ماتریس صفحه نمایش چیست؟ اعوجاج سایه ها و کاهش شدید کنتراست در نواحی تاریک تصویر هنگام نگاه عمود بر مانیتور

# TN + فیلم #TN #IPS #MVA TN + فیلم، IPS و MVA 3 فناوری اصلی مورد استفاده در ساخت هستند.

قسمت "فیلم" در نام فناوری به معنای لایه اضافی است که برای افزایش زاویه دید (تقریباً - از 90 درجه تا 150 درجه) استفاده می شود.

فیلم TN + ساده ترین فناوری است. مدتی است که وجود داشته است و در اکثر مانیتورهای فروخته شده در چند سال گذشته یافت شده است.

فیلم TN + حداقل در تئوری برای پانل های سطح ابتدایی در نظر گرفته شده است. امروزه پانل های فیلم TN + ارزان ترین هستند.

ماتریس فیلم TN + به شرح زیر عمل می کند: اگر ولتاژی به زیرپیکسل ها اعمال نشود، کریستال های مایع (و نور قطبی شده ای که از خود عبور می دهند) نسبت به یکدیگر 90 درجه در صفحه افقی در فضای بین دو صفحه می چرخند. و از جهت پلاریزاسیون فیلتر در صفحه دوم با جهت قطبش فیلتر در صفحه اول زاویه 90 درجه ایجاد می کند و نور از آن عبور می کند. هنگامی که زیر پیکسل های زرد، سبز و فیروزه ای به طور کامل روشن می شوند، یک نقطه سفید روی صفحه ظاهر می شود.

هنگامی که یک ولتاژ اعمال می شود، در مورد ما به صورت عمودی هدایت می شود، ساختار مارپیچ کریستال ها را از بین می برد. مولکول‌ها سعی می‌کنند خود را در جهت میدان الکتریکی هماهنگ کنند. آنها عمود بر جهت قطبش فیلتر دوم ردیف می شوند و نور فرودی قطبی شده به زیر پیکسل ها نمی رسد. در نتیجه یک نقطه سیاه روی صفحه ظاهر می شود.

اجازه دهید چند کلمه بیشتر در مورد معایب فناوری TN بگوییم:

اول اینکه، تراز کردن کریستال های مایع کاملاً عمود بر فیلتر پلاریزه دشوار است. در نتیجه، دستیابی به تولید مثل سیاه کامل تقریبا غیرممکن است.

ثانیاً، اگر ترانزیستور از کار بیفتد، دیگر نمی تواند ولتاژ 3 زیرپیکسل مربوطه را تامین کند. در نتیجه یک نقطه سفید روی صفحه ظاهر می شود.

هنگامی که یک ولتاژ اعمال می شود، مولکول ها به موازات پایه قرار می گیرند.

فناوری سوئیچینگ درون هواپیما توسط هیتاچی و NEC توسعه داده شد و برای غلبه بر کاستی های فیلم TN + در نظر گرفته شد. IPS توانسته است با بهترین بازتولید رنگ در بین انواع سنسورها و زمان پاسخگویی قابل قبول، به افزایش زاویه دید تا 178 درجه دست یابد.

اگر هیچ ولتاژی به ماتریس IPS اعمال نشود، مولکول‌های کریستال مایع نمی‌چرخند. فیلتر دوم همیشه عمود بر فیلتر اول می چرخد ​​و نور از آن عبور نمی کند. صفحه نمایش مشکی ایده آل است. اگر ترانزیستور از کار بیفتد، پیکسل "شکسته" پنل IPS مانند ماتریس TN سفید نخواهد بود، بلکه سیاه خواهد بود.

هنگامی که ولتاژ اعمال می شود، مولکول های کریستال مایع عمود بر موقعیت اولیه خود می چرخند و نور را عبور می دهند.

معایب IPS اولاً این است که اعمال ولتاژ با 2 الکترود منجر به مصرف انرژی بالا و حتی بدتر از آن زمان طولانی می شود. بنابراین، زمان پاسخ ماتریس های IPS به طور کلی سریعتر از ماتریس های TN است.

برخی از ماتریس های MVA استفاده می کنند. این فناوری توسط فوجیتسو توسعه یافته است و از نظر تئوری بهترین سازش تقریباً در همه زمینه ها است. زاویه دید افقی و عمودی برای ماتریس های MVA 170 درجه است و رنگ ها بسیار دقیق تر از ماتریس های TN نمایش داده می شوند.

MVA جانشین فناوری VA است که در سال 1996 توسط فوجیتسو معرفی شد. هنگامی که ولتاژ خاموش می شود، کریستال های مایع ماتریس VA عمود بر فیلتر دوم تراز می شوند، یعنی. اجازه ندهید نور عبور کند هنگامی که ولتاژ اعمال می شود، کریستال ها 90 درجه می چرخند و یک نقطه روشن روی صفحه ظاهر می شود.

از مزایای فناوری MVA می توان به زمان واکنش کوتاه، رنگ سیاه عمیق و عدم وجود ساختار کریستالی مارپیچ و میدان مغناطیسی مضاعف اشاره کرد.

هنگام تلاش برای نگاه کردن به پهلو، مشکلات ایجاد می شود. مثلاً هنگام نمایش قرمز روشن، تنها کسری از حداکثر ولتاژ به خروجی ترانزیستور اعمال می شود و کریستال ها فقط تا حدی می چرخند. کاربری که مستقیماً به جلو نگاه می کند یک رنگ قرمز روشن را می بیند. کاربری که به طرف نگاه می کند قرمز یا سفید را می بیند (بسته به اینکه از کدام طرف نگاه می کند).

فناوری MVA که این مشکل را حل می کند، یک سال پس از VA ظاهر شد.

هر زیرپیکسل به چندین ناحیه تقسیم شد و فیلترهای پلاریزه جهت دار ساخته شدند. کریستال ها دیگر در یک جهت قرار نمی گیرند یا نمی چرخند. ساب پیکسل به چندین ناحیه تقسیم می شود و کاربر بسته به زاویه ای که از آن به نمایشگر نگاه می کند، تنها یکی از این مناطق را درک می کند.

همتایان MVA عبارتند از PVA سامسونگ، ASV شارپ و Super MVA CMO.

* VA(تراز عمودی) اولین ماتریس از این نوع، به نام "VA" توسط فوجیتسو ساخته شد. بعدها، این ماتریس ها توسط تعدادی از شرکت ها بهبود یافت و تولید شد. آنها به عنوان نوعی مصالحه در اکثر ویژگی ها (از جمله هزینه و مصرف انرژی) بین TN و IPS شناخته می شوند، و همچنین دومی یک پیکسل یا زیرپیکسل معیوب را در حالت خاموش باقی می گذارد. مزیت اصلی آنها کنتراست بالا در ترکیب با رندر رنگی خوب است (مخصوصاً در نسخه های اخیر)، اما برخلاف IPS دارای یک ویژگی منفی هستند که در ناپدید شدن جزئیات در سایه ها هنگام مشاهده از نمای عمودی و وابستگی به تعادل رنگ تصویر در زاویه دید

• MVA - تراز عمودی چند دامنه. اولین نوع گسترده ماتریس از این خانواده است
• PVA (Tatterned Vertical Alignment) - توسعه * فناوری VA که توسط این شرکت پیشنهاد شده است، در درجه اول با افزایش کنتراست تصویر مشخص می شود.
• S - PVA (Super-PVA) از،
• S - MVA (Super MVA) از Chi Mei Optoelectronics،
• P-MVA، A-MVA (MVA پیشرفته) از AU Optronics. توسعه بیشتر فناوری * VA از تولید کنندگان مختلف. بهبودها عمدتاً به کاهش زمان پاسخ با دستکاری اعمال ولتاژ بالاتر در مرحله اولیه تغییر جهت بلورهای زیرپیکسل کاهش یافت (این فناوری در منابع مختلف یا "Overdrive" یا "Response time compensation" نامیده می شود. ) و انتقال نهایی به رنگ رمزگذاری 8 بیتی کامل در هر کانال.

چندین نوع دیگر از ماتریس های LCD وجود دارد که در حال حاضر در موارد زیر استفاده نمی شوند:

• IPS Pro (طراحی شده توسط IPS Alpha) در تلویزیون های LCD پاناسونیک استفاده می شود.
• AFFS - ماتریس های فشرده ساخته شده توسط سامسونگ برای برنامه های خاص.
• ASV - ماتریس های تولید شده توسط شرکت شارپ برای تلویزیون های LCD.

در اینجا می توانید در مورد ویژگی های فنی انواع مختلف ماتریس ها بخوانید.

برای کار با برنامه های اداری، هر مانیتور LCD برای شما مناسب است، بنابراین می توانید با خیال راحت بر اساس طراحی، قیمت دستگاه و سایر ملاحظات انتخاب کنید. تنها نکته این است که اگر یک مانیتور با قطر بزرگ - 20 اینچ و بالاتر خریداری می کنید، مطلوب است که از طریق رابط DVI متصل شود، زیرا هنگام کار با متون و جداول، حداکثر وضوح تصویر مطلوب است. (در هنگام خرید یک مانیتور ارزان برای بازی و تماشای فیلم، وجود ورودی دیجیتال چندان مهم نیست.)

برای کار با گرافیک شطرنجی (پردازش عکس، و غیره)، و همچنین ویرایش ویدیو، و هر برنامه دیگری که در آن بازتولید رنگ دقیق بسیار مهم است، باید مدل هایی با ماتریس از خانواده IPS یا، که در آن تا حدودی بدتر است، انتخاب کنید. در این مورد، * VA.

در بسیاری از مواقع، مانیتور با ماتریس IPS نیز می تواند انتخاب بسیار خوبی برای خانه باشد، زیرا تنها ایراد قابل توجه مانیتورهای مدرن از این نوع، قیمت نسبتاً بالا است. و زمان پاسخگویی، اگرچه از بهترین مانیتورهای TN بیشتر است، اما هیچ محدودیتی برای استفاده از چنین مانیتورهایی در بازی ها اعمال نمی کند.

احتمالاً بهترین گزینه به عنوان یک مانیتور خانگی جهانی برای بسیاری از کاربران ممکن است گزینه ای با ماتریس * VA مدرن باشد، زیرا تماشای فیلم ها و عکس ها بسیار راحت تر از گزینه های ارزان تر TN است و ویژگی های سرعت برای اکثر افراد کافی است. کاربران به جز بدنام ترین گیمرها.

اگر مانیتور عمدتاً برای بازی های سه بعدی (مخصوصاً تیراندازی ها و شبیه سازها) خریداری شود، ماتریس TN می تواند انتخاب مناسبی باشد؛ هنگام استفاده در بازی ها، معایب اصلی این فناوری چندان قابل توجه نیست. به علاوه، این مانیتورها ارزان ترین هستند. (اگر مدل هایی را با قطر یکسان مقایسه کنیم).

همچنین، مانیتورهای مدرن در نسبت ابعاد صفحه نمایش متفاوت هستند - معمولی، با نسبت تصویر 4: 3 یا 5: 4 و صفحه عریض، با نسبت تصویر 16:10 یا 16: 9.

از آنجایی که میدان دید دوچشمی یک فرد دارای نسبت ابعادی بسیار نزدیکتر به y است، بنابراین، همه چیزهای دیگر برابر هستند، از لحاظ نظری کار کردن با آنها راحت تر است و آنها به تدریج آنها را با نسبت "معمول" جایگزین می کنند. . برخی از مشکلات فقط می تواند با بازی های قدیمی باشد که از حالت های ویدئویی با نسبت ابعاد مناسب پشتیبانی نمی کنند، اما تمرین نشان می دهد که انطباق با یک تصویر "مسطح" در چنین مواردی بسیار سریع اتفاق می افتد و این واقعیت باعث ناراحتی نمی شود. بنابراین توصیه می کنیم نسبت تصویر مانیتور را بر اساس ترجیحات خود انتخاب کنید، اگرچه نمایشگر عریض قطعا برای خانه راحت تر است.

ما همچنین توصیه می کنیم هنگام انتخاب نوع پوشش برای مانیتور به برداشت های ذهنی خود تکیه کنید - یک پوشش "براق" تصویر را از نظر بصری متضاد تر می کند (مخصوصاً در ماتریس های ارزان) اما برخلاف مات بسیار بیشتر و ناخوشایند تابش می کند.

یادآوری می کنیم که اغلب اوقات بیش از حد تخمین زده می شود نه تنها به دلیل استفاده از یک ماتریس گران قیمت و با کیفیت در آن، بلکه همچنین به دلیل ویژگی هایی که در واقع به عملکرد مانیتور در عملکرد اصلی آن مربوط نمی شود، یعنی. وجود تجهیزات جانبی خاص (بلندگوها، ساب ووفرها، دوربین های وب)، ورودی های اضافی (دیجیتال، به عنوان مثال، DVI دوم یا HDMI، و آنالوگ، مانند S-Video یا ورودی جزء) یا راه حل های طراحی منحصر به فرد.

مقایسه بصری تأثیر زوایای دید (عکس ها با زاویه 50 درجه گرفته شده اند) بر روی ویژگی های تصویر مانیتورها با انواع مختلف ماتریس:

& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp جدول شاخصی از ویژگی های مقایسه ای کاربر بسته به نوع ماتریس مورد استفاده:

سوال کاربر

سلام.

میخوام لپ تاپ بخرم نمیدونم کدوم☺. همه کاربران به پردازنده، حافظه نگاه می کنند - و اینجا من در مانیتور هستم، نمی دانم کجا متوقف شوم. اساساً DNS دو نوع ماتریس ارائه می دهد: TN + Film یا IPS (لپ تاپ با ماتریس IPS 2 برابر گران تر است). کدام یک را انتخاب کنیم بهتر است؟

وقت همگی بخیر

به طور کلی، اگر این مانیتورها با یک تصویر به آنها نشان داده نشود، بعید است که اکثر کاربران بی تجربه متوجه تفاوت کیفیت تصویر در مانیتورها شوند (و بسیاری حتی به آن فکر نمی کنند). بهتر است آنها را در جهات مختلف بچرخانید - سپس ... بله، اثر یک بمب در حال انفجار!

خوب، به طور کلی، اکنون مانیتورهایی با انواع مختلف ماتریس در فروش وجود دارد، اغلب سه مورد از آنها وجود دارد: TN (و انواعی مانند TN + Film)، IPS (AH-IPS، IPS-ADS و دیگران) و PLS. بنابراین سعی می کنم در این مقاله کوچک آنها را از دید یک کاربر معمولی مقایسه کنم (اصطلاحات علمی مختلف مانند زوایای رنگ پیکسل ها، شکست پرتوها - اینجا نخواهد بود ☺). بنابراین...

مقایسه ماتریس های PLS، TN (TN + فیلم) و IPS

در مقاله سعی خواهم کرد مزایا / معایب اصلی هر ماتریس را نشان دهم، چندین عکس از مانیتورهای مجاور ارائه خواهم کرد تا بتوانید کیفیت تصویر را به صورت بصری ارزیابی کنید. من فکر می کنم این باعث می شود که اطلاعات برای اکثر کاربران قابل دسترسی تر باشد.

مهم!

می خواهم فوراً توجه کنم که علاوه بر ماتریس به سازنده مانیتور نیز توجه کنید! Matrix-matrix متفاوت است و حتی دو نمایشگر روی ماتریس های TN می توانند تصویر متفاوتی را نشان دهند! توصیه می کنم قبل از هر چیز به مارک های اثبات شده توجه کنید: دل، سامسونگ، ایسر، سونی، فیلیپس، ال جی (که قبلاً خودشان را ثابت کرده اند).

و بنابراین، بیایید با محبوب ترین ماتریس TN (و نسخه TN + فیلم که اغلب یافت می شود، به طور کلی، تفاوت چندانی با آن ندارد) شروع کنیم.

ماتریس TN

اگر به هر فروشگاه رایانه ای بروید و به ویژگی های لپ تاپ ها (یا مانیتورها) نگاه کنید، اکثریت قریب به اتفاق دستگاه های ارزان قیمت و متوسط ​​دارای ماتریس TN هستند. این یکی از مزایای اصلی است - بسیار ارزان است، در حالی که (به طور کلی) یک تصویر بسیار خوب ارائه می دهد!

IPS در مقابل TN + فیلم تفاوت ایجاد می کند! // از طرف دیگر، شما جلوی لپ تاپ کناری نمی نشینید (شاید حتی بهتر از آن - هیچ کس از بیرون نمی بیند که چه کار می کنید!)

مزایای اصلی ماتریس های TN:

1. یکی از ارزان ترین ماتریس ها (به لطف این، بسیاری می توانند لپ تاپ / مانیتور بخرند)؛
2. زمان پاسخ کوتاه: هر صحنه پویا در بازی ها یا فیلم ها خوب و روان به نظر می رسد (اگر زمان پاسخ مانیتور کافی نباشد، چنین صحنه هایی می توانند "شناور" شوند، به مثال زیر مراجعه کنید). در مانیتورهایی با ماتریس TN - به احتمال زیاد این اتفاق نخواهد افتاد، tk. حتی مدل های ارزان قیمت دارای زمان پاسخ 6 میلی ثانیه و کمتر هستند (اگر زمان پاسخگویی بیش از 7-9 میلی ثانیه باشد، در بسیاری از بازی ها / فیلم ها در هنگام صحنه های تیز و سریع، ناراحتی را تجربه خواهید کرد).
3. هیچ کس از بیرون تصویر شما را نمی فهمد: برای کسانی که از پهلو یا از بالا نگاه می کنند، رنگ پریده می شود و تشخیص رنگ روی آن دشوار است (مثال در عکس بالا و پایین ☺).

IPS در مقابل TN (تبلت و لپ تاپ، برای مقایسه). نمای بالای همان عکس!

ماتریس IPS (سطح نمایشگر براق) در مقابل ماتریس TN (سطح نمایشگر مات). همین عکس

زمان پاسخگویی به عنوان مثال پخش ورزشی: در سمت چپ - 9 میلی‌ثانیه، در سمت راست - 5 میلی‌ثانیه (هنگامی که تماشای آن قابل توجه نیست، اما اگر از مانیتورهای مجاور عکس بگیرید، تفاوت هنوز قابل توجه است !)

معایب:

1. لازم است به درستی بنشینید و مستقیماً عمود بر مانیتور نگاه کنید: اگر هنگام تماشای فیلم کمی روی صندلی راحتی دراز بکشید (مثلاً)، تصویر رنگی کمتر و خوانا ضعیف می شود.
2. رندر کم رنگ: اگر با عکس ها (و در واقع با گرافیک) کار می کنید، متوجه خواهید شد که برخی از رنگ ها چندان روشن نیستند و در نمایشگرهای دیگر بهتر به نظر می رسند.
3. احتمال ظاهر شدن پیکسل های مرده در این نوع ماتریس بیشتر است (پیکسل مرده نقطه سفیدی روی صفحه است که تصویری را منتقل نمی کند: یعنی به هیچ وجه نمی درخشد. معمولاً فقط یک نقطه سفید روی صفحه).

خروجی: اگر به فیلم های پویا و بازی های رایانه ای (تیراندازی، مسابقه و غیره) علاقه دارید، پس ماتریس TN + Film انتخاب بسیار خوبی است. علاوه بر این، اگر زیاد مطالعه کنید، نور کمتر مانیتور تأثیر مثبت بیشتری روی چشمان شما می گذارد، آنها کمتر خسته می شوند.

برای کسانی که با گرافیک کار می کنند (عکس های زیادی می گیرند، عکس ها و عکس ها را ویرایش می کنند) - یک مانیتور با ماتریس TN به دلیل رندر رنگ پایین آن انتخاب خوبی نیست.

مهم!

به هر حال، بسیاری از کاربران (که زیاد و برای مدت طولانی در رایانه شخصی کار می کنند) نیز مانند من توجه دارند که همیشه یک تصویر روشن و آبدار تأثیر مثبتی روی چشم ها ندارد. برخی افراد به طور خاص مانیتورهایی با ماتریس TN می خرند، زیرا چشم ها کمتر از آنها خسته می شوند.

و، من فکر می کنم، کمی حقیقت در این وجود دارد (من مدت زیادی برای IPS و TN کار کرده ام - و اکنون به این نتیجه رسیده ام که با یک مانیتور مات با ماتریس TN کار می کنم). به طور کلی در این مقاله نظر خود را در مورد مشکل خستگی چشم بیان کردم:

PS: من واقعا طراح نیستم و زیاد با عکس و تصویرسازی روشن کار نمی کنم، پس این حقیقت نهایی نیست ☺.

IPS و PLS

ماتریس IPS توسط هیتاچی توسعه یافته است و آن را از TN متمایز می کند، اول از همه، ارائه رنگ بهتر. درست است ، می خواهم بلافاصله توجه داشته باشم که قیمت ساخت به طور قابل توجهی افزایش یافته است ، بنابراین مانیتورهای مبتنی بر این ماتریس چندین برابر گران تر از TN هستند.

در مورد PLS، این توسعه سامسونگ به عنوان جایگزینی برای IPS است. و شایان ذکر است که توسعه بسیار بسیار جالب است: روشنایی و نمایش رنگ روی آن (به نظر من) حتی بالاتر از IPS است (به عکس زیر نگاهی بیندازید).

ماتریس های IPS در مقابل PLS

علاوه بر این، مانیتورهای مبتنی بر ماتریس PLS در مقایسه با همان TN یا IPS مصرف انرژی کمتری دارند (حدود 10٪) که می تواند در زمانی که دستگاه ها با باتری کار می کنند بسیار مهم باشد.

هر دو ماتریس PLS و IPS دارای زوایای دید خوبی هستند: تصویر تحریف نمی‌شود و رنگ‌ها روشنایی و رنگ خود را از دست نمی‌دهند، حتی اگر در زاویه 170 درجه بایستید (به این معنی که همه افراد در سمت راست / چپ / مرکز می‌نشینند. مانیتور همان تصویر با کیفیت بالا را خواهد دید).

همچنین شایان ذکر است که ماتریس PLS به شما این امکان را می دهد که به زمان پاسخ کوتاهی برسید، تقریباً مشابه ماتریس های TN. اما هنگام انتخاب یک ماتریس IPS، باید مراقب این پارامتر باشید: زمان پاسخگویی همه مانیتورها 6 میلی ثانیه یا کمتر نیست (البته من قبلاً با 5 یا کمتر راهنمایی می‌شدم). اگر اغلب اوقات خود را با صحنه های پویا در بازی ها سپری می کنید، به احتمال زیاد یک مانیتور ارزان قیمت با زمان پاسخگویی بالا در ماتریس IPS بهترین انتخاب نیست.

در مورد IPS، انواع مختلفی دارد. (من در اینجا بخشی می دهم، اما این تمام نیست ☺):

1. S-IPS (یا Super IPS) - این تغییر با زمان پاسخ بهبود یافته.
2. AS-IPS - با کنتراست و روشنایی بهبود یافته؛
3. H-IPS - رنگ سفید طبیعی تر و طبیعی تر.
4. P-IPS - افزایش تعداد رنگ ها (از نظر دقت و کیفیت تصویر یکی از بهترین مانیتورها محسوب می شود).
5. AH-IPS - مشابه P-IPS، با زوایای دید اصلاح شده و چندین سایه طبیعی تر (در واقع، تفاوت زیادی با قبلی ندارد، به جز قیمت بالاتر).
6. E-IPS یک نوع ارزان ماتریس IPS است که معمولاً در دستگاه های نسبتا ارزان قیمت یافت می شود. با این حال، حتی این نوع ماتریس نیز عملکرد بهتری از TN + Film دارد.

PS

ضمناً هنگام خرید مانیتور حتما به نوع سطح آن توجه کنید، موارد زیر وجود دارد: مات و براق... مات - خوب است زیرا آنها انعکاس و تابش خیره کننده شما را نشان نمی دهند ، اما آنها به همان اندازه روشن و نه "آبدار" تصویر را به عنوان براق منتقل می کنند. اگر اغلب در خیابان کار می کنید یا اتاق شما اغلب با نور خورشید روشن می شود، اول از همه به سطح مات (یا نوع آن - ضد تابش نور) نگاه کنید.

این همه، برای اضافات در مورد موضوع - یک تشکر ویژه ...

برای بسیاری، نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) در درجه اول با مانیتورهای صفحه تخت، تلویزیون های "باحال"، لپ تاپ ها، دوربین های فیلمبرداری و تلفن های همراه مرتبط هستند. برخی در اینجا PDA، بازی های الکترونیکی، دستگاه های خودپرداز را اضافه می کنند. اما هنوز نواحی زیادی وجود دارند که نمایشگرهایی با روشنایی بالا، ساختار ناهموار و محدوده دمایی وسیع مورد نیاز هستند.

نمایشگرهای صفحه تخت در جایی استفاده می شوند که حداقل مصرف انرژی، وزن و ابعاد پارامترهای حیاتی هستند. مهندسی مکانیک، خودرو، راه‌آهن، دکل‌های حفاری دریایی، تجهیزات معدن، فروشگاه‌های خرده‌فروشی در فضای باز، الکترونیک هوانوردی، دریایی، وسایل نقلیه ویژه، سیستم‌های امنیتی، تجهیزات پزشکی، سلاح - این لیست کاملی از برنامه‌های کاربردی برای نمایشگرهای LCD نیست.

توسعه مداوم فن آوری ها در این زمینه باعث شده است تا هزینه تولید LCD به حدی کاهش یابد که یک انتقال کیفی رخ داده است: عجیب و غریب گران قیمت رایج شده است. سهولت استفاده نیز به یک عامل مهم در پذیرش سریع LCD در صنعت تبدیل شده است.

این مقاله پارامترهای اساسی انواع مختلف نمایشگرهای کریستال مایع را مورد بحث قرار می دهد که به شما امکان می دهد انتخاب آگاهانه و صحیح LCD برای هر برنامه خاص داشته باشید (روش "بزرگتر و ارزان تر" تقریباً همیشه بسیار گران است).

همه انواع نمایشگرهای LCD را می توان بسته به فناوری تولید، طراحی، ویژگی های نوری و الکتریکی به چندین نوع تقسیم کرد.

فن آوری

در حال حاضر از دو فناوری در تولید LCDها استفاده می شود (شکل 1): ماتریس غیرفعال (PMLCD-STN) و ماتریس فعال (AMLCD).

فناوری های MIM-LCD و Diode-LCD فراگیر نشده اند و به همین دلیل زمان را برای آنها تلف نخواهیم کرد.

برنج. 1. انواع فناوری های نمایش کریستال مایع

STN (Super Twisted Nematic) ماتریسی متشکل از عناصر LCD با شفافیت متغیر است.

TFT (Thin Film Transistor) یک ماتریس فعال است که در آن هر پیکسل توسط یک ترانزیستور جداگانه کنترل می شود.

در مقایسه با ماتریس غیرفعال، TFT LCD دارای کنتراست بالاتر، اشباع، زمان سوئیچینگ کمتر است (بدون "دم" در اجسام متحرک).

کنترل روشنایی در نمایشگر کریستال مایع بر اساس قطبش نور است (درس فیزیک عمومی): نور با عبور از یک فیلتر پلاریزه (با زاویه قطبش خاص) قطبی می شود. در این حالت، ناظر تنها کاهش در روشنایی نور را می بیند (تقریباً 2 برابر). اگر چنین فیلتر دیگری را پشت این فیلتر قرار دهید، نور به طور کامل جذب می شود (زاویه پلاریزاسیون فیلتر دوم عمود بر زاویه قطبش فیلتر اول است) یا کاملا عبور می کند (زوایای پلاریزاسیون منطبق است). با تغییر صاف در زاویه پلاریزاسیون فیلتر دوم، شدت نور عبوری نیز به آرامی تغییر می کند.

اصل کار و ساختار "ساندویچ" تمام ال سی دی های TFT تقریباً یکسان است (شکل 2). نور یک لامپ نور پس زمینه (نئون یا LED) از اولین پلاریزه کننده عبور می کند و وارد لایه ای از کریستال های مایع می شود که توسط یک ترانزیستور فیلم نازک (TFT) کنترل می شود. ترانزیستور میدان الکتریکی ایجاد می کند که جهت کریستال های مایع را شکل می دهد. نور پس از عبور از چنین ساختاری، قطبش خود را تغییر می دهد و یا به طور کامل توسط فیلتر پلاریزه دوم (صفحه سیاه) جذب می شود یا جذب نمی شود (سفید) یا جذب جزئی خواهد بود (رنگ های طیف). رنگ تصویر توسط فیلترهای رنگی تعیین می شود (شبیه به لوله های پرتو کاتدی، هر پیکسل ماتریس از سه زیر پیکسل تشکیل شده است - قرمز، سبز و فیروزه ای).

برنج. 2. ساختار TFT LCD

پیکسل TFT

فیلترهای رنگی قرمز، سبز و آبی در پایه شیشه ای ادغام شده و نزدیک به یکدیگر قرار دارند. این می تواند یک نوار عمودی، یک ساختار موزاییک یا یک ساختار دلتا باشد (شکل 3). هر پیکسل (نقطه) از سه سلول از رنگ های مشخص شده (زیرپیکسل) تشکیل شده است. این بدان معناست که در وضوح m x n، ماتریس فعال شامل 3m x n ترانزیستور و زیرپیکسل است. گام پیکسل (با سه زیرپیکسل) برای LCD TFT 15.1 اینچی (1024 x 768 نقطه) تقریباً 0.30 میلی متر و برای 18.1 اینچ (1280 در 1024 نقطه) 0.28 میلی متر است. ال سی دی های TFT از نظر فیزیکی با حداکثر مساحت صفحه محدود می شوند. انتظار رزولوشن 1280 x 1024 در 15 اینچ مورب و 0.297 میلی متر نقطه نقطه را نداشته باشید.

برنج. 3. ساختار فیلتر رنگ

در فاصله نزدیک، نقاط به وضوح قابل تشخیص هستند، اما این مشکلی نیست: هنگام تشکیل یک رنگ، از خاصیت چشم انسان برای ترکیب رنگ ها در زاویه دید کمتر از 0.03 درجه استفاده می شود. در فاصله 40 سانتی‌متری از نمایشگر LCD با فاصله بین زیرپیکسل‌های 0.1 میلی‌متری، زاویه دید 0.014 درجه خواهد بود (رنگ هر زیرپیکسل فقط توسط فردی با دید عقابی قابل تشخیص است).

انواع LCD

TN (Twist Nematic) TFT یا TN + Film TFT اولین فناوری است که در بازار LCD ظاهر شده است که مزیت اصلی آن ارزان بودن آن است. معایب: رنگ مشکی بیشتر شبیه خاکستری تیره است، که منجر به کنتراست تصویر پایین می شود، پیکسل های "مرده" (در صورت خرابی ترانزیستور) بسیار روشن و قابل توجه هستند.

IPS (سوئیچینگ درون قاب) (Hitachi) یا Super Fine TFT (NEC، 1995). با بیشترین زاویه دید و دقت رنگ بالا مشخص می شود. زاویه دید تا 170 درجه افزایش می یابد، سایر عملکردها مانند TN + Film هستند (زمان پاسخ حدود 25 میلی ثانیه)، رنگ سیاه تقریباً کامل. مزایا: کنتراست خوب، پیکسل "مرده" - سیاه.

Super IPS (هیتاچی)، Advansed SFT (سازنده - NEC). مزایا: تصویر متضاد روشن، اعوجاج رنگ تقریباً نامرئی است، زوایای دید افزایش یافته است (تا 170 درجه به صورت عمودی و افقی) و وضوح استثنایی ارائه می شود.

UA-IPS (Ultra Advanced IPS)، UA-SFT (SFT فوق العاده پیشرفته) (NEC). زمان پاسخ برای اطمینان از حداقل اعوجاج رنگ هنگام مشاهده صفحه نمایش از زوایای مختلف، افزایش شفافیت پانل و گسترش دامنه رنگ در سطح روشنایی کافی کافی است.

MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) (Fujitsu) مزیت اصلی کوتاه ترین زمان پاسخگویی و کنتراست بالا است. نقطه ضعف اصلی هزینه بالا است.

PVA (تراز عمودی الگو) (سامسونگ). قرار دادن ریزساختاری عمودی LCD ها.

طرح

طراحی نمایشگر کریستال مایع با چیدمان لایه ها در "ساندویچ" (از جمله لایه رسانای نور) تعیین می شود و بیشترین اهمیت را برای کیفیت تصویر روی صفحه نمایش دارد (در هر شرایطی: از یک اتاق تاریک برای کار در نور خورشید). امروزه سه نوع اصلی از LCD رنگی استفاده می شود:

• انتقال دهنده، عمدتاً برای تجهیزات داخلی در نظر گرفته شده است.
• بازتابنده در ماشین حساب ها و ساعت ها استفاده می شود.
• پروژکتور در پروژکتورهای LCD استفاده می شود.

یک نوع سازش‌آمیز از نوع نمایشگر انتقال دهنده برای استفاده در فضای داخلی و خارجی، طراحی انعکاسی است.

نوع نمایشگر انتقال دهنده... در این نوع طراحی نور از طریق پنل LCD از پشت (نور پس زمینه) وارد می شود (شکل 4) این فناوری در اکثر LCD های مورد استفاده در لپ تاپ ها و PDA ها استفاده می شود. LCD Transmissive دارای کیفیت تصویر بالا در داخل خانه و کم (صفحه نمایش سیاه) در نور خورشید است. اشعه های خورشیدی که از سطح صفحه نمایش منعکس می شوند، نور ساطع شده از نور پس زمینه را کاملاً سرکوب می کنند. این مشکل (در حال حاضر) به دو صورت حل می شود: افزایش روشنایی نور پس زمینه و کاهش میزان بازتاب نور خورشید.

برنج. 4. ساخت نمایشگر کریستال مایع از نوع انتقال دهنده

برای کار در نور روز در سایه، نور پس زمینه مورد نیاز است که 500 سی دی / متر مربع را فراهم می کند، در نور مستقیم خورشید - 1000 سی دی / متر مربع. روشنایی 300 cd/m2 را می توان با افزایش روشنایی یک لامپ CCFL (لامپ فلورسنت کاتد سرد) به حداکثر یا با اضافه کردن یک لامپ دوم در مقابل به دست آورد. در مدل های LCD با روشنایی بالا از 8 تا 16 لامپ استفاده می شود. با این حال، افزایش روشنایی نور پس‌زمینه، تخلیه باتری را افزایش می‌دهد (یک نور پس‌زمینه تنها حدود 30 درصد از برق مصرفی دستگاه را مصرف می‌کند). بنابراین، صفحات با روشنایی افزایش یافته را می توان تنها با منبع تغذیه خارجی استفاده کرد.

کاهش مقدار نور بازتابی با اعمال یک پوشش ضد انعکاس بر روی یک یا چند لایه نمایشگر، جایگزینی لایه پلاریزه استاندارد با یک لایه حداقل بازتابنده، افزودن فیلم هایی که باعث افزایش روشنایی و در نتیجه افزایش کارایی منبع نور می شود، حاصل می شود. ال سی دی های فوجیتسو مبدل را با مایعی با ضریب شکست برابر با ضریب شکست صفحه لمسی پر می کنند که به میزان قابل توجهی میزان بازتابش نور را کاهش می دهد (اما بر هزینه آن تأثیر زیادی می گذارد).

نوع نمایشگر شفاف (ترانسفکتیو)شبیه انتقال دهنده است، اما بین لایه کریستال های مایع و نور پس زمینه به اصطلاح وجود دارد. لایه بازتابنده جزئی (شکل 5). می تواند تا حدی نقره ای باشد یا کاملاً با سوراخ های کوچک بسیار آینه شود. هنگامی که در داخل خانه استفاده می شود، به روشی مشابه LCD انتقال دهنده عمل می کند، که در آن مقداری از نور توسط لایه بازتابنده جذب می شود. در نور روز، نور خورشید از لایه آینه منعکس می شود و لایه LC را روشن می کند، در حالی که نور کریستال های مایع را دو بار (به داخل و سپس به بیرون) عبور می دهد. در نتیجه، کیفیت تصویر در نور روز کمتر از نور مصنوعی در داخل خانه است، زمانی که نور یک بار از LCD عبور می کند.

برنج. 5. ساخت نمایشگر کریستال مایع از نوع نیمه شفاف

تعادل بین کیفیت تصویر داخلی و نور روز با تطبیق ویژگی های لایه های انتقال دهنده و بازتابنده به دست می آید.

نوع نمایشگر بازتابی(انعکاس دهنده) دارای یک لایه کاملاً بازتابنده است. تمام نورها (نور خورشید یا نور جلو) (شکل 6) از LCD عبور می کنند، از لایه آینه منعکس می شوند و سپس دوباره از LCD عبور می کنند. در این حالت، کیفیت تصویر نمایشگرهای نوع بازتابنده کمتر از نمایشگرهای نیمه انتقالی است (زیرا در هر دو مورد از فناوری های مشابه استفاده می شود). در داخل خانه، نورپردازی جلو به اندازه نور پشت موثر نیست و بنابراین کیفیت تصویر پایین تر است.

برنج. 6. طراحی نمایشگر کریستال مایع از نوع بازتابنده

پارامترهای اساسی پانل های کریستال مایع

اجازه.یک پنل دیجیتال، تعداد پیکسل هایی که در آن کاملاً با وضوح اسمی مطابقت دارد، باید به درستی و به سرعت تصویر را مقیاس بندی کند. یک راه آسان برای بررسی کیفیت پوسته‌گذاری، تغییر وضوح (چاپ کوچک روی صفحه) است. به راحتی می توان کیفیت درون یابی را از روی خطوط حروف مشاهده کرد. یک الگوریتم با کیفیت بالا حروف یکنواخت اما کمی تار تولید می کند، در حالی که درونیابی اعداد صحیح سریع باعث ایجاد اعوجاج می شود. سرعت دومین پارامتر رزولوشن است (برای مقیاس بندی یک فریم زمان لازم است تا درون یابی شود).

پیکسل های مردهممکن است چندین پیکسل روی یک صفحه تخت کار نکنند (همیشه همان رنگ هستند)، که در طول فرآیند تولید ظاهر می شوند و قابل بازیابی نیستند.

استاندارد ISO 13406-2 مقادیر حدی را برای تعداد پیکسل های معیوب در هر میلیون تعریف می کند. طبق جدول پنل های LCD به 4 کلاس تقسیم می شوند.

میز 1

نوع 1 - پیکسل های دائمی درخشان (سفید)؛ نوع 2 - پیکسل های مرده (سیاه)؛ نوع 3 - زیر پیکسل های قرمز، آبی و سبز معیوب.

زاویه دید.حداکثر زاویه دید به عنوان زاویه ای است که در آن کنتراست تصویر 10 برابر کاهش می یابد. اما اول از همه، هنگام تغییر زاویه دید از 90 (اعوجاج رنگ قابل مشاهده است. بنابراین، هر چه زاویه دید بزرگتر باشد، بهتر است. زاویه دید افقی و عمودی وجود دارد، حداقل مقادیر توصیه شده به ترتیب 140 و 120 درجه است. (بهترین زاویه دید توسط فناوری MVA ارائه شده است).

زمان پاسخ(اینرسی) - زمانی که در طی آن ترانزیستور می تواند جهت گیری فضایی مولکول های کریستال مایع را تغییر دهد (هرچه کمتر، بهتر). برای اینکه اشیایی که به سرعت حرکت می کنند تار به نظر نرسند، زمان پاسخ 25 میلی ثانیه کافی است. این پارامتر از دو مقدار تشکیل شده است: زمان روشن شدن پیکسل (زمان بالا آمدن) و زمان خاموش شدن (زمان پایین آمدن). زمان پاسخ (به طور دقیق تر، زمان خاموش شدن به عنوان طولانی ترین زمانی که در طی آن یک پیکسل منفرد روشنایی خود را به حداکثر تغییر می دهد) نرخ تازه سازی تصویر روی صفحه را تعیین می کند.

FPS = 1 ثانیه / زمان پاسخ.

روشنایی- مزیت صفحه نمایش LCD که به طور متوسط ​​دو برابر بیشتر از نشانگرهای CRT است: با افزایش شدت نور پس زمینه، روشنایی بلافاصله افزایش می یابد و در CRT لازم است جریان الکترون ها افزایش یابد. که منجر به پیچیدگی قابل توجهی در طراحی آن و افزایش تشعشعات الکترومغناطیسی خواهد شد. مقدار روشنایی توصیه شده حداقل 200 cd / m2 است.

تضادبه عنوان نسبت بین حداکثر و حداقل روشنایی تعریف می شود. مشکل اصلی دشواری گرفتن نقطه سیاه است، زیرا نور پس زمینه همیشه روشن است و از افکت قطبش برای تولید رنگ های تیره استفاده می شود. رنگ سیاه بستگی به کیفیت مسدود کردن شار نور پس زمینه دارد.

ال سی دی ها به عنوان سنسورکاهش هزینه و ظاهر مدل های LCD که در شرایط سخت عملیاتی کار می کنند، این امکان را فراهم می کند که در یک نفر (در مواجهه با نمایشگر کریستال مایع) وسیله ای برای خروجی اطلاعات بصری و وسیله ای برای ورود اطلاعات (صفحه کلید) ترکیب شود. کار ساخت چنین سیستمی با استفاده از یک کنترلر رابط سریال که از یک طرف به صفحه نمایش LCD و از طرف دیگر مستقیماً به پورت سریال (COM1 - COM4) متصل می شود، ساده می شود (شکل 7). . برای کنترل، رمزگشایی سیگنال ها و سرکوب "جهش" (اگر می توانید تعریف لمس را صدا کنید)، یک کنترلر PIC (به عنوان مثال، IF190 از نمایشگر داده) استفاده می شود که سرعت و دقت بالایی را در تعیین نقطه لمس ارائه می دهد.

برنج. 7. بلوک دیاگرام TFT LCD در نمونه نمایشگر NL6448BC-26-01 از NEC

ما تحقیقات نظری را در این مورد تکمیل خواهیم کرد و به واقعیت های امروزی یا بهتر بگوییم به آنچه اکنون در بازار نمایشگرهای کریستال مایع موجود است، خواهیم رفت. در میان تمام تولیدکنندگان LCD TFT، محصولات NEC، شارپ، زیمنس و سامسونگ را در نظر بگیرید. انتخاب این شرکت ها به دلیل

1. رهبری بازار در نمایشگرهای LCD و فناوری های تولید ال سی دی TFT.
2. در دسترس بودن محصولات در بازار کشورهای CIS.

شرکت NEC از زمان آغاز به کار نمایشگرهای کریستال مایع (20٪ از بازار) را تولید می کند و نه تنها طیف گسترده ای را ارائه می دهد، بلکه گزینه های مختلفی را نیز ارائه می دهد: استاندارد، ویژه و خاص. گزینه استاندارد رایانه، تجهیزات اداری، الکترونیک خانگی، سیستم های ارتباطی و غیره است. یک نسخه ویژه در حمل و نقل (هر: زمین و دریا)، سیستم های کنترل ترافیک، سیستم های امنیتی، تجهیزات پزشکی (غیر مرتبط با سیستم های پشتیبانی زندگی) استفاده می شود. برای سیستم های تسلیحاتی، هوانوردی، تجهیزات فضایی، سیستم های کنترل راکتورهای هسته ای، سیستم های پشتیبانی حیات و سایر موارد مشابه، نسخه ویژه ای در نظر گرفته شده است (مشخص است که ارزان نیست).

لیست پانل های LCD تولید شده برای مصارف صنعتی (اینورتر برای لامپ نور پس زمینه به طور جداگانه ارائه می شود) در جدول 2 نشان داده شده است و بلوک دیاگرام (با استفاده از نمونه نمایشگر 10 اینچی NL6448BC26-01) در شکل نشان داده شده است. هشت

برنج. 8. نمایش ظاهر

جدول 2. مدل های پنل ال سی دی NEC

مدل	اندازه مورب، اینچ	تعداد پیکسل ها	تعداد رنگ	شرح
NL8060BC31-17	12,1	800x600	262144	روشنایی بالا (350cd/m2)
NL8060BC31-20	12,1	800x600	262144	زاویه دید گسترده
NL10276BC20-04	10,4	1024x768	262144	-
NL8060BC26-17	10,4	800x600	262144	-
NL6448AC33-18A	10,4	640x480	262144	اینورتر داخلی
NL6448AC33-29	10,4	640x480	262144	روشنایی بالا، زاویه دید گسترده، اینورتر داخلی
NL6448BC33-46	10,4	640x480	262144	روشنایی بالا، زاویه دید گسترده
NL6448CC33-30W	10,4	640x480	262144	بدون نور پس زمینه
NL6448BC26-01	8,4	640x480	262144	روشنایی بالا (450 cd/m2)
NL6448BC20-08	6,5	640x480	262144	-
NL10276BC12-02	6,3	1024x768	16، 19 م	-
NL3224AC35-01	5,5	320x240	تمام رنگی
NL3224AC35-06	5,5	320x240	تمام رنگی	ورودی اختصاصی NTSC / PAL RGB، اینورتر داخلی، باریک
NL3224AC35-10	5,5	320x240	تمام رنگی	ورودی اختصاصی NTSC / PAL RGB، اینورتر داخلی
NL3224AC35-13	5,5	320x240	تمام رنگی	ورودی اختصاصی NTSC / PAL RGB، اینورتر داخلی
NL3224AC35-20	5,5	320x240	262, 144	روشنایی بالا (400 cd/m2)

نقش مهمی در توسعه فناوری های LCD ایفا کرد. شارپ هنوز هم یکی از پیشتازان فناوری است. اولین ماشین حساب جهان CS10A در سال 1964 توسط این شرکت تولید شد. در اکتبر 1975، اولین ساعت دیجیتال فشرده با استفاده از فناوری TN LCD ساخته شد. در نیمه دوم دهه 70، انتقال از نمایشگرهای کریستال مایع هشت بخش به تولید ماتریس با آدرس دهی هر نقطه آغاز شد. در سال 1976، شارپ یک تلویزیون 5.5 اینچی سیاه و سفید را بر اساس ماتریس LCD 160 در 120 پیکسل عرضه کرد. لیست کوتاهی از محصولات در جدول 3 آمده است.

جدول 3. مدل های پنل ال سی دی شارپ

نمایشگرهای کریستال مایع را با ماتریس فعال روی ترانزیستورهای لایه نازک پلی سیلیکونی با دمای پایین تولید می کند. مشخصات کلیدی برای نمایشگرهای 10.5 "و 15" در جدول 4 نشان داده شده است. به محدوده دمای عملیاتی و مقاومت در برابر ضربه توجه کنید.

جدول 4. ویژگی های اصلی نمایشگرهای LCD زیمنس

یادداشت:

I - اینورتر داخلی l - طبق استاندارد MIL-STD810

این شرکت نمایشگرهای کریستال مایع را با نام تجاری "Wiseview™" تولید می کند. سامسونگ با استفاده از یک پنل TFT 2 اینچی برای پشتیبانی از اینترنت و انیمیشن در تلفن های همراه، اکنون طیف وسیعی از نمایشگرها را از 1.8 "تا 10.4" در بخش TFT LCD با اندازه کوچک تا متوسط ​​تولید می کند و برخی از مدل ها برای کارکرد طبیعی طراحی شده اند. نور (جدول 5).

جدول 5. ویژگی های کلیدی ال سی دی های کوچک و متوسط ​​سامسونگ

یادداشت:

LED - LED; CCFL - لامپ فلورسنت کاتد سرد؛

نمایشگرها از فناوری PVA ​​استفاده می کنند.

نتیجه گیری

در حال حاضر، انتخاب یک مدل نمایشگر کریستال مایع با توجه به الزامات یک برنامه خاص و تا حد بسیار کمتری با توجه به هزینه LCD تعیین می شود.

قبل از توزیع انبوه گوشی‌های هوشمند، هنگام خرید گوشی، ما آنها را عمدتاً بر اساس طراحی ارزیابی می‌کردیم و فقط گاهی به عملکرد توجه می‌کردیم. زمان تغییر کرده است: اکنون همه تلفن های هوشمند تقریباً دارای قابلیت های مشابه هستند و وقتی فقط به پنل جلو نگاه می کنیم، به سختی می توان یک ابزار را از دیگری متمایز کرد. مشخصات فنی دستگاه ها بر سر زبان ها افتاده است و برای خیلی ها مهم ترین آن ها صفحه نمایش است. ما به شما خواهیم گفت که چه چیزی در پشت عبارات TFT، TN، IPS، PLS نهفته است و به شما کمک می کنیم گوشی هوشمندی با ویژگی های صفحه نمایش مورد نیاز انتخاب کنید.

انواع ماتریس

در تلفن های هوشمند مدرن، سه فناوری عمدتاً برای تولید ماتریس ها استفاده می شود: دو فناوری مبتنی بر کریستال های مایع - TN + فیلم و IPS، و سوم - AMOLED - بر روی دیودهای ساطع کننده نور آلی. اما قبل از شروع، ارزش آن را دارد که در مورد مخفف TFT صحبت کنیم که منشأ بسیاری از باورهای غلط است. TFT (ترانزیستور لایه نازک) ترانزیستورهای لایه نازکی هستند که برای کنترل عملکرد هر زیر پیکسل از صفحه نمایش های مدرن استفاده می شوند. فناوری TFT در همه انواع صفحه نمایش های ذکر شده در بالا، از جمله AMOLED استفاده می شود، بنابراین، اگر جایی در مورد مقایسه TFT و IPS گفته شود، اساساً این بیانیه سؤال اشتباه است.

اکثر آرایه های TFT از سیلیکون آمورف استفاده می کنند، اما اخیراً سیلیکون پلی کریستالی TFT (LTPS-TFT) وارد تولید شده است. مزایای اصلی فناوری جدید کاهش مصرف انرژی و اندازه ترانزیستورها است که امکان دستیابی به تراکم پیکسلی بالا (بیش از 500 ppi) را فراهم می کند. یکی از اولین گوشی های هوشمند با صفحه نمایش IPS و ماتریس LTPS-TFT، OnePlus One بود.

گوشی هوشمند OnePlus One

حالا که به TFT پرداختیم، مستقیماً به سراغ انواع ماتریس ها می رویم. علیرغم تنوع گسترده انواع ال سی دی، همه آنها یک اصل اصلی کار را دارند: جریان اعمال شده به مولکول های کریستال مایع، زاویه قطبش نور را تعیین می کند (روی روشنایی ساب پیکسل تأثیر می گذارد). سپس نور پلاریزه شده از یک فیلتر نور عبور داده می شود و با رنگ زیرپیکسل مربوطه رنگ آمیزی می شود. اولین در گوشی های هوشمند ساده ترین و ارزان ترین ماتریس های فیلم TN + ظاهر شد که نام آن اغلب به اختصار TN است. آنها زوایای دید کوچکی دارند (بیش از 60 درجه با انحراف از عمودی)، و حتی با شیب های جزئی، تصویر روی صفحه نمایش هایی با چنین ماتریس هایی معکوس می شود. از دیگر معایب ماتریس های TN کنتراست کم و دقت رنگ پایین است. امروزه چنین صفحه نمایش هایی فقط در ارزان ترین گوشی های هوشمند استفاده می شود و اکثریت قریب به اتفاق گجت های جدید دارای نمایشگرهای پیشرفته تری هستند.

گسترده ترین فناوری در گجت های موبایل در حال حاضر فناوری IPS است که گاهی اوقات به آن SFT می گویند. ماتریس های IPS 20 سال پیش ظاهر شدند و از آن زمان تاکنون با تغییرات مختلفی تولید شده اند که تعداد آنها به دوجین می رسد. با این وجود، در میان آنها ارزش دارد مواردی را برجسته کنیم که از نظر فناوری پیشرفته ترین هستند و در حال حاضر به طور فعال مورد استفاده قرار می گیرند: AH-IPS از LG و PLS از سامسونگ که از نظر خصوصیات بسیار نزدیک هستند، که حتی دلیلی برای دعوای حقوقی بین تولید کنندگان بود. ... اصلاحات مدرن IPS دارای زوایای دید گسترده نزدیک به 180 درجه، بازتولید رنگ واقعی و توانایی ایجاد نمایشگرهایی با تراکم پیکسلی بالا هستند. متأسفانه، سازندگان گجت‌ها تقریباً هرگز نوع دقیق ماتریس‌های IPS را گزارش نمی‌کنند، اگرچه هنگام استفاده از تلفن هوشمند، تفاوت‌ها با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. ماتریس‌های ارزان‌تر IPS با محو شدن تصویر هنگام کج شدن صفحه و همچنین دقت کم رنگ مشخص می‌شوند: تصویر می‌تواند خیلی "اسیدی" یا برعکس، "محو" باشد.

در مورد مصرف انرژی، در نمایشگرهای کریستال مایع عمدتاً با قدرت عناصر نور پس زمینه تعیین می شود (تلفن های هوشمند برای این منظور از LED استفاده می کنند)، بنابراین می توان مصرف ماتریس های TN + فیلم و IPS را تقریباً با همان سطح روشنایی یکسان در نظر گرفت. .

ماتریس های مبتنی بر دیودهای ساطع کننده نور آلی (OLED) کاملاً با LCD ها متفاوت هستند. در آنها منبع نور خود زیرپیکسل ها هستند که دیودهای نورانی آلی فوق مینیاتوری هستند. از آنجایی که نیازی به نور خارجی نیست، چنین صفحه نمایش هایی را می توان نازک تر از LCD ساخت. گوشی های هوشمند از نوعی فناوری OLED استفاده می کنند - AMOLED که از یک ماتریس فعال TFT برای هدایت زیرپیکسل ها استفاده می کند. این همان چیزی است که به AMOLED ها اجازه می دهد رنگ ها را نمایش دهند، در حالی که پنل های OLED معمولی فقط می توانند تک رنگ باشند. ماتریس‌های AMOLED عمیق‌ترین رنگ‌های سیاه را ارائه می‌کنند، زیرا فقط باید LEDها را به طور کامل خاموش کنید تا آن را "نمایش" دهید. در مقایسه با LCD، چنین ماتریس هایی مصرف انرژی کمتری دارند، به خصوص در هنگام استفاده از تم های تیره که در آن نواحی سیاه صفحه نمایش به هیچ وجه انرژی مصرف نمی کنند. یکی دیگر از ویژگی های AMOLED رنگ های بیش از حد اشباع شده است. در ابتدای ظهور، چنین ماتریس هایی واقعاً بازتولید رنگی باورنکردنی داشتند، و اگرچه چنین "زخم های دوران کودکی" در گذشته طولانی است، هنوز هم اکثر تلفن های هوشمند با چنین صفحه نمایش هایی دارای تنظیمات اشباع داخلی هستند که به تصویر در AMOLED اجازه می دهد تا از نظر ادراک به صفحه نمایش IPS نزدیکتر باشید.

یکی دیگر از محدودیت های صفحه نمایش های AMOLED، طول عمر ناهموار LED های رنگ های مختلف است. پس از چند سال استفاده از تلفن هوشمند، این امر می‌تواند منجر به فرسودگی زیرپیکسل‌ها و تصویر بعدی از برخی عناصر رابط، عمدتاً در پانل اعلان‌ها شود. اما، همانطور که در مورد بازتولید رنگ، این مشکل مربوط به گذشته است و LED های ارگانیک مدرن برای حداقل سه سال کار مداوم طراحی شده اند.

اجازه دهید به طور خلاصه خلاصه کنیم. بالاترین کیفیت و روشن ترین تصویر در حال حاضر توسط ماتریس های AMOLED ارائه شده است: حتی اپل، طبق شایعات، از چنین نمایشگرهایی در یکی از آیفون های بعدی استفاده خواهد کرد. اما باید در نظر داشت که سامسونگ به‌عنوان سازنده اصلی این نوع پنل‌ها، آخرین پیشرفت‌ها را برای خود نگه می‌دارد و ماتریس‌های «سال گذشته» را به دیگر سازندگان می‌فروشد. بنابراین، هنگام انتخاب یک گوشی هوشمند غیر از سامسونگ، باید به صفحه نمایش های IPS با کیفیت بالا نگاه کنید. اما ابزارهایی با صفحه نمایش فیلم TN + به هیچ وجه ارزش انتخاب ندارند - امروزه این فناوری قبلاً منسوخ شده است.

درک تصویر روی صفحه نه تنها تحت تأثیر فناوری ماتریس، بلکه تحت تأثیر الگوی زیرپیکسل‌ها قرار می‌گیرد. با این حال، با LCD همه چیز بسیار ساده است: در آنها، هر پیکسل RGB از سه زیرپیکسل دراز تشکیل شده است که بسته به تغییر فناوری، می توانند شکل مستطیل یا "تیک" داشته باشند.

چیزها در صفحه نمایش های AMOLED جالب تر می شوند. از آنجایی که در چنین ماتریس‌هایی منابع نور خود زیرپیکسل‌ها هستند و چشم انسان به نور سبز خالص بیشتر از قرمز یا آبی خالص حساس است، استفاده از الگوی مشابه در AMOLED که در IPS وجود دارد، رندر رنگ را کاهش می‌دهد و تصویر را غیرواقعی می‌کند. تلاشی برای حل این مشکل اولین نسخه از فناوری PenTile بود که در آن از دو نوع پیکسل استفاده شد: RG (قرمز-سبز) و BG (آبی-سبز) که از دو زیرپیکسل از رنگ های مربوطه تشکیل شده بود. علاوه بر این، اگر زیرپیکسل‌های قرمز و آبی شکلی نزدیک به مربع داشتند، آن‌ها سبز بیشتر یادآور مستطیل‌های به شدت کشیده بودند. معایب این الگو رنگ سفید "کثیف"، لبه های دندانه دار در محل اتصال رنگ های مختلف، و در ppi کم - یک مش به وضوح قابل مشاهده از بستر زیرپیکسل ها بود که به دلیل فاصله بسیار زیاد بین آنها ظاهر می شود. علاوه بر این، وضوح مشخص شده در ویژگی های چنین دستگاه هایی "غیر صادقانه" بود: اگر ماتریس IPS HD دارای 2،764،800 زیرپیکسل باشد، پس ماتریس AMOLED HD تنها 1،843،200 است، که منجر به تفاوت در تعریف ماتریس های IPS و AMOLED شد. با چشم غیرمسلح با تراکم پیکسلی به ظاهر یکسان قابل مشاهده است. آخرین گوشی هوشمند پرچمدار با چنین ماتریس AMOLED Samsung Galaxy S III بود.

در پد هوشمند Galaxy Note II، شرکت کره جنوبی تلاش کرد تا PenTile را کنار بگذارد: صفحه نمایش دستگاه دارای پیکسل های RBG کامل بود، البته با آرایش غیرمعمول زیرپیکسل ها. با این وجود، به دلایل نامشخص، در آینده سامسونگ چنین الگویی را رد کرد - شاید سازنده با مشکل افزایش بیشتر ppi مواجه شد.

در صفحه نمایش های مدرن خود، سامسونگ با استفاده از نوع جدیدی از الگوی به نام Diamond PenTile به پیکسل های RG-BG بازگشته است. فناوری جدید طبیعی‌تر کردن رنگ سفید را ممکن می‌سازد، و در مورد لبه‌های ناهموار (به عنوان مثال، زیرپیکسل‌های قرمز منفرد به وضوح در اطراف یک جسم سفید در پس‌زمینه سیاه قابل مشاهده بودند)، این مشکل حتی راحت‌تر حل شد - افزایش ppi. به حدی که دیگر بی نظمی ها محسوس نبود... Diamond PenTile در تمام پرچمداران سامسونگ از Galaxy S4 استفاده می شود.

در پایان این بخش، بد نیست به یک تصویر دیگر از ماتریس های AMOLED - PenTile RGBW اشاره کنیم که با افزودن یک چهارمی سفید به سه زیرپیکسل اصلی به دست می آید. قبل از ظهور Diamond PenTile، چنین الگوی تنها دستور العمل برای سفید خالص بود، اما هرگز رایج نشد - یکی از آخرین ابزارهای تلفن همراه با PenTile RGBW تبلت Galaxy Note 10.1 2014 بود. اکنون ماتریس های AMOLED با پیکسل های RGBW در تلویزیون ها، زیرا به ppi بالایی نیاز ندارند. برای رعایت انصاف، همچنین اشاره می کنیم که پیکسل های RGBW را می توان در LCD ها استفاده کرد، اما از نمونه هایی از استفاده از این ماتریس ها در گوشی های هوشمند اطلاعی نداریم.

برخلاف AMOLED، ماتریس‌های IPS با کیفیت بالا هرگز مشکلات کیفی مرتبط با الگوی زیرپیکسل را تجربه نکرده‌اند. با این حال، فناوری Diamond PenTile، همراه با تراکم پیکسلی بالا، به AMOLED اجازه داده است تا از IPS پیشی بگیرد. بنابراین، اگر در مورد گجت‌ها حساس هستید، نباید گوشی هوشمندی با صفحه نمایش AMOLED که تراکم پیکسلی آن کمتر از 300 ppi است، خریداری کنید. در تراکم بالاتر، هیچ نقصی قابل توجه نخواهد بود.

ویژگی های طراحی

تنوع نمایشگرها در گجت های موبایل مدرن تنها به فناوری های تصویربرداری ختم نمی شود. یکی از اولین چیزهایی که سازندگان به کار گرفتند شکاف هوا بین سنسور خازنی پیش بینی شده و خود نمایشگر بود. اینگونه بود که فناوری OGS ظاهر شد و حسگر و ماتریس را در یک کیسه شیشه ای به شکل یک ساندویچ ترکیب کرد. این جهش قابل توجهی در کیفیت تصویر ایجاد کرد: حداکثر روشنایی و زاویه دید افزایش یافت، بازتولید رنگ بهبود یافت. البته ضخامت کل بسته نیز کاهش یافته است و امکان استفاده از گوشی های هوشمند باریک تر را فراهم می کند. افسوس که این فناوری معایبی نیز دارد: اکنون، اگر شیشه را بشکنید، تغییر آن جدا از نمایشگر تقریبا غیرممکن است. اما مزایای کیفیت همچنان مهم تر است و اکنون صفحه نمایش های غیر OGS را فقط در ارزان ترین دستگاه ها می توان یافت.

اخیراً آزمایش هایی با شکل شیشه نیز رایج شده است. و آنها نه به تازگی، بلکه حداقل در سال 2011 شروع کردند: HTC Sensation یک شیشه مقعر در مرکز داشت که به گفته سازنده، قرار بود از صفحه نمایش در برابر خراش محافظت کند. اما چنین عینک هایی با ظهور "صفحه نمایش 2.5 بعدی" با شیشه خمیده در لبه ها به سطح کیفی جدیدی رسیدند که احساس یک صفحه نمایش "بی پایان" را ایجاد می کند و لبه های تلفن های هوشمند را صاف تر می کند. این گونه عینک ها به طور فعال توسط اپل در گجت های خود استفاده می شوند و اخیراً محبوبیت بیشتری پیدا کرده اند.

یک گام منطقی در همین جهت خم شدن نه تنها شیشه، بلکه خود نمایشگر بود که با استفاده از بسترهای پلیمری به جای شیشه امکان پذیر شد. در اینجا کف دست البته متعلق به سامسونگ با گوشی هوشمند گلکسی نوت اج است که در آن یکی از لبه های کناری صفحه نمایش خمیده بود.

روش دیگری توسط ال جی پیشنهاد شد که توانست نه تنها نمایشگر، بلکه کل گوشی هوشمند را در امتداد سمت کوتاه آن خم کند. با این حال، LG G Flex و جانشین آن محبوبیتی کسب نکردند و پس از آن سازنده از عرضه بیشتر چنین دستگاه هایی خودداری کرد.

همچنین برخی از شرکت ها در تلاش هستند تا تعامل انسان با صفحه نمایش را بهبود بخشند و روی قسمت حسی آن کار می کنند. به عنوان مثال، برخی از دستگاه‌ها مجهز به حسگرهایی با حساسیت بالا هستند که به شما امکان می‌دهند حتی با دستکش با آنها کار کنید، در حالی که سایر صفحه‌ها یک بستر القایی برای پشتیبانی از قلم دریافت می‌کنند. اولین فناوری به طور فعال توسط سامسونگ و مایکروسافت (نوکیا سابق) و دومی - توسط سامسونگ، مایکروسافت و اپل استفاده می شود.

آینده نمایشگرها

فکر نکنید که نمایشگرهای مدرن در گوشی های هوشمند به بالاترین نقطه پیشرفت خود رسیده اند: فناوری ها هنوز هم جای رشد دارند. یکی از امیدوارکننده ترین نمایشگرهای نقطه کوانتومی (QLED) است. نقطه کوانتومی یک قطعه میکروسکوپی از یک نیمه هادی است که در آن اثرات کوانتومی شروع به ایفای نقش مهمی می کنند. فرآیند تابش ساده شده به این صورت است: اثر یک جریان الکتریکی ضعیف باعث می‌شود الکترون‌های نقاط کوانتومی انرژی را تغییر دهند، در حالی که نور ساطع می‌کنند. فرکانس نور ساطع شده به اندازه و جنس نقاط بستگی دارد، به طوری که تقریباً می توان به هر رنگی در محدوده مرئی دست یافت. دانشمندان قول می دهند که ماتریس های QLED بازتولید رنگ بهتر، کنتراست، روشنایی بالاتر و مصرف انرژی کمتری خواهند داشت. بخشی از فناوری صفحه نمایش روی نقاط کوانتومی در صفحه نمایش تلویزیون های سونی استفاده می شود و نمونه های اولیه آن از ال جی و فیلیپس در دسترس است، اما صحبتی از استفاده گسترده از چنین نمایشگرهایی در تلویزیون یا تلفن های هوشمند وجود ندارد.

به احتمال زیاد در آینده نزدیک شاهد نمایشگرهای منحنی، بلکه کاملاً انعطاف پذیر نیز در گوشی های هوشمند خواهیم بود. علاوه بر این، نمونه‌های اولیه چنین ماتریس‌های AMOLED که تقریباً برای تولید انبوه آماده هستند، چند سالی است که وجود دارند. محدودیت، لوازم الکترونیکی گوشی هوشمند است که هنوز قابل انعطاف نیست. از سوی دیگر، شرکت‌های بزرگ می‌توانند با انتشار چیزی شبیه به ابزاری که در عکس زیر نشان داده شده است، مفهوم یک گوشی هوشمند را تغییر دهند - فقط باید منتظر باشیم، زیرا توسعه فناوری درست جلوی چشمان ما اتفاق می‌افتد.