Dom > Izložba > Sadržaj

Displej sa tečnim kristalima

Apr 24, 2017

Pregled


QQ snimka zaslona 20170424183043.jpg

Ekran LCD ekrana koji se koristi kao tabla sa obaveštenjima za putnike.


Svaki piksel LCD-a obično se sastoji od sloja molekula koji su poravnati između dvije prozirne elektrode i dva polarizirajuća filtra (paralelna i pravolinijska), a osi prenosa su (u većini slučajeva) normalni jedan prema drugom. Bez tečnog kristala između polarizujućih filtera, svetlost koja prolazi kroz prvi filter biće blokirana drugim (ukrštenim) polarizatorom. Pre nego što se primeni električno polje, orijentacija molekula tečnosti i kristala određuje se poravnanjem na površinama elektroda. U uvrtanom nematičkom (TN) uređaju, pravci za poravnanje površine na dve elektrode su pravolinijski jedni prema drugima, pa se molekuli uredjuju u spiralnoj strukturi ili preokretu. Ovo indukuje rotaciju polarizacije incidentnog svetla, a uređaj se pojavljuje sivim. Ako je primenjeni napon dovoljno velik, molekuli tečnog kristala u centru sloja su gotovo potpuno neobrađeni i polarizacija incidentnog svetla se ne rotira dok prolazi kroz sloj tečnog kristala. Ovo svetlo će zatim biti uglavnom polarizovano na drugom filteru, i time biti blokirano i piksel će se pojaviti crnim. Kontrolisanjem napona koji se nanosi preko sloja tečnosti kristala u svakom pikselu, može se dozvoliti da se svetlost prolazi kroz različite količine i tako čini različite nivoe sive boje. Sistemi u boji u boji koriste istu tehniku, sa bojama koje se koriste za generisanje crvenih, zelenih i plavih piksela.


QQ snimka zaslona 20170424183255.jpg

LCD sa gornjim polarizatorom uklonjen sa uređaja i postavljen na vrh, tako da su polarizatori sa gornje i donje strane pravokutni.


Optički efekat TN uređaja u stanju napona daleko manje zavisi od varijacija u debljini uređaja od one u stanju napona. Zbog toga TN prikazuje sa malim informacionim sadržajem i obično se ne koriste pozadinsko osvjetljenje između ukrštenih polarizatora, tako da se one pojavljuju sjajno bez napona (oko je mnogo osjetljivije na varijacije u tamnom stanju nego u sjajnom stanju). Pošto većina LCD ekrana od 2010. godine koristi televizore, monitore i pametne telefone, oni imaju matrične nizove piksela visoke rezolucije za prikaz proizvoljnih slika koristeći pozadinsko osvetljenje tamnom pozadinom. Kada se ne prikazuje slika, koriste se različiti aranžmani. U tu svrhu, TN LCD-ovi se upravljaju između paralelnih polarizatora, dok IPS LCD-ovi karakterišu ukrštene polarizere. U mnogim aplikacijama IPS LCD-ovi su zamenili TN LCD-ove, naročito u pametnim telefonima poput iPhone-a. I tečni kristalni materijal i materijal za poravnanje sloja sadrže jonska jedinjenja. Ako se električno polje jednog od specifičnih polariteta primenjuje u dužem vremenskom periodu, ovaj jonski materijal privlači površine i degradira performanse uređaja. Ovo se izbjegava bilo primjenom izmjenične struje ili promjenom polariteta električnog polja kao što je uređaj adresiran (odziv tečnog kristalnog sloja je identičan, bez obzira na polaritet primijenjenog polja).



QQ snimka zaslona 20170424183335.jpg

Digitalni sat sa LCD ekranom.


Displeji za mali broj pojedinačnih cifara ili fiksnih simbola (kao u digitalnim satovima i džepnim kalkulatorom) mogu se implementirati sa nezavisnim elektrodama za svaki segment. Nasuprot tome, puni alfanumerički ili varijabilni grafički prikazi obično se implementiraju pomoću piksela postavljenih kao matrica koja se sastoji od električno povezanih redova na jednoj strani LC sloja i kolona sa druge strane, što omogućava svakom pikselu da se adresira na raskrsnicama. Opšti metod adresiranja matrice sastoji se od sekvencijalnog adresiranja jedne strane matrice, na primer biranjem redova jedan po jedan i primjenom informacija o slici sa druge strane na redovima po redovima. Za detalje o različitim šemama za adresiranje matriksa pogledajte LCD displeje sa pasivnom matricom i aktivnim matricama.


istorija

1880-ih i 1960-ih

Poreklo i složena istorija tečnih kristalnih displeja iz perspektive insajdera u ranim danima su opisali Joseph A. Castellano u Liquid Gold: Priča o tečnim kristalnim displejima i stvaranju industrije. Još jedan izvještaj o poreklu i istoriji LCD-a sa različite perspektive do 1991. objavio je Hiroshi Kawamoto, dostupan u IEEE History Centru. Opis švajcarskih doprinosa razvoju LCD-a, napisanog od strane Peter J. Wilda, može se pogledati kao IEEE First-Hand History. 1888. Friedrich Reinitzer (1858-1927) otkrio je tečnu kristalnu prirodu holesterola izvučenog iz šargarepe (tj. Dva tačka topljenja i stvaranje boja) i objavio svoje nalaze na sastanku Bečkog hemijskog društva 3. maja 1888. godine ( F. Reinitzer: Beiträge zur Kenntniss des Cholesterins, Monatshefte für Chemie (Wien) 9, 421-441 (1888)) 1904. Otto Lehmann je objavio svoj rad "Flüssige Kristalle" (Liquid Crystals). Godine 1911. Charles Mauguin je prvo eksperimentisao sa tečnim kristalima ograničenim između ploča u tankim slojevima.

Godine 1922. Georges Friedel je opisao strukturu i osobine tečnih kristala i klasifikovao ih u 3 vrste (nematika, smektika i holesterika). Godine 1927. Svevolod Frederiks je osmislio električni prekidač svetlosti, nazvan tranzicijom Fréedericksz, osnovnim efektom svih LCD tehnologija. 1936. kompanija Marconi Wireless Telegraph patentirala je prvu praktičnu primenu tehnologije "Valjak za tečnost kristala". 1962. godine, prva glavna publikacija engleskog jezika na temu "Molekularna struktura i svojstva tečnih kristala" dr. George W. Gray. Godine 1962. Richard Williams iz RCA je otkrio da su tečni kristali imali neke zanimljive elektrooptičke karakteristike i shvatio je elektrooptički efekat stvaranjem šarže u tankom sloju tečnog kristalnog materijala primjenom napona. Ovaj efekat zasnovan je na elektro-hidrodinamičkoj nestabilnosti koja formira ono što se danas zove "Williams domeni" unutar tečnog kristala.

Godine 1964. George H. Heilmeier, koji je tada radio u RCA laboratorijama o efektima koji je otkrio Williams, postigao je prebacivanje boja pomoću polja izazvane preklapanjem dihroičnih boja u homeotropski orijentiranom tečnom kristalu. Praktični problemi sa ovim novim elektrooptičkim efektom omogućili su Heilmeieru da nastavi rad na efektima raspršivanja u tečnim kristalima i konačno postizanju prvog operativnog tekućeg kristalnog displeja baziranog na onome što je nazvao režim dinamičkog raspršivanja (DSM). Primjena napona na DSM displej prebacuje u početku čist prozor tečnog kristala u mlečno mokro stanje. DSM displeji bi mogli raditi u transmisivnom i reflektujućem režimu, ali su zahtevali značajnu struju za njihov rad. George H. Heilmeier je primenjen u Nacionalnoj hali slobode pronalazača i zahvaljujući pronalasku LCD-a. Heilmeierov rad je IEEE Milestone. Krajem šezdesetih godina, pionirski rad na tečnim kristalima je preduzimao Royal Royal Radar Establishment u Malvernu, Engleska. Tim u RRE-u podržao je tekući rad Georgea Graya i njegovog tima na Univerzitetu Hull koji su na kraju otkrili cijanobifenilne tečne kristale, koji su imali ispravne osobine stabilnosti i temperature za primjenu na LCD ekranima.


1970.-1980

4. decembra 1970. godine, patentirani Hoffmann-LaRoche u Švicarskoj (Švajcarski patent br. 532 261), Wolfgang Helfrich i Martin Schadt (potom radi za Centralne istraživačke laboratorije) koji su navedeni kao Pronalazači. Hoffmann-La Roche je licencirao pronalazak švajcarskom proizvođaču Brown, Boveri & Cie, koji je tokom 1970-ih proizveo displej za ručne satove, a također i za japansku elektronsku industriju, koja je ubrzo proizvela prve digitalne kvarcne ručne satove sa TN-LCD-om i brojnim drugim proizvodima. Džejms Fergason, dok je radio sa Sardari Arora i Alfredom Saupom na Institutu za tečnost krista u Kentu, podneo je identičan patent u Sjedinjenim Državama 22. aprila 1971. Godine 1971. kompanija Fergason ILIXCO (sada LXD Incorporated) proizvela je prve LCD zasnovane Na efekt TN-a, koji je ubrzo zamenio loše kvalitete DSM tipova usled poboljšanja manjih radnih napona i manje potrošnje energije. 1972. godine prvi tim aktivnog matriksa tečno-kristalnog displeja produžen je u SAD-u od strane tima T. Peter Brody-a u Westinghouse-u u Pittsburghu, Pennsylvania. 1983. godine, istraživači Brown, Boveri & Cie (BBC) iz Švajcarske izmislili su super-zavoj nematic (STN) strukturu za LCD ekrane sa pasivnim matricama. H. Amstutz i dr. Su navedeni kao pronalazači u odgovarajućim patentnim prijavama podnesenim u Švajcarskoj 7. jula 1983. i 28. oktobra 1983. Patenti su odobreni u Švicarskoj CH 665491, Europskoj EP 0131216, US patentu 4,634,229 i još mnogo zemalja.

Godine 1988, Sharp Corporation je demonstrirao 14-inčni, aktivni matrični, punom bojom, TFT LCD ekran punog pokreta. To je dovelo do toga da Japan pokreće LCD industriju, koja je razvila LCD ekrane velikih dimenzija, uključujući TFT računarske monitore i LCD televizore. Krajem devedesetih, LCD industrija je počela da se pomera od Japana, prema Južnoj Koreji i Tajvanu.


1990.-2010

1990. godine, pod različitim nazivima, izumitelji su osmislili elektrooptički efekat kao alternativu za pretvorene LCD displeje sa neometičkim efektom (TN i STN-LCD). Jedan pristup je bio da se na jednoj staklenoj podlozi koriste interdigitalne elektrode samo za proizvodnju električnog polja u suštini paralelno sa staklenim podlogama. Da bi u potpunosti iskoristili karakteristike ove tehnologije preklopa u plafonu (IPS), potreban je dodatni rad. Posle detaljne analize, u Nemačkoj su podneli detalji o prednostnim rešenjima Guenter Baur et al. I patentirani u različitim zemljama. Institut Fraunhofer u Frajburgu, gdje su pronalazači radili, dodjeljuje ove patente Merck KGaA, Darmstadt, snabdevaču LC supstanci. Ubrzo nakon toga, inženjeri u Hitachi-u izrađuju različite praktične detalje o IPS tehnologiji kako bi međusobno povezali tanki filmski tranzistorski niz kao matrica i kako bi izbegli neželjene polja između polja. Hitachi takođe dodatno poboljšava zavisnost od ugla gledanja optimizacijom oblika elektroda (Super IPS). NEC i Hitachi postaju rani proizvođači LCD zaslona aktivne matrice zasnovane na IPS tehnologiji. Ovo je prekretnica za implementaciju LCD ekrana velikog ekrana koji imaju prihvatljive vizuelne performanse za računarske monitore sa ravnim ekranom i televizijske ekrane. 1996. godine Samsung je razvio tehniku optičkog uzorka koji omogućava višedodinski LCD. Multi-domen i In-Plane Switching postaju i dalje dominantni LCD projekti do 2006. godine. U četvrtom kvartalu 2007, LCD televizori su prvi put premašili CRT-ove u svjetskoj prodaji. Na LCD-televizorima je predviđeno da na računu prikaže 50% od 200 miliona televizora koje će se 2006. godine isporučivati na globalnom nivou, kaže Display Bank. Toshiba je u oktobru 2011. najavila 2560x1600 piksela na LCD panelu od 6,1 inča (155 mm), pogodnom za upotrebu na tablet računaru, posebno za prikazivanje kitajskih znakova.


Osvetljenje

Pošto LCD paneli ne proizvode sopstveno svetlo, zahtevaju spoljašnje svetlo za proizvodnju vidljive slike. Kod "transmisivnog" tipa LCD-a, ovo svetlo se nalazi na zadnjem delu stakla "stack" i naziva se pozadinsko osvetljenje. Dok pasivni matrični displej obično nisu pozadinsko osvetljenje (npr. Kalkulatori, ručni satovi), prikazi aktivne matrice skoro uvek su.


Uobičajene implementacije tehnologije LCD pozadinskog osvetljenja su:


QQ snimka zaslona 20170424183357.jpg

18 paralelnih CCFLs kao pozadinsko osvetljenje za 42-inčni LCD TV


CCFL: LCD panel je osvetljen ili dve fluorescentne sijalice hladne katode postavljene na suprotne ivice ekrana ili niz paralelnih CCFL-a iza većih ekrana. Difuzor zatim ravnomerno proširuje svetlost preko čitavog displeja. Ova tehnologija se već dugi niz godina koristi skoro isključivo. Za razliku od bijelih LED dioda, većina CCFL-ova ima ravnomjerno bijelu spektralnu izlaznu snagu, što rezultira boljom gustošću boja za prikaz. Međutim, CCFL su manje energetski efikasni od LED-a i zahtevaju donekle skupo pretvarač za pretvaranje bilo kog DC napona koji uređaj koristi (obično 5 ili 12 V) do ~ 1000 V potrebno da osvetli CCFL. Debljina transformatora pretvarača takođe ograničava koliko je tanak prikaz na ekranu.


EL-WLED: LCD ekran je osvetljen redom bijelih LED dioda postavljenih na jednom ili više ivica ekrana. Laki difuzor se zatim koristi za ravnomerno širenje svetlosti preko čitavog displeja. Od 2012. godine ovaj dizajn je najpopularniji u monitorima za desktop računare. Omogućava najtanje prikaze. Neki LCD monitori koji koriste ovu tehnologiju imaju funkciju pod nazivom "Dinamički kontrast" gdje je pozadinsko osvetljenje osvetljeno do najsjajnije boje koja se pojavljuje na ekranu, omogućavajući da se odnos kontrasta kontrasta 1000: 1 na LCD ekranu podesi na različite svetlosne intenzitete, što rezultira Kontrastni odnos "30000: 1" koji se vidi u oglašavanju na nekim od ovih monitora. S obzirom da slike na ekranu računara uglavnom imaju bijelu negu na slici, pozadinsko osvjetljenje će obično biti u punom intenzitetu, čime će ova "karakteristika" uglavnom biti marketinška tmurka.


WLED niz: LCD panel je osvetljen punim nizom bijelih LED dioda postavljenih iza difuzora iza panela. LCD-ovi koji koriste ovu implementaciju obično imaju mogućnost zatamnjevanja LED dioda u tamnim područjima prikazane slike, efikasno povećavajući odnos kontrasta ekrana. Od 2012. godine, ovaj dizajn dobiva većinu svoje upotrebe od LCD televizora većeg ekrana.

RGB-LED: Slično WLED nizu, osim ako je panel osvetljen punim nizom RGB LED-a. Dok se ekrani osvetljeni belim LED-om obično imaju slabiju gustu boju nego CCFL lit displeji, paneli osvetljeni RGB LED-ima vrlo širok spektar boja. Ova implementacija je najpopularnija na profesionalnim grafičkim LCD ekranima. Od 2012. godine LCD-ovi u ovoj kategoriji obično koštaju više od 1000 dolara.

Danas se većina LCD zaslona dizajnira sa LED pozadinskim osvetljenjem umesto tradicionalnog CCFL pozadinskog osvetljenja.


Priključak na druge krugove


QQ snimka zaslona 20170424183409.jpg

Ružičasti elastomerni konektor pokriva LCD panel sa tragovima ploče, prikazan pored santimetarskog lanaca. (Provodni i izolacijski slojevi u crnoj traci su vrlo mali, kliknite na sliku za više detalja.)


LCD paneli obično koriste tanko obložene metalne provodne puteve na staklenoj podlozi kako bi se formiralo ćelijsko kolo radi rada panela. Očigledno nije moguće koristiti tehnike lemljenja da direktno povežete ploču sa odvojenim bakarnim pločama. Umesto toga, povezivanje se postiže korišćenjem ljepljive plastične trake sa provodnim tragovima pričvršćenim na ivicama LCD panela ili sa elastomernim konektorom, što je traka od gume ili silikona sa promjenljivim slojevima provodnih i izolacionih puteva, pritisnuta između kontaktnih pločica na LCD i parne kontaktne pločice na ploči.


Pasivna i aktivna matrica


QQ snimka zaslona 20170424183419.jpg

Prototip pasivnog matriksa STN-LCD sa 540x270 piksela, Brown Boveri Research, Švicarska, 1984


Monohromatski i kasniji LCD pasivna matrica bili su standardni u većini ranijih laptopova (iako su nekoliko korišćenih plazma ekrana) i originalni Nintendo Game Boy do sredine devedesetih godina, kada je aktivna matrica boja postala standardna na svim laptopovima. Komercijalno neuspešan Macintosh prenosnik (objavljen 1989.) bio je jedan od prvih koji je koristio aktivni matrični displej (mada još uvijek monohromatski). LCD ekrani pasivne matrice se i dalje koriste u 2010. godini za aplikacije manje zahtevne od laptopa i televizora, kao što su jeftini kalkulatori. Konkretno, oni se koriste na prenosnim uređajima na kojima je potrebno prikazati manje informacionih sadržaja, najmanju potrošnju energije (bez pozadinskog osvetljenja) i niske troškove ili je potrebna čitljivost na direktnom sunčevom zračenju.


Displeji koji imaju pasivnu matričnu strukturu koriste se super-zakrivljeni nematski STN (izumio istraživački centar Brown Boveri, Baden, Švicarska, 1983. godine, objavljeni su naučni detalji) ili dvostruka STN (DSTN) tehnologija (od kojih se druga odnosi na Problem sa promjenom boja u odnosu na prethodni) i boja-STN (CSTN) u kojoj se boja dodava pomoću unutrašnjeg filtera. STN LCD-ovi su optimizovani za adresiranje pasivnih matrica. Oni pokazuju oštriji prag kontrast-vs-napon karakteristika od originalnih TN LCD-a. Ovo je važno, jer pikseli podležu djelimičnim naponima čak iako nisu izabrani. Prebacivanje između aktiviranih i neaktiviranih piksela mora se ispravno upravljati zadržavanjem RMS napona neaktiviranih piksela ispod pragovnog napona, dok aktivirani pikseli podležu naponima iznad praga. STN LCD-ovi se moraju kontinuirano osvežavati pomoću izmjeničnih impulsnih napona jednog polariteta tokom jednog kadra i impulsa suprotnog polariteta tokom sljedećeg kadra. Pojedinačni pikseli se obrađuju odgovarajućim krugovima redova i kolona. Ova vrsta displeja se zove pasivna matrica, jer piksel mora zadržati svoje stanje između osvježavanja bez dobrog stalnog električnog naboja. Kako se broj piksela (i, s tim, kolona i redova) povećava, ovaj tip displeja postaje manje izvodljiv. Spori vremena odziva i loš kontrast su tipični za LCD ekrane sa pasivnom matricom sa previše piksela.

U 2010. godini, LCD ekrani nulte snage (bistabilne) ne zahtevaju neprekidno osvježavanje. Prepisivanje je potrebno samo za promjene informacija o slici. Potencijalno, adresiranje pasivnih matrica može se koristiti sa ovim novim uređajima, ako su njihove karakteristike pisanja / brisanja pogodne. Prikazi boja u visokoj rezoluciji, kao što su moderni LCD računarski monitori i televizori, koriste strukturu aktivne matrice. Matriksom tankoplastnih tranzistora (TFTs) se dodaje elektrodama u kontaktu sa LC slojem. Svaki piksel ima svoj sopstveni namenski tranzistor, dozvoljavajući svakoj liniji kolone da pristupi jednom pikselu. Kada je izabrana linija linije, sve linije stupaca su povezane sa redom piksela, a naponi koji odgovara informacijama o slici se pokreću na sve linije stupaca. Linija linija se zatim deaktivira i izabere se linija za naredni red. Sve linije redova su odabrane u nizu tokom operacije osvježavanja. Displeji sa aktivnom matricom izgledaju svetlije i oštrije od prikazanih pasivnih matrica prikaza iste veličine, a generalno imaju brže vrijeme odziva, stvarajući mnogo bolje slike.


Aktivne matrične tehnologije


QQ snimka zaslona 20170424183429.jpg

Casio 1.8 inčni TFT LCD, koji se koristi u Sony Cyber-shot DSC-P93A digitalnim kompaktnim fotoaparatima


Twisted nematic (TN)

Izduženi nematski displeji sadrže tečne kristale koji se okreću i razvijaju u različitim stepenima kako bi se omogućila prolaznost svjetlosti. Kada nema napona na TN tečnoj kristalnoj ćeliji, polarizovana svetlost prolazi kroz iskrivljeni LC sloj od 90 stepeni. U srazmeri sa primjenjenim naponom, tečni kristali razvijaju polarizaciju i blokiraju putanju svjetlosti. Pravilno podešavanje nivoa napona moguće je postići gotovo bilo koji sivi nivo ili prenos.


In-plane switching (IPS)

Prekidanje unutar ploče je LCD tehnologija koja poravna tečne kristale u ravnini paralelnom sa staklenim podlogama. U ovom postupku, električno polje se primenjuje preko suprotnih elektroda na istoj staklenoj podlozi, tako da se tečni kristali mogu preokrenuti (uključeni) u osnovi u istoj ravni, mada polja polja inhibiraju homogenu preorijentaciju. To zahtijeva dva tranzistora za svaki piksel umjesto jednog tranzistora koji je potreban za standardni ekran tankog filma tranzistora (TFT). Prije nego što je LG Enhanced IPS predstavljen 2009. godine, dodatni tranzistori rezultirali su blokiranjem više područja prenosa, što je zahtijevalo svetlije pozadinsko svjetlo i troši više snage, čineći ovaj tip displeja manje poželjnim za prenosne računare. Trenutno Panasonic koristi poboljšanu verziju eIPS za svoje proizvode velikih dimenzija LCD-TV, kao i Hewlett-Packard na TouchPad tablet-u na WebOS-u i njihovom Chromebook-u 11.


IPS LCD vs AMOLED

LG je 2011. godine tvrdio da pametni LG Optimus Black (IPS LCD (LCD NOVA)) ima osvetljenost do 700 nita, dok konkurent ima samo IPS LCD sa 518 nita i dvostruki aktivni matrični OLED (AMOLED) ekran sa 305 nita . LG je takođe tvrdio da je NOVA displej 50 posto efikasniji od regularnih LCD ekrana i da troši samo 50 posto snage AMOLED displeja kada se proizvodi ekran na bijeloj boji. Kada je u pitanju odnos kontrasta, AMOLED displej i dalje radi najbolje zbog svoje osnovne tehnologije, pri čemu se crni nivoi prikazuju kao crna, a ne tamno siva. Nokia je 24. avgusta 2011. godine najavila Nokia 701, a potvrdila je i najsvetliji prikaz na svetu u 1000 nita. Na ekranu je takođe Nokia Clearblack sloj, poboljšavajući odnos kontrasta i približavanje onom na AMOLED ekranima.


Super in-plane prekidač (S-IPS)

Super-IPS je kasnije uveden nakon prekida u letelici sa još boljih vremena odziva i reprodukcije boja.


QQ snimka zaslona 20170424183440.jpg

Ovaj pikselni raspored se nalazi na S-IPS LCD ekranima. Ševronski oblik se koristi da proširi vizuelni konus (opseg smera gledanja sa dobrim kontrastom i nizakim pomeranjem boja)


Napredno prebacivanje polja (AFFS)

Poznato kao prebacivanje polja na polju (FFS) do 2003. godine, napredna preklopna polja na polju je slična sa IPS ili S-IPS koja nudi superiorne performanse i gamut boja sa visokom sjajnošću. AFFS je razvio Hydis Technologies Co., Ltd, Koreja (formalno Hyundai Electronics, LCD Task Force). AFFS-aplikacije koje se primjenjuju u notebook-u minimiziraju izobličenje boja dok održavaju širi ugao gledanja za profesionalni ekran. Promena boje i odstupanja prouzrokovane curenjem svetlosti koriguju se tako što se optimizira bijeli gamut koji takođe poboljšava reprodukciju bijele i sive boje. Godine 2004. Hydis Technologies Co., Ltd je licencirao AFFS na Japanske Hitachi displeje. Hitachi koristi AFFS za proizvodnju vrhunskih panela. 2006. godine, HYDIS je licencirao AFFS kompaniji Sanyo Epson Imaging Devices Corporation. Ubrzo nakon toga, Hydis je predstavio evoluciju AFFS displeja visoke produktivnosti, pod nazivom HFFS (FFS +). Hydis je uveo AFFS + sa poboljšanom čitljivošću na otvorenom 2007. godine. AFFS paneli uglavnom se koriste u pilotskim kokpitima najnovijih komercijalnih aviona. Ali više se ne proizvodi od februara 2015. godine.


Vertikalno poravnanje (VA)

Prikazi vertikalnog poravnanja predstavljaju oblik LCD ekrana u kome su tečni kristali naravno poravnati vertikalno na staklene podloge. Kada se napon ne primeni, tečni kristali ostanu pravolinijski na podlogu, stvarajući crni displej između ukrštenih polarizatora. Kada se primeni napon, tečni kristali pomeraju se u nagnutu poziciju, omogućavajući prolazu kroz svetlost i stvaranje sivog prikaza u zavisnosti od količine nagiba generiranog od električnog polja. Ima dublju crnu pozadinu, veći kontrast, širi ugao gledanja i bolji kvalitet slike na ekstremnim temperaturama od tradicionalnih uvijenih nematskih ekrana.


Režim plave faze

LCD ekrani u plavoj fazi su ranije u 2008. prikazani kao inženjerski uzorci, ali nisu u masovnoj proizvodnji. Fizika LCD ekrana u plavoj fazi ukazuje na to da se mogu postići veoma kratka vremena prelaska (~ 1 ms), tako da se vremenski periodična kontrola boje može realizovati i skupi filtri u boji bi bili zastarjeli.


Kontrola kvaliteta

Neki LCD paneli imaju neispravne tranzistore, što uzrokuje trajno osvetljene ili neisključene piksele koje se obično nazivaju zaglavljeni pikseli ili mrtvi pikseli. Za razliku od integrisanih kola (IC), LCD paneli sa nekoliko defektnih tranzistora su obično i dalje korisni. Politike proizvođača za prihvatljiv broj defektnih piksela značajno variraju. U jednom trenutku, Samsung je držao politiku nulte tolerancije za LCD monitore koji se prodaju u Koreji. Međutim, od 2005. godine Samsung se pridržava manje restriktivnog standarda ISO 13406-2. Za druge kompanije je poznato da u svojim pravilima tolerišu čak 11 mrtvih piksela.

Politike mrtvih piksela često se raspravljaju između proizvođača i potrošača. Da bi regulisao prihvatljivost defekata i zaštitio krajnjeg korisnika, ISO je objavio standard ISO 13406-2. Međutim, svaki proizvođač LCD-a nije u skladu sa ISO standardom, a ISO standard se često tumači na različite načine. LCD paneli imaju veću vjerovatnoću da imaju defektove nego većina IC-ova zbog njihove veće veličine. Na primer, SVGA LCD veličine 300 mm ima 8 grešaka, a vafla od 150 mm ima samo 3 greške. Međutim, 134 od 137 matrica na ploči će biti prihvatljivo, dok bi odbijanje celog LCD panela bilo 0% prinosa. Poslednjih godina poboljšana je kontrola kvaliteta. SVGA LCD panel sa 4 neispravne piksele se obično smatra neispravnim i kupci mogu tražiti zamjenu za novu. Neki proizvođači, naročito u Južnoj Koreji u kojima se nalaze neki od najvećih proizvođača LCD panela, kao što je LG, sada imaju "nelegalnu garanciju piksela nule", što je dodatni proces snimanja koji onda može da odredi ocjenu "A" i "B" Paneli. Mnogi proizvođači zamijenili bi proizvod čak i sa jednim defektnim pikselom. Čak i kada takve garancije ne postoje, lokacija defektnih piksela je važna. Displej sa samo nekoliko defektnih piksela može biti neprihvatljiv ako se defektni pikseli nalaze u blizini. LCD paneli takođe imaju defekte poznate kao zamračenje (ili manje povremeno mura), što opisuje neujednačene zakrpe promjena svetlosti. Najvidljivija je u tamnim ili crnim predelima prikazanih scena.


Zero-power (bistabilni) displeji

Zenitni bistabilni uređaj (ZBD), koji je razvio QinetiQ (ranije DERA), može zadržati sliku bez napajanja. Kristali mogu postojati u jednoj od dve stabilne orijentacije ("crna" i "bela"), a snaga je potrebna samo za promenu slike. ZBD Displays je spin-off kompanija iz QinetiQ-a koja je proizvela i sjajne i boje ZBD uređaje. Kent Displays je takođe razvio ekran bez napajanja koji koristi polimer stabilizovanog holesteričnog tečnog kristala (ChLCD). Tokom 2009. godine, Kent je demonstrirao upotrebu ChLCD-a da pokrije celu površinu mobilnog telefona, omogućavajući mu da promeni boje i zadrži tu boju čak i kada je napajanje prekinuto. Istraživači na Univerzitetu u Oksfordu 2004. godine demonstrirali su dva nova tipa LCD zaslona nulte snage na bazi Zenithal bistabilnih tehnika. Nekoliko bistabilnih tehnologija, kao što je 360 ° BTN i bistabilni holesterik, zavise uglavnom od velikih svojstava tečnog kristala (LC) i koriste standardno jako sidrenje, sa poravnanim filmom i LC mješavinama sličnim tradicionalnim monostabilnim materijalima. Druge bistabilne tehnologije, npr. BiNem tehnologija, zasnivaju se uglavnom na površinskim karakteristikama i trebaju specifični slabi materijali za sidrenje.


Specifikacije

1. Rezolucija Rezolucija LCD displeja je izražena brojem kolona i redova piksela (npr. 1024 × 768). Svaki piksel je obično sastavljen od 3 pod-piksela, crvenog, zelenog i plavog. Ovo je bila jedna od retkih karakteristika LCD performansi koji su ostali jednaki među različitim dizajnom. Međutim, postoje novi modeli koji dele pod-piksele među pikselima i dodaju Quattron koji pokušavaju efikasno povećati percipiranu rezoluciju displeja bez povećanja stvarne rezolucije, do mješovitih rezultata.

2. Prostorne performanse: Za računarski monitor ili neki drugi ekran koji se gleda sa veoma bliskog rastojanja, rezolucija se često izražava u smislu tačnog tačaka ili piksela po inču, što je u skladu sa štamparskom djelatnošću. Gustina prikaza varira po aplikaciji, pri čemu televizori uglavnom imaju nisku gustinu za gledanje na daljinu i prenosne uređaje koji imaju veliku gustoću za detalje u blizini. Ugao gledanja na LCD ekranu može biti važan u zavisnosti od ekrana i njegove upotrebe, ograničenja određenih tehnologija ekrana znače da se ekran prikazuje tačno samo pri određenim uglovima.

3. Vremenske performanse: vremenska rezolucija LCD-a je koliko dobro može prikazati promjenu slika, ili tačnost i broj puta u sekundi na ekranu se crtaju podaci koji se daju. LCD pikseli ne uključuju / isključuju između okvira, tako da LCD monitori ne pokazuju utjecaj osvježenja, bez obzira na to koliko je frekvencija osvježavanja. Međutim, niža brzina osvežavanja može značiti vizuelne artefakte kao što su duhovi ili razmazivanje, posebno kod brzih slika. Takođe je važno pojedinačno vrijeme odziva piksela, pošto svi prikazi imaju neku inherentnu latenciju pri prikazivanju slike koja može biti dovoljno velika da stvara vizuelne artefakte ako se prikazana slika brzo promijeni.

4. Performanse boje: Postoji više pojmova za opis različitih aspekata performansi boje displeja. Boja boja je opseg boja koje se mogu prikazati i dubina boje, što je finoća s kojom se raspodjeljuje raspon boja. Boja gamma je relativno direktna karakteristika, ali se retko govori o marketinškim materijalima, osim na profesionalnom nivou. Imajući opseg boja koji premašuje sadržaj prikazan na ekranu, nema prednosti, tako da se prikazuju samo u okviru ili ispod opsega određene specifikacije. Postoje dodatni aspekti za upravljanje boje i boje LCD-a, kao što su bela tačka i korekcija gama, koji opisuju koja boja je bela i kako su druge boje prikazane u odnosu na bijelo.

5. Odnos svetlosti i kontrasta: odnos kontrasta je odnos osvetljenosti pune veličine na pikselu sa punim pikslom. Sam LCD je samo svetlosni ventil i ne proizvodi svetlost; Svetlost dolazi iz pozadinskog osvetljenja koji je ili fluorescentni ili set LED-a. Osvetljenost se obično navodi kao maksimalna izlazna snaga na LCD ekranu, koja se u velikoj mjeri može razlikovati na osnovu transparentnosti LCD ekrana i osvetljenosti pozadinskog osvetljenja. Općenito, svetlije je bolje, ali uvijek postoji kompromis između jačine i potrošnje energije.


Prednosti i nedostaci

Prednosti

1. Veoma kompaktan, tanak i lagan, naročito u poređenju sa velikim, teškim CRT displejima.

2. Mala potrošnja energije. U zavisnosti od podešene osvetljenosti ekrana i sadržaja koji se prikazuje, stariji CCFT modeli sa pozadinskim osvetljenjem obično koriste manje od polovine snage koju bi koristio CRT monitor istog područja za prikaz veličine, a moderni LED pozadinski modeli obično koriste 10-25% Moć će koristiti CRT monitor.

3. Mala toplota koja se emituje tokom rada, zbog male potrošnje energije.

4. Nema geometrijskog izobličenja.

5. Moguća mogućnost da se malo ili ne "treperi" u zavisnosti od tehnologije pozadinskog osvetljenja.

6. Obično nema treperenja treperenja, jer LCD pikseli drže svoje stanje između osvježenja (koji se obično rade na 200 Hz ili brže, bez obzira na stopu osvježavanja unosa).

7. Mnogo tanji od CRT monitora.

8. Oštre slike bez krvarenja ili zamućenja kada se radi na izvornoj rezoluciji.

9. Ne emituje skoro nikakvo neželjeno elektromagnetno zračenje (u ekstremno niskom frekventnom opsegu), za razliku od CRT monitora.

10. Može se napraviti skoro u bilo kojoj veličini ili obliku.

11. Ne postoji granična teoretska rezolucija. Kada se više LCD panela koristi za kreiranje pojedinačnog platna, svaki dodatni panel povećava ukupnu rezoluciju displeja, koja se obično naziva "složena" rezolucija.

12. Može se napraviti u velikim dimenzijama dijagonale dužine preko 60 inča (150 cm)

13. Masking efekat: LCD mreža može maskira efekte kvantizacije prostornih i sivih tonova, stvarajući iluziju višeg kvaliteta slike.

14. Nedostatak magnetnih polja, uključujući i Zemljinu.

15. Kao inherentno digitalni uređaj, LCD može prirodno prikazati digitalne podatke sa DVI ili HDMI veze bez potrebe za konverzijom u analogni. Neki LCD paneli imaju izvorne optičke ulaze pored DVI i HDMI.

16. Mnogi LCD monitori napajaju napajanje 12 V, a ako se ugrađuje u računar, može se napajati pomoću 12 V napajanja.

17. Može se napraviti sa vrlo uskim okvirom okvira, omogućavajući da se više LCD ekrana rasporedi jedan pored drugog kako bi se napravio ono što izgleda kao jedan veliki ekran.


Nedostaci

1. Ograničeni ugao gledanja kod nekih starijih ili jeftinijih monitora, što dovodi do boja, zasićenosti, kontrasta i osvetljenosti da se razlikuju u odnosu na položaj korisnika, čak iu predviđenom uglu gledanja.

2. Neuravnoteženo pozadinsko osvetljenje kod nekih (uglavnom starijih) monitora, što izaziva distorziju svetline, posebno prema ivicama.

3. Crni nivoi možda nisu toliko tamni koliko je potrebno, jer pojedini tečni kristali ne mogu u potpunosti blokirati sve pozadinsko svetlo prolaska.

4. Blokiranje pokreta na pokretnim objektima izazvanim sporim vremenima odziva (> 8 ms) i praćenjem očiju na ekranu za uzorak i držanje, ukoliko se ne koristi potisno pozadinsko osvetljenje. Međutim, ovo uzrokovanje može uzrokovati naprezanje očiju, kao što je napomenuto sledeće:

5. Od 2012. godine, većina implementacija LCD pozadinskog osvetljenja koristi pulsno-širnu modulaciju (PWM) da zatamne ekran, što čini ekran treperljivije (to ne znači vidljivo) nego CRT monitor na frekvenciji osvežavanja 85 Hz (ovo bi is because the entire screen is strobing on and off rather than a CRT's phosphor sustained dot which continually scans across the display, leaving some part of the display always lit), causing severe eye-strain for some people. Unfortunately, many of these people don't know that their eye-strain is being caused by the invisible strobe effect of PWM. This problem is worse on many LED backlit monitors, because the LEDs switch on and off faster than a CCFL lamp.

6. Only one native resolution. Displaying any other resolution either requires a video scaler, causing blurriness and jagged edges, or running the display at native resolution using 1:1 pixel mapping, causing the image either not to fill the screen (letterboxed display), or to run off the lower or right edges of the screen.

7. Fixed bit depth (also called "color depth"). Many cheaper LCDs are only able to display 262,000 colors. 8-bit S-IPS panels can display 16 million colors and have significantly better black level, but are expensive and have slower response time.

8. Low refresh rate. All but a few high-end monitors support no higher than 60 or 75 Hz; while this does not cause visible flicker due to the LCD panel's high internal refresh rate, the low input refresh rate limits the maximum frame-rate that can be displayed, affecting gaming and 3D graphics.

9. Input lag, because the LCD's A/D converter waits for each frame to be completely been output before "drawing" it to the LCD panel. Many LCD monitors do post-processing before displaying the image in an attempt to compensate for poor color fidelity, which adds an additional lag. Further, a video scaler must be used when displaying non-native resolutions, which adds yet more time lag. Scaling and post processing are usually done in a single chip on modern monitors, but each function that chip performs adds some delay. Some displays have a video gaming mode which disables all or most processing to reduce perceivable input lag.

10.Dead or stuck pixels may occur during manufacturing or after a period of use. A dead pixel will glow with color even on an all-black screen.

11. Subject to burn-in effect, although the cause differs from CRT and the effect may not be permanent, a static image can cause burn-in in a matter of hours in badly designed displays.

12. In a constant-on situation, thermalization may occur in case of bad thermal management, in which part of the screen has overheated and looks discolored compared to the rest of the screen.

13. Loss of brightness and much slower response times in low temperature environments. In sub-zero environments, LCD screens may cease to function without the use of supplemental heating.

14. Loss of contrast in high temperature environments.