievērojamu attēla kritumu. kontrastu un krāsu izkropļojumus. Saskaņā ar pašreizējiem standartiem sensoru ražotāji definē skata leņķi kā leņķi attiecībā pret perpendikulāru sensora centram, zem kura attēla kontrasts sensora centrā samazinās līdz 10:1 (2. att.).

2. attēls - Shēma LCD matricas skata leņķu noteikšanai

Neskatoties uz šī termina šķietamo nepārprotamību, ir skaidri jāsaprot, ko tieši matricas (nevis monitora) ražotājs saprot skata leņķī. Maksimālais skata leņķis gan vertikāli, gan horizontāli tiek definēts kā skata leņķis, no kura attēla kontrasts ir vismaz 10:1. Tajā pašā laikā atcerieties, ka attēla kontrasts ir maksimālā spilgtuma attiecība uz balta fona un minimālā spilgtuma attiecība uz melna fona. Tādējādi pēc definīcijas skata leņķi nav tieši saistīti ar krāsu precizitāti, skatoties no leņķa.

Apakšpikseļa reakcijas laiks jeb reakcijas laiks ir arī viens no svarīgākajiem monitora rādītājiem. Tieši šo raksturlielumu bieži sauc par LCD monitoru vājāko punktu, jo atšķirībā no CRT monitoriem, kur pikseļu reakcijas laiks tiek mērīts mikrosekundēs, LCD monitoros šis laiks ir desmitiem milisekundes, kas galu galā noved pie mainīgā attēla izplūšanas. un var būt pamanāms ar aci. No fizikālā viedokļa pikseļa reakcijas laiku nosaka laika intervāls, kurā mainās šķidro kristālu molekulu telpiskā orientācija, un jo īsāks šis laiks, jo labāk.

Šajā gadījumā ir jānošķir pikseļa ieslēgšanas un izslēgšanas laiks. Pikseļa ieslēgšanās laiks attiecas uz laiku, kas nepieciešams, lai LC šūna pilnībā atvērtos, un pikseļa izslēgšanas laiks attiecas uz laiku, kas nepieciešams, lai pilnībā aizvērtu LC šūnu. Runājot par pikseļa reakcijas laiku, tad ar to saprot kopējo pikseļa ieslēgšanas un izslēgšanas laiku.

Pikseļa ieslēgšanas un izslēgšanas laiks var būtiski atšķirties. Piemēram, ja mēs ņemam vērā parastās TN + Filmas matricas, tad pikseļa izslēgšanas process sastāv no molekulu pārorientācijas, kas ir perpendikulāras polarizācijas virzieniem pielietotā sprieguma ietekmē, un pikseļa ieslēgšanas process ir LC molekulu relaksācijas veids, tas ir, pārejas process uz to dabisko stāvokli. Šajā gadījumā ir acīmredzams, ka pikseļa izslēgšanas laiks būs mazāks par ieslēgšanas laiku.

3. attēlā parādītas tipiskas laika diagrammas TN+filmas matricas pikseļa ieslēgšanai (3.a att.) un izslēgšanai (3.b att.). Parādītajā piemērā pikseļa ieslēgšanās laiks ir 20 ms un izslēgšanas laiks ir 6 ms. Kopējais pikseļa reakcijas laiks ir 26 ms.

Kad viņi runā par pikseļu reakcijas laiku, kas norādīts monitora tehniskajā dokumentācijā, tas nozīmē matricas, nevis monitora reakcijas laiku. Savādi, bet tas nav viens un tas pats, jo pirmajā gadījumā nav ņemta vērā visa elektronika, kas nepieciešama, lai kontrolētu matricas pikseļus. Faktiski matricas pikseļa reakcijas laiks ir laiks, kas nepieciešams molekulu pārorientācijai, un monitora pikseļa reakcijas laiks ir laiks no signāla ieslēgšanās / izslēgšanas līdz pašam ieslēgšanas / izslēgšanas faktam. Turklāt, runājot par tehniskajā dokumentācijā norādīto pikseļu reakcijas laiku, jāņem vērā, ka matricu ražotāji šo laiku var interpretēt dažādi.

3. attēls. Tipiskas laika diagrammas TN matricas pikseļa ieslēgšanai (a) un izslēgšanai (b)

Tātad viena no opcijām pikseļa ieslēgšanas/izslēgšanas laika interpretācijai ir tāda, ka tas nozīmē laiku, lai mainītu pikseļa mirdzuma spilgtumu no 10 līdz 90% vai no 90 līdz 10%. Tajā pašā laikā ir pilnīgi iespējams, ka monitoram ar labu pikseļu reakcijas laiku, kad spilgtums mainās no 10 līdz 90%, kopējais pikseļu reakcijas laiks (ja spilgtums mainās no 0 līdz 100%) būs diezgan liels .

Tātad, varbūt pareizāk ir veikt mērījumus spilgtuma maiņas diapazonā no 0 līdz 100%? Taču spilgtumu no 0 līdz 10% cilvēka acs uztver kā absolūti melnu, un šajā ziņā praktiski nozīme ir mērījumam no 10% spilgtuma līmeņa. Tāpat nav jēgas izmērīt spilgtuma līmeņa izmaiņas līdz 100%, jo spilgtums no 90 līdz 100% tiek uztverts kā balts, un tāpēc tieši spilgtuma mērīšanai līdz 90% ir praktiska nozīme.

Līdz šim, runājot par pikseļa reakcijas laika mērīšanu, mēs domājām, ka mēs runājam par pārslēgšanos starp melnajām un baltajām krāsām. Ja ar melno krāsu nav jautājumu (pikselis vienkārši ir aizvērts), tad baltās krāsas izvēle nav acīmredzama. Kā mainīsies pikseļa reakcijas laiks, ja to mērīsit, pārslēdzoties starp dažādiem pustoņiem? Šim jautājumam ir liela praktiska nozīme. Fakts ir tāds, ka pārslēgšanās no melna fona uz baltu fonu vai otrādi, kas nosaka pikseļa reakcijas laiku, reālās lietojumprogrammās tiek izmantota salīdzinoši reti - piemērs varētu būt melna teksta ritināšana uz balta fona. Lielākajā daļā lietojumprogrammu parasti tiek īstenotas pārejas starp pustoņiem. Un, ja izrādās, ka pārslēgšanās laiks starp pelēko un balto krāsu būs mazāks par pārslēgšanās laiku starp pelēktoņiem, tad pikseļu reakcijas laikam vienkārši nav praktiskas vērtības, tāpēc jūs nevarat paļauties uz šo monitora raksturlielumu. Patiešām, kāda jēga ir noteikt pikseļa reakcijas laiku, ja reālais pustoņu pārslēgšanās laiks var būt garāks un attēls izplūdīs, kad attēls mainās dinamiski?

Atbilde uz šo jautājumu ir diezgan sarežģīta un ir atkarīga no monitora matricas veida. Plaši izmantotajām un lētākajām TN + Film matricām viss ir pavisam vienkārši: pikseļu reakcijas laiks, tas ir, laiks, kas nepieciešams LCD šūnas pilnīgai atvēršanai vai aizvēršanai, izrādās maksimālais laiks. Ja krāsu raksturo R-, G- un B-kanālu (R-G-B) gradācijas, tad pārejas laiks no melnas (0-0-0) uz baltu (255-255-255) ir garāks par pārejas laiku. no melnas līdz pelēktoņiem. Tāpat pikseļa izslēgšanas laiks (pāreja no balta uz melnu) ir garāks nekā pārejas laiks no balta uz jebkuru pelēktoņu.

Uz att. 4 parāda grafisku pārslēgšanās laika starp melno un pelēktoņu un otrādi starp pelēktoņu un melno krāsu attēlojumu. Kā redzams grafikā, pikseļa reakcijas laiku nosaka laiks, kad pārslēgties starp melno un balto krāsu un otrādi. Tāpēc TN+Film matricām pikseļu reakcijas laiku pilnībā raksturo monitora dinamiskās īpašības.

4. attēls — pārslēgšanās laika grafiks starp melno un pelēktoņu

IPS un MVA matricām viss nav tik acīmredzams. Šāda veida sensoriem pārejas laiks starp krāsu toņiem (pelēktoņu) var būt garāks nekā pārejas laiks starp balto un melno. Šādās matricās zināšanām par pikseļu reakcijas laiku (pat ja esat pārliecināts, ka tas ir rekordīss laiks) nav praktiskas nozīmes, un to nevar uzskatīt par monitora dinamisku raksturlielumu. Rezultātā šīm matricām daudz svarīgāks parametrs ir maksimālais pārejas laiks starp pelēktoņu līmeņiem, taču monitora dokumentācijā šis laiks nav norādīts. Tāpēc, ja nezināt maksimālo pikseļu pārslēgšanās laiku konkrētam matricas tipam, vislabākais veids, kā novērtēt monitora dinamiskos raksturlielumus, ir palaist kādu dinamisku spēļu lietojumprogrammu un noteikt attēla izplūšanu ar aci.

Visi LCD monitori pēc būtības ir digitāli, tāpēc DVI digitālais interfeiss tiek uzskatīts par to sākotnējo saskarni. Interfeisam var būt divu veidu savienotāji: DVI-I, kas apvieno digitālos un analogos signālus, un DVI-D, kas pārraida tikai digitālo signālu. Tiek uzskatīts, ka DVI interfeiss ir vēlams, lai savienotu LCD monitoru ar datoru, lai gan ir iespējams arī savienojums, izmantojot standarta D-Sub savienotāju. Par labu DVI interfeisam ir fakts, ka analogā interfeisa gadījumā tiek veikta divkārša video signāla pārveidošana: sākotnēji digitālais signāls tiek pārveidots par analogo videokartē (DAC konvertēšana), bet pēc tam analogais. signāls tiek pārveidots par paša LCD monitora digitālo elektronisko vienību (ADC konversija) , un šādu transformāciju rezultātā palielinās dažādu signāla traucējumu risks. Godīgi sakot, mēs atzīmējam, ka praksē signāla kropļojumi, ko rada dubultā pārveidošana, nenotiek, un jūs varat pievienot monitoru, izmantojot jebkuru interfeisu. Šajā ziņā monitora saskarne ir pēdējā lieta, kam vērts pievērst uzmanību. Galvenais, lai atbilstošais savienotājs būtu pašā videokartē.

Daudziem mūsdienu LCD monitoriem ir gan D-Sub, gan DVI savienotāji, kas bieži vien ļauj vienlaikus pieslēgt monitoram divas sistēmas vienības. Ir arī modeļi, kuriem ir divi digitālie savienotāji.

LCD skata monitora strukturālā diagramma 5. att

5. attēls - LCD monitora strukturālā diagramma

Signāls no video adaptera tiek padots uz displeja ieeju, izmantojot analogo RGB VGA D-sub vai digitālo DVI interfeisu. Ja tiek izmantots analogais interfeiss, video adapteris pārvērš kadru bufera datus no ciparu uz analogiem, un LCD monitora elektronika no savas puses ir spiesta veikt apgriezto analogo-digitālo pārveidi. operācijas vismaz neuzlabo attēla kvalitāti, turklāt to ieviešana prasa papildu izmaksas. Tāpēc ar LCD displeju visuresamību VGA interfeiss D-sub tiek aizstāts ar digitālo DVI. Dažos monitoros ražotāji apzināti neatbalsta DVI interfeisu, aprobežojoties tikai ar VGA D-sub, jo tam nepieciešams izmantot īpašu TMDS uztvērēju monitora pusē un izmaksas par ierīci, kas atbalsta gan analogo, gan digitālo saskarni. salīdzinot ar opciju ar vienīgo analogo ieeju, būtu augstāka.

Sākot ar RGB A/D konvertēšanu, mērogošanu, apstrādi un LVDS izejas signāla apstrādi, LCD attēlu apstrādes shēma ir balstīta uz vienu, ļoti integrētu IC, ko sauc par Display Engine.

LCD matricas blokā ir vadības ķēde, tā sauktais matricas draiveris, kurā ir integrēts LVDS vadības izvades uztvērējs un avota un vārtu draiveri, pārveidojot video signālu par adresētiem konkrētiem pikseļiem kolonnās un rindās.

LCD matricas blokā ir iekļauta arī tā apgaismojuma sistēma, kas ar retiem izņēmumiem ir izgatavota uz aukstā katoda izlādes lampām (Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL). Augsto spriegumu tiem nodrošina invertors, kas atrodas monitora barošanas blokā. Lampas parasti atrodas augšā un apakšā, to starojums ir vērsts uz caurspīdīga paneļa galu, kas atrodas aiz matricas un darbojas kā gaismas vads. No tā ir atkarīga matējuma kvalitāte un šī paneļa materiāla viendabīgums svarīga īpašība, kā matricas apgaismojuma vienmērīgums

LCD displeju adresēšanu ar pasīvo matricu principā var īstenot tāpat kā gāzizlādes paneļiem. Priekšējais elektrods, kas ir kopīgs visai kolonnai, vada spriegumu. Aizmugurējais elektrods, kas ir kopīgs visai rindai, kalpo kā "zeme".

Šādām pasīvajām matricām ir trūkumi, un tie ir zināmi: paneļi ir ļoti lēni, un attēls nav ass. Un tam ir divi iemesli. Pirmais ir tas, ka pēc tam, kad mēs uzrunāsim pikseļu un pagriežam kristālu, pēdējais lēnām atgriezīsies sākotnējā stāvoklī, padarot attēlu izplūdušu. Otrais iemesls slēpjas kapacitatīvā savienojumā starp vadības līnijām. Šis savienojums rada neprecīzu sprieguma izplatīšanos un nedaudz "sabojā" blakus esošos pikseļus.

Atzīmētie trūkumi noveda pie aktīvās matricas tehnoloģijas izstrādes (6. att.).

6. attēls – aktīvās LCD matricas apakšpikseļa ieslēgšanas shēma

LCD monitora izšķirtspējas matrica

Šeit katram pikselim tiek pievienots tranzistors, kas darbojas kā slēdzis. Ja tas ir atvērts (ieslēgts), datus var ierakstīt uzglabāšanas kondensatorā. Ja tranzistors ir aizvērts (izslēgts), dati paliek kondensatorā, kas darbojas kā analogā atmiņa. Tehnoloģijai ir daudz priekšrocību. Kad tranzistors ir aizvērts, dati joprojām atrodas kondensatorā, tāpēc sprieguma padeve šķidrajam kristālam neapstāsies, kamēr vadības līnijas adresēs citu pikseļu. Tas ir, pikselis neatgriezīsies sākotnējā stāvoklī, kā tas notika pasīvās matricas gadījumā. Turklāt ierakstīšanas laiks kondensatorā ir daudz īsāks nekā griezes griešanas laiks, kas nozīmē, ka mēs varam aptaujāt paneļa pikseļus un pārsūtīt datus uz tiem ātrāk.

Šī tehnoloģija ir pazīstama arī kā "TFT" (plānās plēves tranzistori, plānslāņa tranzistori). Bet šodien tas ir kļuvis tik populārs, ka nosaukums "LCD" jau sen ir kļuvis par tā sinonīmu. Tas ir, ar LCD mēs domājam displeju, kas izmanto TFT tehnoloģiju.

Maskavas Valsts Elektronikas un matemātikas institūts

(Tehniskā universitāte)

Nodaļa:

"Informācijas un komunikācijas tehnoloģijas"

Kursa darbs

"LCD monitori: iekšējā organizācija, tehnoloģijas, perspektīvas".

Izpildīts:

Starukhina E.V.

Grupa: S-35

Maskava 2008
Saturs

1. Ievads............................................... .................................................. ........................................ 3

2.Šķidrie kristāli .................................................. ................................................... .......................... 3

2.1.Šķidro kristālu fizikālās īpašības ................................................... ................................................................ 3

2.2.Šķidro kristālu attīstības vēsture ................................................ ..................................................... četri

3.LCD monitora uzbūve................................................ ...................................................... ................... četri

3.1. LCD krāsu displeja apakšpikseļi ................................................ ...................................................... 5

3.2. Matricas apgaismojuma metodes ................................................... ............................................................ .............. 5

4.Specifikācijas LCD monitors ................................................... ................................ 5

5. Pašreizējās LCD matricu ražošanas tehnoloģijas ................................................ .......................................... 7

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

5.2.IPS (plaknes pārslēgšana)................................................. ...................................................... ........ ............... astoņi

5.3.MVA (vairāku domēnu vertikālā izlīdzināšana) ............................................ ................................................................ ..... 9

6. Priekšrocības un trūkumi ................................................... .. .................................................. ......... 9

7. Daudzsološas plakano ekrānu monitoru ražošanas tehnoloģijas ................................................ ....... 10

8. Tirgus pārskats un LCD monitora izvēles kritēriji ................................................ ................................................... 12

9.Secinājums............................................ ...................................................... ................................... 13

10. Literatūras saraksts .................................................. .. .................................................. ................... četrpadsmit

Ievads.

Šobrīd lielāko daļu monitoru tirgus aizņem LCD monitori, kurus pārstāv tādi zīmoli kā Samsung, ASUS, NEC, Acer, Philips uc LCD tehnoloģijas tiek izmantotas arī televizoru paneļu, portatīvo datoru displeju ražošanā, Mobilie tālruņi, atskaņotāji, kameras utt. Pateicoties to fiziskajām īpašībām (mēs tos aplūkosim tālāk), šķidrie kristāli ļauj izveidot ekrānus, kas apvieno tādas īpašības kā augsta attēla skaidrība, ekonomisks enerģijas patēriņš, mazs displeja biezums, augsta izšķirtspēja, bet tajā pašā laikā plašs diagonāļu klāsts: no 0,44 collām / 11 milimetriem (2008. gada janvāris, mazākais ekrāns no mikrodispleju ražotāja Kopin) līdz 108 collām / 2,74 metriem (lielākais LCD panelis, ko Sharp Microelectronics Europe ieviesa 2008. gada 29. jūnijā). Tāpat LCD monitoru priekšrocība ir kaitīga starojuma un mirgošanas neesamība, kas bija CRT monitoru problēma.

Bet tomēr LCD monitoriem ir vairāki trūkumi: tādu īpašību klātbūtne kā reakcijas laiks, ne vienmēr apmierinošs skata leņķis, nepietiekami dziļi melni toņi un matricas defektu iespējamība (salauzti pikseļi). Vai LCD paneļi ir cienīgi CRT monitoru pēcteči un vai tiem ir nākotne, ņemot vērā strauji augošo plazmas tehnoloģiju? Šis jautājums mums būs jāsaprot, pētot LCD monitoru fizisko struktūru, to īpašības un salīdzinot tos ar konkurējošo tehnoloģiju īpašībām.

1. Šķidrie kristāli.

1.1. Šķidro kristālu fizikālās īpašības.

Šķidrie kristāli ir vielas, kurām piemīt īpašības, kas raksturīgas gan šķidrumiem, gan kristāliem: plūstamība un anizotropija. Strukturāli šķidrie kristāli ir želejveida šķidrumi. Molekulām ir iegarena forma, un tās ir sakārtotas visā to tilpumā. LC raksturīgākā īpašība ir spēja mainīt molekulu orientāciju elektrisko lauku ietekmē, kas paver plašas iespējas to pielietošanai rūpniecībā. Pēc LC veida tos parasti iedala divās lielās grupās: nematikas un smektikas. Savukārt nemātikas tiek iedalītas pareizajos nematiskajos un holesteriskajos šķidrajos kristālos.

Holesteriskie šķidrie kristāli - veidojas galvenokārt no holesterīna un citu steroīdu savienojumiem. Tie ir nematiskie LC, bet to garās asis ir pagrieztas viena pret otru tā, lai tās veidotu spirāles, kas ir ļoti jutīgas pret temperatūras izmaiņām šīs struktūras ārkārtīgi zemās veidošanās enerģijas dēļ (apmēram 0,01 J/mol). Holesterīni ir spilgti krāsoti, un mazākās temperatūras izmaiņas (līdz grāda tūkstošdaļām) izraisa spirāles piķa izmaiņas un attiecīgi LC krāsas izmaiņas.

LCD ir neparastas optiskās īpašības. Nemātika un smektika ir optiski vieniāli kristāli. Holesterīns, pateicoties to periodiskajai struktūrai, spēcīgi atstaro gaismu redzamajā spektra apgabalā. Tā kā šķidrā fāze ir īpašību nesēja nemātikā un holesterikā, tā ir viegli deformējama ārējas ietekmes ietekmē, un, tā kā holesterikā spirāles solis ir ļoti jutīgs pret temperatūru, tāpēc gaismas atstarošana krasi mainās līdz ar temperatūru, izraisot uz vielas krāsas izmaiņām.

Šīs parādības tiek plaši izmantotas dažādos pielietojumos, piemēram, karsto punktu atrašanā mikroshēmās, lūzumu un audzēju lokalizācijā cilvēkiem, attēlveidošanā infrasarkanajos staros utt.

1.2. Šķidro kristālu attīstības vēsture.

Šķidros kristālus 1888. gadā atklāja austriešu botāniķis F. Reinicers. Pētot holesterilbenzoāta un holesterilacetāta kristālus, viņš atklāja, ka vielām ir 2 kušanas punkti un 2 dažādi šķidruma stāvokļi – caurspīdīgi un duļķaini. Tomēr šo vielu īpašības sākotnēji nepievērsa zinātnieku uzmanību. Turklāt šķidrie kristāli iznīcināja trīs matērijas agregātu stāvokļu teoriju, tāpēc fiziķi un ķīmiķi ilgu laikušķidros kristālus principā neatpazina. Strasbūras universitātes profesors Otto Lēmans daudzu gadu pētījumu rezultātā sniedza pierādījumus, taču arī pēc tam šķidrie kristāli neatrada pielietojumu.

Amerikānis Dž.Fērgusons 1963. gadā izmantoja svarīgāko šķidro kristālu īpašību – mainīt krāsu temperatūras ietekmē –, lai atklātu ar neapbruņotu aci neredzamus termiskos laukus. Pēc tam, kad viņam tika piešķirts izgudrojuma patents, interese par šķidrajiem kristāliem dramatiski pieauga.

1965. gadā ASV notika Pirmā starptautiskā konference, kas bija veltīta šķidrajiem kristāliem. 1968. gadā amerikāņu zinātnieki radīja principiāli jaunus indikatorus informācijas displeja sistēmām. To darbības princips ir balstīts uz to, ka šķidro kristālu molekulas, griežoties elektriskajā laukā, dažādos veidos atstaro un pārraida gaismu. Sprieguma ietekmē, kas tika pielikts ekrānā pielodētajiem vadītājiem, uz tā parādījās attēls, kas sastāvēja no mikroskopiskiem punktiem. Un tomēr tikai pēc 1973. gada, kad britu ķīmiķu grupa Džordža Greja vadībā no salīdzinoši lētām un pieejamām izejvielām sintezēja šķidros kristālus, šīs vielas kļuva plaši izplatītas dažādās ierīcēs.

Pirmo reizi šķidro kristālu displejus sāka izmantot klēpjdatoru ražošanā to kompaktā izmēra dēļ. Sākuma stadijā galaprodukti bija ļoti dārgi, un to kvalitāte bija ļoti zema. Tomēr pirms dažiem gadiem parādījās pirmie pilnvērtīgie LCD monitori, kuru izmaksas arī saglabājās diezgan augstas, taču to kvalitāte ievērojami uzlabojās. Un visbeidzot, tagad LCD monitoru tirgus strauji attīstās. Tas ir saistīts ar to, ka tehnoloģijas attīstās ļoti aktīvi un turklāt konkurence starp ražotājiem ir izraisījusi ievērojamu cenu samazināšanos šī suga produktiem.

2. LCD monitora struktūra.

Šķidro kristālu monitors ir ierīce, kas paredzēta grafiskās informācijas attēlošanai no datora, kameras utt.

Šķidro kristālu displeju iezīme ir tāda, ka šķidrie kristāli paši neizstaro gaismu. Katrs LCD monitora pikselis sastāv no trim primāro krāsu apakšpikseļiem (sarkans, zaļš, zils). Gaisma, kas iet cauri šūnām, var būt dabiska - atstarota no substrāta (LCD displejos bez fona apgaismojuma). Bet biežāk tiek izmantots mākslīgais gaismas avots, papildus neatkarībai no ārējā apgaismojuma, tas arī stabilizē iegūtā attēla īpašības. Attēls tiek veidots, izmantojot atsevišķi elementi, parasti izmantojot slaucīšanas sistēmu. Tādējādi pilnvērtīgs LCD monitors sastāv no elektronikas, kas apstrādā ieejas video signālu, LCD matricas, fona apgaismojuma moduļa, barošanas avota un korpusa. Tā ir šo komponentu kombinācija, kas nosaka monitora īpašības kopumā, lai gan dažas īpašības ir svarīgākas par citām.

2.1. Apakšpikseļu krāsu LCD.

Katrs LCD displeja pikselis sastāv no molekulu slāņa starp diviem caurspīdīgiem elektrodiem un diviem polarizācijas filtriem, kuru polarizācijas plaknes (parasti) ir perpendikulāras. Ja nav šķidro kristālu, pirmā filtra raidītā gaisma gandrīz pilnībā tiek bloķēta otrajā.

Elektrodu virsma, kas saskaras ar šķidrajiem kristāliem, ir īpaši apstrādāta molekulu sākotnējai orientācijai vienā virzienā. TN matricā šie virzieni ir savstarpēji perpendikulāri, tāpēc molekulas atrodas spirālveida struktūrā, ja nav sprieguma. Šī struktūra lauž gaismu tā, ka pirms otrā filtra tās polarizācijas plakne griežas un gaisma iet caur to bez zudumiem. Izņemot to, ka pirmais filtrs absorbē pusi no nepolarizētās gaismas, šūnu var uzskatīt par caurspīdīgu. Ja elektrodiem tiek pieslēgts spriegums, molekulas mēdz sakārtoties lauka virzienā, kas izkropļo spirālveida struktūru. Šajā gadījumā elastīgie spēki to neitralizē, un, izslēdzot spriegumu, molekulas atgriežas sākotnējā stāvoklī. Pie pietiekamas lauka intensitātes gandrīz visas molekulas kļūst paralēlas, kas noved pie struktūras necaurredzamības. Mainot spriegumu, jūs varat kontrolēt caurspīdīguma pakāpi. Ja ilgstoši tiek pielietots pastāvīgs spriegums, šķidro kristālu struktūra var pasliktināties jonu migrācijas dēļ. Lai atrisinātu šo problēmu, tiek pielietota maiņstrāva vai lauka polaritātes maiņa ar katru šūnas adresāciju (struktūras necaurredzamība nav atkarīga no lauka polaritātes). Visā matricā ir iespējams kontrolēt katru no šūnām atsevišķi, taču, to skaitam palielinoties, tas kļūst sarežģīti, jo palielinās nepieciešamo elektrodu skaits. Tāpēc adresēšana pēc rindām un kolonnām tiek izmantota gandrīz visur.

Šķidro kristālu monitors (arī šķidro kristālu displejs, LCD, LCD monitors, angļu šķidro kristālu displejs, LCD, plakanais indikators) - plakans monitors uz šķidro kristālu bāzes. LCD monitori tika izstrādāti 1963. gadā.

LCD TFT (angļu valodā TFT — plānās plēves tranzistors — plānas plēves tranzistors) ir viens no nosaukumiem šķidro kristālu displejam, kas izmanto aktīvo matricu, ko darbina plānslāņa tranzistori. Pastiprinātājs TFT katram apakšpikselim tiek izmantots, lai uzlabotu displeja attēla ātrumu, kontrastu un skaidrību.

LCD monitora ierīce

Attēls tiek veidots, izmantojot atsevišķus elementus, parasti izmantojot skenēšanas sistēmu. Vienkāršām ierīcēm (elektroniskajiem pulksteņiem, tālruņiem, atskaņotājiem, termometriem utt.) var būt vienkrāsains vai 2-5 krāsu displejs. Daudzkrāsu attēls tiek veidots, izmantojot RGB triādes. Lielākā daļa galddatoru monitoru, kuru pamatā ir TN matricas (un dažas *VA ) matricas, un visi klēpjdatoru displeji izmanto matricas ar 18 bitu krāsu (6 biti kanālā), 24 biti tiek emulēti ar izkliedētu mirgošanu.

Apakšpikseļu krāsu LCD

Katrs LCD displeja pikselis sastāv no molekulu slāņa starp diviem caurspīdīgiem elektrodiem un diviem polarizācijas filtriem, kuru polarizācijas plaknes (parasti) ir perpendikulāras. Ja nav šķidro kristālu, pirmā filtra raidītā gaisma gandrīz pilnībā tiek bloķēta otrajā.

Elektrodu virsma, kas saskaras ar šķidrajiem kristāliem, ir īpaši apstrādāta molekulu sākotnējai orientācijai vienā virzienā. TN matricā šie virzieni ir savstarpēji perpendikulāri, tāpēc molekulas atrodas spirālveida struktūrā, ja nav sprieguma. Šī struktūra lauž gaismu tā, ka pirms otrā filtra tās polarizācijas plakne griežas un gaisma iet caur to bez zudumiem. Izņemot to, ka pirmais filtrs absorbē pusi no nepolarizētās gaismas, šūnu var uzskatīt par caurspīdīgu. Ja elektrodiem tiek pieslēgts spriegums, molekulas mēdz sakārtoties lauka virzienā, kas izkropļo spirālveida struktūru. Šajā gadījumā elastīgie spēki to neitralizē, un, izslēdzot spriegumu, molekulas atgriežas sākotnējā stāvoklī. Pie pietiekamas lauka intensitātes gandrīz visas molekulas kļūst paralēlas, kas noved pie struktūras necaurredzamības. Mainot spriegumu, jūs varat kontrolēt caurspīdīguma pakāpi. Ja ilgstoši tiek pielietots pastāvīgs spriegums, šķidro kristālu struktūra var pasliktināties jonu migrācijas dēļ. Lai atrisinātu šo problēmu, tiek pielietota maiņstrāva vai lauka polaritātes maiņa ar katru šūnas adresāciju (struktūras necaurredzamība nav atkarīga no lauka polaritātes). Visā matricā ir iespējams kontrolēt katru no šūnām atsevišķi, taču, palielinoties to skaitam, tas kļūst sarežģīti, jo palielinās nepieciešamo elektrodu skaits. Tāpēc adresēšana pēc rindām un kolonnām tiek izmantota gandrīz visur. Gaisma, kas iet cauri šūnām, var būt dabiska - atstarota no substrāta (LCD displejos bez fona apgaismojuma). Bet biežāk tiek izmantots mākslīgais gaismas avots, papildus neatkarībai no ārējā apgaismojuma, tas arī stabilizē iegūtā attēla īpašības. Tādējādi pilnvērtīgs LCD monitors sastāv no elektronikas, kas apstrādā ieejas video signālu, LCD matricas, fona apgaismojuma moduļa, barošanas avota un korpusa. Tā ir šo komponentu kombinācija, kas nosaka monitora īpašības kopumā, lai gan dažas īpašības ir svarīgākas par citām.

LCD monitora specifikācijas

Atļauja: horizontālie un vertikālie izmēri, kas izteikti pikseļos. Atšķirībā no CRT monitoriem, LCD ir viena, "native", fiziskā izšķirtspēja, pārējais tiek panākts ar interpolāciju.

Punkta izmērs: attālums starp blakus esošo pikseļu centriem. Tieši saistīts ar fizisko izšķirtspēju.

Ekrāna malu attiecība (formāts): platuma un augstuma attiecība, piemēram: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

Redzama diagonāle: paša paneļa izmērs, mērot pa diagonāli. Displeja laukums ir atkarīgs arī no formāta: 4:3 monitoram ir lielāks laukums nekā 16:9 monitoram ar tādu pašu diagonāli.

Kontrasts: gaišākā punkta spilgtuma attiecība pret tumšāko punktu. Daži monitori izmanto adaptīvu fona apgaismojuma līmeni, izmantojot papildu lampas, tiem norādītais kontrasta skaitlis (tā sauktais dinamiskais) neattiecas uz statisku attēlu.

Spilgtums: displeja izstarotās gaismas daudzums, ko parasti mēra kandelās uz kvadrātmetru.

Reakcijas laiks: minimālais laiks, kas nepieciešams pikseļa spilgtuma maiņai. Mērīšanas metodes ir neskaidras.

Skata leņķis: leņķis, pie kura kontrasta kritums sasniedz norādīto vērtību dažādi veidi matricas un dažādi ražotāji tiek uzskatīti atšķirīgi, un bieži vien tos nevar salīdzināt.

Matricas veids: tehnoloģija, ar kuru tiek izgatavots LCD

Ievades: (piem. DVI, D-SUB, HDMI utt.).

Tehnoloģija

Galvenās tehnoloģijas LCD displeju ražošanā: TN + filma, IPS un MVA. Šīs tehnoloģijas atšķiras ar virsmu ģeometriju, polimēru, vadības plāksni un priekšējo elektrodu. Liela nozīme ir konkrētos izstrādēs izmantotā polimēra ar šķidro kristālu īpašībām tīrībai un veidam. LCD monitoru reakcijas laiks, kas izgatavots, izmantojot tehnoloģiju SXRD (Silicon X-tal atstarojošais displejs)- silīcija atstarojošā šķidro kristālu matrica), samazināts līdz 5 ms. Sony uzņēmumi, Ass un Philips kopīgi izstrādāja PALC tehnoloģiju (Ing. Plazmas adresēts šķidrais kristāls- šķidro kristālu plazmas kontrole), kas apvieno priekšrocības LCD(spilgtums un krāsu bagātība, kontrasts) un plazmas paneļi (lieli skata leņķi pie horizonta, H un vertikāle, V , augsts atsvaidzes intensitāte). Šajos displejos kā spilgtuma kontrole tiek izmantotas gāzizlādes plazmas šūnas, un krāsu filtrēšanai tiek izmantota LCD matrica. PALC tehnoloģija ļauj uzrunāt katru displeja pikseļu atsevišķi, kas nozīmē nepārspējamu vadāmību un attēla kvalitāti.

TN+ filma (Twisted Nematic + filma)

TN+ tuvplāns filma monitora matrica NEC LCD1770NX. Uz balta fona - standarta Windows kursors.

daļa " filma"tehnoloģijas nosaukumā nozīmē papildu slāni, ko izmanto, lai palielinātu skata leņķi (aptuveni no 90 ° līdz 150 °). Pašlaik prefikss " filma"bieži izlaiž, šādas matricas sauc vienkārši par TN. Diemžēl vēl nav atrasts veids, kā uzlabot TN paneļu kontrastu un reakcijas laiku, un reakcijas laiks šāda veida matricām pašlaik ir viens no labākajiem, taču kontrasta līmenis nav.

Matrica TN+ filma darbojas šādi: ja apakšpikseļiem netiek pielikts spriegums, šķidrie kristāli (un polarizētā gaisma, ko tie pārraida) griežas par 90° viens pret otru horizontālā plaknē telpā starp abām plāksnēm. Un tā kā filtra polarizācijas virziens uz otrās plāksnes veido 90° leņķi ar filtra polarizācijas virzienu uz pirmās plāksnes, caur to iet gaisma. Ja sarkanie, zaļie un zilie apakšpikseļi ir pilnībā izgaismoti, ekrānā izveidosies balts punkts.

IPS (plaknes pārslēgšana)

Tehnoloģijas Lidmašīnu pārslēgšana izstrādāja Hitachi un NEC, un tas bija paredzēts, lai atbrīvotos no TN + trūkumiem filma. Tomēr, lai gan IPS spēja sasniegt 170° skata leņķi, kā arī augstu kontrastu un krāsu atveidi, reakcijas laiks saglabājās zems.

Ja IPS netiek pievadīts spriegums, šķidro kristālu molekulas negriežas. Otrais filtrs vienmēr tiek pagriezts perpendikulāri pirmajam, un gaisma caur to neiziet. Tāpēc melnās krāsas displejs ir tuvu ideālam. Ja tranzistors neizdodas, IPS paneļa "salauztais" pikselis nebūs balts, kā TN matricai, bet gan melns.

Kad tiek pielikts spriegums, šķidro kristālu molekulas griežas perpendikulāri savai sākotnējai pozīcijai un ļauj gaismai iziet cauri AS-IPS - Advanced Super IPS tehnoloģija (Advanced Super-IPS), tika izstrādāta arī Hitachi Corporation 2002. gadā. Galvenie uzlabojumi bija parasto S-IPS paneļu kontrasta līmenī, tuvinot to S-PVA paneļu kontrasta līmenim. AS-IPS tiek izmantots arī kā nosaukums NEC monitoriem (piemēram, NEC LCD20WGX2), kuru pamatā ir LG.Philips konsorcija izstrādātā S-IPS tehnoloģija.

A-TW-IPS — Advanced True White IPS (Advanced True White IPS), ko izstrādājis LG.Philips uzņēmumam NEC Corporation. Tas ir S-IPS panelis ar TW (True White) krāsu filtru, lai padarītu balto krāsu reālistiskāku un paplašinātu krāsu diapazonu. Šāda veida paneļus izmanto, lai izveidotu profesionālus monitorus izmantošanai fotolaboratorijās un/vai izdevniecībās.

AFFS- Uzlabota Fringe Field Switching(neoficiālais nosaukums S-IPS Pro). Šī tehnoloģija ir turpmāks IPS uzlabojums, ko BOE Hydis izstrādāja 2003. gadā. Palielinātā elektriskā lauka jauda ļāva sasniegt vēl lielākus skata leņķus un spilgtumu, kā arī samazināt starppikseļu attālumu. Uz AFFS balstītus displejus galvenokārt izmanto planšetdatoros uz Hitachi Displays ražotajām matricām.