info@panadisplay.com
Detaljan uvod u LCD tehnologiju

Detaljan uvod u LCD tehnologiju

Jul 03, 2018

Detaljan uvod u LCD tehnologiju


O tečnom kristalu
Materija ima tri oblika: čvrsto stanje, tečnost i stanje gasova.
Godine 1888. australijski botaničar Leni FM (Reinitzer) je proučavao ulogu holesterola u biljkama, koristeći holenil benzen za testiranje, nenamjerno pronalazio tečne kristale, ali stvarna upotreba tečnog kristala nije počela tek 1950-ih godina. Kao što sugerišu ime, tečni kristali su posredna stanja između čvrstih i tečnih stanja. Tečni kristal je organsko jedinjenje. U određenom opsegu temperatura ne samo da ima mehaničke osobine protoka tečnosti, viskoznosti i deformacije, već ima i fizičke osobine kao što su termički (termički efekat), svetlo (optička anizotropija), električni (elektro-optički efekat), magnetski (magneto-optički efekat) i tako dalje. Put svjetla koji prolazi kroz tečni kristal određuje se molekularnim rasporedom svjetlosti. Utvrđeno je da punjenje tečnog kristala promeniće njegov molekularni aranžman, a zatim izazvati distorziju ili refrakciju svetlosti.
Prema drugačijem rasporedu molekularne strukture, tečni kristal podeljen je na tri vrste: kristalne čestice gline poput kristalne faze (Smectic) tečnog kristala, slične fiksnoj matrici pod imenom nematicki tečni kristal, sličan holesterolu kao holesterskoj fazi (Cholestic ) tečni kristal. Fizička svojstva ovih tri vrste tečnih kristala su različita. Za prozore sa tečnim kristalima postoje druge vrste nematicki tečnih kristala.
Princip LCD-a
Samo razumevanjem njegove strukture i principa i razumevanjem njegovih tehničkih i tehnoloških karakteristika može li biti ciljano i razumno kada se primjenjuje i održava. Tečni kristal je organsko jedinjenje koje se sastoji od molekula dugih šipaka. Pod prirodnim uslovima, duga os ovih molekula štapa je približno paralelna. Prva karakteristika LCD-a je da tečni kristali moraju sipati u dva reda aviona sa malim žljebovima kako bi ispravno radili. Žlebovi na dva aviona su perpendikularni jedni prema drugima (90 stepeni presecaju), to jest, ako su molekuli na jednoj ravni postavljeni u pravcu sjever-jug, molekuli na drugoj ravni su raspoređeni, a molekuli između dva avioni su prisiljeni u stanje torzije od 90 stepeni. Kako svetlost putuje duž pravca molekula, svetlost prolazi kroz tečni kristal i okreće se za 90 stepeni. Međutim, kada se tečnom kristalu doda napon, molekuli će biti preuređeni vertikalno, tako da svetlost može ići direktno bez ikakvog izvrtanja. Druga karakteristika LCD-a je da se oslanja na polarizirajuće filtere i sam svetlost. Prirodno svetlo se slučajno razdvaja u svim pravcima. Polarizovani filter je ustvari niz tanji i tanji paralelnih linija. Ove linije čine mrežu koja blokira svu svetlost koja nije paralelna linijama, a linija polarizirajućeg filtera je pravolinijska prema prvom, tako da polarizovano svetlo može biti potpuno blokirano. Samo linija dva filtera je u potpunosti paralelna, ili je sama svetlost uvijena da odgovara drugim polarizacionim filterima, tako da svetlost može prodreti. LCD je sastavljen od dva međusobno pravolinijskog polarizovanog filtra, tako da u normalnim okolnostima svi pokušaji prodiranja svetlosti trebaju biti blokirani. Međutim, pošto su dva filtra napunjena ukrivljenim tečnim kristalima, molekuli tečnog kristala su ukrivljeni za 90 stepeni nakon istrošenosti prvog filtra i na kraju kroz druge filtere. Sa druge strane, ako se tečnom kristalu doda napon, molekuli su preuređeni i potpuno paralelni, tako da svetlost više nije torziona, tako da je samo blokira drugi filter. Ukratko, snaga se koristi za blokiranje svetlosti, a svetlost se emituje bez struje. Naravno, on takođe može promijeniti poravnanje tečnog kristala na LCD ekranu, tako da se svetlost može emitovati kada je napunjena, a ona će biti blokirana bez struje. Ali pošto je LCD ekran skoro uvek na sjajnoj strani, jedini način štednje električne energije je "blokiranje svetlosti dodavanjem struje".

Klasifikacija LCD ekrana
LCD se može podijeliti na dvije vrste pasivne tehnologije i aktivne tehnologije. Predstavnički proizvodi su DSTN (dvostruki sloj Supertwist nematic double-layer super uvrtani nematicki tečni kristal) i TFT (tanki filmski tranzistorski tanki filmski tranzistor). DSTN je oduvek bio standard pasivnih monitora, a HPA i CSTN su najnovija poboljšanja pasivne tehnologije. HPA je poznat i kao adresiranje sa visokim performansama ili brzo DSTN. HPA i CSTN pružaju bolji kontrast i osvetljenost od DSTN-a. Vreme reakcije CSTN-a je sada palo na 100ms i pruža perspektivu od 140 stepeni.
DSTN je razvijen iz super uvrtanog nematicnog displeja (STN). Pošto DSTN usvaja tehnologiju dvostrukog skeniranja, efekat prikaza je znatno poboljšan u poređenju sa STN. Beležnici su se pojavili samo kada su uglavnom koristili STN. Vreme reakcije STN-a je sporije, uglavnom oko 300ms, a korisnici mogu osjetiti kasnije (nakon glave). Pošto je DSTN istovremeno podeljen na dva ekrana, u centru ekrana je moguće prikazati svetliju liniju.
Aktivni matrični displej se direktno rešava kroz tanke filmske tranzistore, što je takođe izvor imena tehnologije, odnosno TFT (tanki filmski tranzistor). TFT je jedan od aktivnih matrica tečnih kristalnih displeja. Vreme reakcije je znatno poboljšano i dostiglo je 25ms. Ima veći kontrast i bogate boje. U odnosu na DSTN, glavna karakteristika TFT-a je da je svaki piksel opremljen poluprovodničkim prekidačem, koji je sličan velikom integrisanom krugu. Budući da svaki piksel može biti direktno kontrolisan pulsnim tačkama, svaki čvor je relativno nezavisan i može se kontinuirano kontrolirati. Ovo ne samo da poboljšava vreme odziva, već je i vrlo precizno u sivoj kontroli nivoa, što je razlog zašto je TFT boja realističnija od DSTN-a. Trenutno, glavni proizvodi većine proizvođača prenosnih računara koriste TFT ekran.
Poređenje između LCD-a i CRT-a (tradicionalnog monitora) i pitanja koja trebaju pažnju prilikom kupovine
Uvedli smo radni princip LCD-a, pa hajde da uvedemo CRT ponovo, a onda ga dobro uporedimo. Princip CRT-a je da se električni pištolj sastoji od filamenta, katode i kontrolne mreže. Filament se zagreva, katoda je uzbuđena i protok elektrona se emituje. Protok elektrona se ubrzava unutrašnjim metalnim slojem visokog napona. Elektronski zrak je usredsređen na sočivo kako bi se formirao vrlo fin elektronski zrak, a na ekranu je pogodan kako bi se fosfor luminisao. Elektronski zrak može kontrolisati određenu poziciju fluorescentnog ekrana pod uticajem magnetnog polja proizvedenog pomoću zavojnice. Nakon što se elektronski zrak udari na ekran, formiraće se luminescentna tačka, a neke svetlosne tačke mogu napraviti sliku. RGB tri boje fluorescentne tačke pogoduje elektronski snop različitog intenziteta. To će proizvesti razne boje. Kontrolirajući jačinu i prekid elektronskog zraka, mogu se formirati različite šarene slike. Unutrašnjost maske senke maske ima ekran sa ekranom kao što je ekran. Elektronski zrak je udaren mrežom u trouglastom nizu fluorescentnih tačaka, a tri elektronska pištolja odgovaraju troje boje RGB-a, pa se zove "tri puške i tri grede". Princip kapije senke (na primjer, poseban i dijamant) je isti, ali ekran ove vrste cijevi za slike se formira u okviru mnogih rešetki.
Sledeće je da detaljnije upoznamo njihove razlike.

Rešavanje napajanja
Rezolucija je veoma važan pokazivač performansi. Ona se odnosi na broj bodova koji se mogu prikazati horizontalno i vertikalno na ekranu (linije i površine prikazane na ekranu su sastavljene od tačaka), a što je veća rezolucija, više informacija koje mogu biti smeštene na istom ekranu . Za CRT koji može podržati rezoluciju od 1280x1024, i 320x240 i 1280x1024 rezolucija se mogu izvrsiti savršeno (jer se elektronski zrak može prilagoditi elastičnosti). Međutim, njena maksimalna rezolucija nije najprikladnija rezolucija, jer ako je 17-inčni ekran na rezoluciji 1280x1024, WINDOWS font će biti vrlo mali, a dugo oko je lako umoriti, tako da je najbolja rezolucija 17 inča trebalo bi da bude 1024x768.
Ali ne za LCD. Maksimalna rezolucija LCD-a je njegova prava rezolucija, odnosno najbolja rezolucija. Kada je rezolucija manja od stvarne rezolucije (na primer, 15 inčni LCD, njegova istinska rezolucija je 1024x768, a rezolucija 800x600 u WINDOWS), biće prikazana dva načina. Jedna je da centar pokazuje da će samo 800x600 tačaka na sredini LCD-a prikazati sliku, a ostale tačke koje se ne koriste neće sjajiti, zadržati tamnu pozadinu, i izgleda da se slika svodi na sredinu . Drugi je ekran ekstenzije, koji će koristiti svaki piksel na ekranu, ali zato što se pikseli lako mogu iskriviti, to će imati određeni utjecaj na efekt prikaza. Dakle, u svakom slučaju, prilikom izbora LCD-a, treba obratiti pažnju na rezoluciju, a to nije bolje, već odgovarajuća upotreba.
Osvježenje
Za CRT, grafička slika na ekranu sastoji se od više tačaka fluorescencije koje pucaju elektronski zrak. Pošto fluorescentni prah u cevi udari elektronski zrak, vreme je veoma kratko, tako da elektronski zrak mora stalno udarati u fosfor, tako da će i dalje sijati. Prva linija elektroničkog pištolja sa gornje leve ekrana (broj redova određuje rezolucija ekrana u tom trenutku, kao što je rezolucija 800X600, elektronski pištolj skeniće 600 linija), počevši od leva na desno, nakon prve linije skeniranja i sa lijevog kraja druge linije na desnoj strani druge linije, dok se skeniranje ne završi. Jedan ekran počinje u gornjem levom uglu ekrana, a zatim se završava osvježavanje ekrana. Na taj način možemo shvatiti zašto je veća rezolucija prikaza, što je niža maksimalna brzina osvežavanja. Uopšteno gledano, brzina osvežavanja ekrana je više od 75HZ, ljudsko oko nije lako osetiti treperenje ekrana. Stopa osvežavanja CRT ekrana je određena njegovom učestalošću i rezolucijom u to vreme. Što je frekvenca linije veća, to je veća brzina osvežavanja pri istoj rezoluciji; i što je rezolucija veća, to je veća rezolucija koju može doseći. Što je niža stopa. Za LCD, nema problema sa osvježavanjem. Uopšte se ne mora osvježiti. S obzirom da svaki piksel na LCD ekranu kontinuirano emituje svetlost dok se ne-svetlosni napon menja i šalje na kontroler, LCD nema scintilaciju uzrokovanu "kontinuiranim punjenjem i pražnjenjem".
vizuelni ugao
Trenutno većina displeja sa ravnim ekranom može da dostigne 180 stepeni gledanja, to znači da bilo koji smjer sa prednje strane ekrana jasno vidi prikazani sadržaj. Ali LCD je različit, njegov vizuelni ugao je različit u skladu sa naprednom tehnologijom, vizuelni ugao nekih novih proizvoda je mogao da dostigne oko 160, što je vrlo blizu 180 stepeni CRT-a. Postoji i neki LCD, iako je nominalni ugao gledanja 160 stepeni, ali u stvari ne može da dostigne ovaj standard. U procesu korišćenja korisnika, kada ugao gledanja premaši svoj stvarni vizuelni opseg, boja ekrana će zbuniti i zatamniti ili čak biti negativna slika. Verovatno je da su svi zbunjeni oglašavanjem PHILPS-a, ali perspektiva LCD-a nije velika, ali mnogo manja od CRT-a, mesta koja je očigledno slabija od CRT-a, tako da ne morate brinuti o tome da ga njegovi kolege vide za ljubav prema malom medu. Naravno, ako proizvođač dodaje tehnologiju povećanja ugla gledanja, situacija će biti bolja. Evo kratkog uvoda.

TN + Film (TN + pogled uvećavajući film) tehnologija
U strukturi, prikazi tečnog kristala koriste tečni kristal kao materijal za prikazivanje. Tečni kristal je supstanca između čvrstog i tečnog, što pokazuje prozirno tečnost na određenoj temperaturi i postaje zamagljeno čvrsto stanje sa kristalnim česticama nakon hlađenja. Prema molekularnoj strukturi, tečni kristal podeljen je na tri vrste: Smectic poput tekućeg kristala poput gline, Nematic tečni kristal sličan figuru s finim podudaranjem, i holesterol kao Cholestic tečni kristal. Fizička svojstva ovih tri vrste tečnih kristala nisu iste. Druge vrste Nematic tečnih kristala obično se koriste u ekranima sa tečnim kristalima, a displeji sa tečnim kristalima napravljeni pomoću ove vrste tečnog kristala takođe nazivaju LCD (Liquid Crystal Display). Molekuli tečnog kristala u gornjem sloju običnog ekrana tekućih kristala raspoređeni su horizontalno, a LC molekuli u donjem sloju su raspoređeni uzdužno, a molekuli tečnog kristala koji se nalaze između gornjeg i donjeg sloja postavljeni su horizontalno i blizu slojevi su postavljeni vertikalno. Kao cjelina, čini se da je raspored molekula tečnog kristala poput spiralnih aranžmana, ali molekuli tečnog kristala na LCD ekranu zasnovani na TN + ugao gledanja su okomljeni na ekranu ekrana, čime se dodjeljuje poseban film gornja površina da povećava vizuelni ugao. Tehnološki govoreći, tehnologija je razvijena na osnovu zrele standardne TFT-Twisted Nematic (twisted nematic) LCD tehnologije. Sve dok je posebni film (upravljački film) pričvršćen na gornjoj površini podloge, horizontalni ugao gledanja se može povećati sa 90 stepeni na 140 stepeni. Prednosti tehnologije su očigledne, odnosno relativno jeftine i relativno zrele tehnologije, sa visokim prinosom. Međutim, očigledni su i nedostaci ove tehnologije, odnosno nema kvalitativne promjene u inherentnim nedostacima slabog kontrasta i sporog odgovora.
IPS (intra board boarding ili Super-TFT) tehnologija
IPS ili tehnologiju "switching board" prvi put je razvio Hitachi (Hitachi). Sada NEC i Nokia (NOKIA) takođe koriste ovu tehnologiju za proizvodnju TFT-a.
Princip:
Najveća razlika između IPS i TN + Film (torziono nematičko tečno kristalno + uvećanje vidnog ugla) je u tome što je pravac molekula tečnog kristala paralelan sa supstratom, a ne na podlozi. Ovo se postiže primjenom napona.
Korišćenjem tehnologije IPS ili Super TFT može se širiti ugao gledanja na 170 stepeni, u osnovi postižući isti ugao gledanja kao i CRT monitor. Međutim, ova tehnika takođe ima i nedostatke, jer poravnanje molekula tečnog kristala čini da elektroda treba da se češlja i stavlja na donju staklenu podlogu, ali ne kao TN model (formirani TN LCD ekran obično uključuje staklenu supstratu, ITO film, odgovarajući film, polarizirajuća ploča i tako dalje. Postoje dva sloja koja se zovu gore i dole. "U interlasti se nalaze elektrode i rovovi na traci za poravnanje i molekuli tečnog kristala u gornjim i donjim međuslojima koji su postavljeni na dve staklene podloge.To će smanjiti kontrast, tako da moramo povećati pozadinsko osvetljenje kako bi se postigla potrebna osvetljenost.U poređenju sa tehnologijom TN + Film (TN + ugao širenja membrane), kontrast i vrijeme odziva u režimu IPS nisu mnogo poboljšani u usporedbi sa tradicionalnim TFT-TN.

3 MVA (Multi-Domain Vertical Alignment, multi region vertikalno poravnanje) tehnologija
MVA tehnologiju je razvila Fujitsu Corporation. Sa tehničke tačke gledišta, MVA bi trebalo da bude najbolje rešenje za širok ugao gledanja i kratko vreme odziva na LCD ekranu. MVA tehnologija omogućava vizuelni ugao da dostigne 160 stepeni, a vreme odziva može da dostigne 20ms. U MVA tehnologiji, M označava "multi-domen". Ona se odnosi na formiranje više regija u jedinstvenoj boji kroz projektiranje objekata. VA označava "Vertikalno poravnanje" (vertikalni raspored). Zbog odnosa između izbočine, molekuli tečnog kristala nisu potpuno vertikalni u statičkom stanju. Kada se primeni napon za generisanje električnog polja, molekuli tečnog kristala su raspoređeni horizontalno, tako da svetlost koja emituje pozadinsko osvetljenje može proći kroz različite slojeve. MVA tehnologija može da obezbedi kraće vreme odziva od TN + pogleda širenja membranske tehnologije i IPS tehnologije, što je veoma važno za video i performanse igara. Kontrast je takođe poboljšan, ali varira sa ugao gledanja.

TN + Film (TN + pogled uvećavajući film) tehnologija
Niski troškovi, visoki prinos, vizuelni ugao od 140 stepeni, kontrast i vrijeme odziva nisu mnogo poboljšani. IPS tehnologija (unutrašnje prebacivanje ili Super-TFT): vizuelni ugao 170 stepeni, kontrast i vreme odziva nije mnogo poboljšano. Tehnologija MVA (Multi-Domain Vertical Alignment, multi-vertikalno poravnanje) se može videti pod uglom od 160 stepeni, a kontrast i vrijeme odziva su znatno poboljšani. Pogodan je za reprodukciju video zapisa i igara.
Vidljiva oblast
Vizuelna oblast odnosi se na oblast ekrana koja se može koristiti za prikazivanje slika u praktičnim aplikacijama. Pošto je veličina CRT displeja zapravo veličina cevi za sliku, deo koji se može koristiti za prikaz slike ne može uopće da dostigne tu veličinu, jer okvir cevi za sliku predstavlja deo prostora. Uopšteno govoreći, vidljiva površina CRT displeja od 17 inča je oko 15,8-16 inča, dok je vidljiva površina displeja od 15 inča samo oko 13,8 inča. Ali za LCD, veličina nominalne veličine u osnovi je veličina vidljive površine, prostor zauzeo granica je vrlo mali, a vizuelna površina LCD ekrana od 15 inča je oko 14,5 inča, zbog čega LCD izgleda puno veći od iste veličine CRT. Dakle, 15 sela u osnovi su dovoljne kada kupujete LCD ekran.
Osvetljenost i kontrast
Funkcija displeja LCD-a je uglavnom izvor pozadinskog osvetljenja. Svetlost izvora svetlosti određuje svetlost i zasićenost boja na cijelom LCD ekranu. Teoretski, što je veća svetlina prikaza tečnog kristala, bolje je da je jedinica svetlosti cd / m2 (na metar kvadratnu svijeću), poznatu i kao lumen NIT-a. Trenutno, većina svetlosti TFT ekrana počinje od 150Nita, obično 200Nita može prikazati bolju sliku. Kontrast je crno-bijeli dva različita nivoa mjerenja kontrasta u boji. Kontrast 120: 1 može pokazati živopisnu i bogatu boju (jer kontrast ljudskog oka iznosi oko 100: 1), a kontrast do 300: 1 može da podrži boje svake narudžbe. Trenutno, kontrast većine LCD diskova je između 100: 1 i 300: 1. Trenutno ne postoji fer standardna vrednost za merenje kontrasta između osvetljenosti i kontrasta, tako da kupovina LCD-a zavisi od par oštrih očiju. Zbog toga treba obratiti pažnju na ovaj indeks prilikom odabira LCD-a, a to je i najveća razlika u performansama LCD proizvoda.
brzina reakcije
Vremenska jedinica za merenje brzine reakcije je milisekunda (MS), a odnosi se na vrijeme potrebno za piksele da se pretvara iz svijeta u tamno i od tamne do dvije. Što je manja vrijednost, to je manja vrijednost, brže reakcije. U ovom trenutku, mainstream LCD ima brzinu reakcije više od 25ms, a nema mnogo veze u opštoj komercijalnoj upotrebi (kao što je obrada teksta ili obrada teksta), jer takve upotrebe ne moraju previše da se brinu o vremenu reakcije na LCD ekranu. A ako se koristi za igranje igara, gledajte VCD / DVD i druge brze dinamičke slike punog ekrana, vrijeme reakcije je posebno važno, ako je reakciono vreme duže, slika će se pojaviti zaokret, ostatke i druge pojave. Kao jednostavan primjer, većina LCD ekrana na tržištu sada ima različite stepenice za igranje QUAKE3, posebno kada se slika ažurira sa velikom brzinom. CRT nema nikakvih problema, jer je vrijeme reakcije CRT-a samo 1ms, a neće doći do pojave fuge.

Boja
Što se tiče boja, LCD se ne uklapa u CRT. Teoretski, CRT može prikazati boje kao beskonačne kao i televizore. LCD može prikazati samo oko 260 hiljada boja, a većina proizvoda tvrdi da može prikazati 16 miliona 770 hiljada boja (16777216 boja, 32 bita), ali se ustvari ostvaruju dithering, a postoji veliki jaz u poređenju sa stvarne 32 boje, tako da je i dalje manje od tradicionalnog CRT-a u boji i prelasku. . Na isti način, LCD je manje sposoban da renderira sive boje od CRT-a. Ako imate stanje, možete to sami uporediti: pronađite 17-inčni prikaz crininon cijevi, a zatim stavite 15-inčni LCD ekran i prikazati 16 miliona 770 hiljada boja. Slika prikazana pomoću CRT-a je vrlo svetla, dok se LCD pokazuje nešto "lažno". Iako se ne može reći gde je pogrešno, nije udobno sa CRT-om.
Efekat prikaza
Prvo, CRT, trenutno, većina CRT domaćinstava ima različite stepene fokusa, konvergencije, efekata disanja i drugih aspekata problema, koji je nerazdvojni od tehničkog i tehnološkog procesa proizvođača. Ako odgovarajuće upravljačko kolo kojeg je dizajnirao proizvođač nije dovoljno napredna, gore navedene probleme lako se mogu izbeći. Ovo je takođe razlog zašto SONY prikazuje drugačiji prikaz od nekih drugih proizvođača. LCD ekran nije uopšte fokusiran, jer jednostavno ne treba fokusirati. Međutim, mogu se javiti i LCD i online izobličenja i drugi problemi, ali se CRT verovatnije pojavljuje.
zračenje
Pošto se svetlost CRT displeja emituje kroz katodnu cev, a takođe emituje zračenje, veoma je loše za ljudsko telo, ali onda je zahtev TCO9X da je CRT u tom pogledu znatno poboljšan. Ali zbog svog principa rada, LCD neće poslati malo radijacije na rad, mnogo jači od CRT-a. Zbog toga je opća porodica ili upotreba CRT-a pogodniji, multimedijalni efekat će biti bolji i cijena je relativno jeftina, LCD LCD je pogodniji za komercijalnu upotrebu, trgovanje akcijama, uređaji za medije su pogodniji za korištenje LCD-a.