Pentru a repara un monitor LCD cu propriile mâini, trebuie mai întâi să înțelegeți din ce componente electronice principale și blocuri constă acest dispozitiv și de ce este responsabil fiecare element al circuitului electronic. Radiomecanicii începători la începutul practicii lor cred că succesul în repararea oricărui dispozitiv constă în disponibilitatea unei scheme de circuit a unui anumit dispozitiv. Dar, de fapt, aceasta este o concepție greșită și o diagramă de circuit nu este întotdeauna necesară.
Deci, să deschidem capacul primului monitor LCD care ne vine la îndemână și, în practică, vom înțelege structura acestuia.
monitor LCD. Principalele blocuri funcționale.
Monitorul LCD este format din mai multe blocuri funcționale și anume:
panou LCD
Panoul cu cristale lichide este un dispozitiv complet. De regulă, asamblarea unui panou LCD este efectuată de un producător specific, care, pe lângă matricea cu cristale lichide în sine, încorporează în panoul LCD lămpi fluorescente cu iluminare din spate, sticlă mată, filtre de culoare polarizante și o placă de decodificare electronică care generează tensiuni din semnalele digitale RGB pentru a controla porțile tranzistoarelor cu peliculă subțire (TFT).
Luați în considerare compoziția panoului LCD al unui monitor de computer ACER AL1716. Panoul LCD este un dispozitiv complet funcțional și, de regulă, nu este nevoie să-l dezasamblați în timpul reparațiilor, cu excepția înlocuirii lămpilor de iluminare de fundal defectuoase.
Marcare panou LCD: CHUNGHWA CLAA170EA
Pe spatele panoului LCD se află o placă de circuit imprimat destul de mare, la care este conectat un cablu cu mai mulți pini de la placa principală de control. Placa de circuit imprimat în sine este ascunsă sub o bandă metalică.
Placa de circuit imprimat conține un cip multi-pin NT7168F-00010. Acest microcircuit este conectat la matricea TFT și participă la formarea imaginii de pe afișaj. Din microcircuitul NT7168F-00010 există mulți pini, care sunt formați în zece bucle sub denumirea S1-S10. Aceste cabluri sunt destul de subțiri și par a fi lipite de placa de circuit imprimat pe care se află cipul NT7168F.
Panou de control
Placa de control se mai numește și placa principală ( Placa principală). Placa principală găzduiește două microprocesoare. Unul dintre ele este un microcontroler de control pe 8 biți SM5964 cu un nucleu de 8052 și 64 kB de memorie Flash programabilă.
Microprocesorul SM5964 realizează un număr destul de mic de funcții. La acesta sunt conectate un panou de butoane și un indicator de funcționare a monitorului. Acest procesor controlează pornirea/oprirea monitorului și pornirea invertorului de iluminare de fundal. Pentru a salva setările utilizatorului, un cip de memorie este conectat la microcontroler prin magistrala I 2 C. De obicei, acestea sunt cipuri de memorie nevolatile cu opt pini din serie 24LCxx.
Al doilea microprocesor de pe placa de control este așa-numitul scaler monitor (controler LCD) TSU16AK. Acest microcircuit are multe sarcini. Îndeplinește majoritatea funcțiilor legate de conversia și procesarea semnalului video analogic și pregătirea acestuia pentru transmiterea pe panoul LCD.
În ceea ce privește un monitor LCD, trebuie să înțelegeți că este în mod inerent un dispozitiv digital în care controlul total al pixelilor afișajului LCD are loc digital. Semnalul care vine de la placa video a computerului este analog si pentru afisarea lui corecta pe matricea LCD este necesara efectuarea a numeroase transformari. Pentru asta este proiectat un controler grafic sau, altfel, un scaler de monitor sau un controler LCD.
Sarcinile controlerului LCD includ recalcularea (scalarea) imaginilor pentru diferite rezoluții, formarea meniului OSD, procesarea semnalelor RGB analogice și impulsurile de sincronizare. În controler, semnalele RGB analogice sunt convertite în digital prin ADC-uri cu 3 canale pe 8 biți care funcționează la 80 MHz.
Decalarea monitorului TSU16AK interacționează cu microcontrolerul SM5964 printr-o magistrală digitală. Pentru a opera panoul LCD, controlerul grafic generează semnale de sincronizare, frecvență de ceas și semnale de inițializare a matricei.
Microcontrolerul TSU16AK este conectat printr-un cablu la cipul NT7168F-00010 de pe placa panoului LCD.
Dacă controlerul grafic al monitorului funcționează defectuos, de regulă, apar defecte legate de afișarea corectă a imaginii pe afișaj (pe ecran pot apărea dungi etc.). În unele cazuri, defectul poate fi eliminat prin lipirea cablurilor scalerului. Acest lucru este valabil mai ales pentru monitoarele care funcționează non-stop în condiții dure.
În timpul funcționării prelungite, are loc încălzirea, ceea ce are un efect negativ asupra calității lipirii. Acest lucru poate cauza defecțiuni. Defectele legate de calitatea lipirii nu sunt neobișnuite și se găsesc și la alte dispozitive, de exemplu, playerele DVD. Cauza defecțiunii este degradarea sau lipirea de proastă calitate a microcircuitelor plane cu mai mulți pini.
Sursa de alimentare si invertor pentru iluminare din spate
Cel mai interesant lucru de studiat este sursa de alimentare a monitorului, deoarece scopul elementelor și circuitele sunt mai ușor de înțeles. În plus, conform statisticilor, defecțiunile surselor de alimentare, în special cele de comutare, ocupă o poziție de lider printre toate celelalte. Prin urmare, cunoștințele practice despre dispozitivul, baza elementului și circuitele surselor de alimentare vor fi cu siguranță utile în practica de reparare a echipamentelor radio.
Sursa de alimentare pentru monitorul LCD este formată din două. Primul este Adaptor AC/DC sau cu alte cuvinte, o sursă de alimentare cu comutare de rețea (unitate de impulsuri). Al doilea - Invertor DC/AC . În esență, acestea sunt două convertoare. Adaptorul AC/DC este folosit pentru a converti tensiunea alternativă de 220 V într-o tensiune DC mică. De obicei, tensiunile de la 3,3 la 12 volți sunt generate la ieșirea unei surse de alimentare comutatoare.
Invertorul DC/AC, dimpotrivă, transformă tensiunea continuă (DC) în tensiune alternativă (AC) cu o valoare de aproximativ 600 - 700 V și o frecvență de aproximativ 50 kHz. Tensiunea alternativă este furnizată electrozilor lămpilor fluorescente încorporate în panoul LCD.
Mai întâi, să ne uităm la adaptorul AC/DC. Majoritatea surselor de alimentare cu comutare sunt construite pe baza microcircuitelor de control specializate (cu excepția încărcătoarelor mobile ieftine, de exemplu).
Deci în sursa de alimentare a unui monitor LCD Acer AL1716 microcircuit aplicat TOP245Y. Documentația (foșa de date) pentru acest cip este ușor de găsit din surse deschise.
În documentația pentru cipul TOP245Y puteți găsi exemple tipice de scheme de circuite ale surselor de alimentare. Acesta poate fi folosit la repararea surselor de alimentare pentru monitoare LCD, deoarece circuitele corespund în mare măsură celor standard indicate în descrierea microcircuitului.
Iată câteva exemple de scheme de circuite ale surselor de alimentare bazate pe microcircuite din seria TOP242-249.
Următorul circuit utilizează diode duble de barieră Schottky (MBR20100). Ansambluri de diode similare (SRF5-04) sunt folosite în unitatea de monitor Acer AL1716 pe care o luăm în considerare.
Rețineți că schemele de circuit de mai sus sunt exemple. Circuitele reale ale blocurilor de impulsuri pot diferi ușor.
Microcircuitul TOP245Y este un dispozitiv funcțional complet, a cărui carcasă conține un controler PWM și un tranzistor puternic cu efect de câmp care comută cu o frecvență uriașă de la zeci la sute de kiloherți. De aici și numele - sursă de alimentare comutată.
Schema de funcționare a unei surse de alimentare comutatoare este următoarea:
Rectificarea tensiunii de rețea alternativă 220V.
Această operație este realizată de o punte de diode și un condensator de filtru. După redresare, tensiunea de pe condensator este puțin mai mare decât tensiunea rețelei. Fotografia arată o punte de diode, iar lângă ea este un condensator electrolitic de filtrare (82 µF 450 V) - un butoi albastru.
Conversia și reducerea tensiunii folosind un transformator.
Comutare cu o frecvență de câteva zeci - sute de kiloherți de tensiune continuă (>220 V) prin înfășurarea unui transformator de impulsuri de înaltă frecvență. Această operație este efectuată de cipul TOP245Y. Transformatorul de impulsuri îndeplinește același rol ca și transformatorul în adaptoarele de rețea convenționale, cu o singură excepție. Funcționează la frecvențe mai mari, de multe ori mai mari de 50 de herți.
Prin urmare, fabricarea înfășurărilor sale necesită un număr mai mic de spire și, în consecință, mai puțin cupru. Dar este necesar un miez de ferită, și nu din oțel de transformator ca în transformatoarele de 50 hertzi. Cei care nu știu ce este un transformator și de ce este folosit, citește mai întâi articolul despre transformator.
Rezultatul este un transformator foarte compact. De asemenea, merită remarcat faptul că sursele de alimentare cu comutare sunt foarte economice și au o eficiență ridicată.
Rectificarea tensiunii alternative reduse cu un transformator.
Această funcție este îndeplinită de diode redresoare puternice. În acest caz, sunt utilizate ansambluri de diode etichetate SRF5-04.
Pentru a rectifica curenții de înaltă frecvență, se folosesc diode Schottky și diode de putere convenționale cu joncțiuni p-n. Diodele convenționale de joasă frecvență pentru redresarea curenților de înaltă frecvență sunt mai puțin preferate, dar sunt folosite pentru redresarea tensiunilor înalte (20 - 50 volți). Acest lucru trebuie luat în considerare la înlocuirea diodelor defecte.
Diodele Schottky au câteva caracteristici pe care trebuie să le cunoașteți. În primul rând, aceste diode au o capacitate de tranziție scăzută și pot comuta rapid - trec de la starea deschisă la cea închisă. Această proprietate este folosită pentru a opera la frecvențe înalte. Diodele Schottky au o cădere de tensiune joasă de aproximativ 0,2-0,4 volți, față de 0,6 - 0,7 volți pentru diodele convenționale. Această proprietate le crește eficiența.
Diodele de barieră Schottky au, de asemenea, proprietăți nedorite care împiedică utilizarea lor mai largă în electronică. Sunt foarte sensibili la tensiunea inversă în exces. Dacă tensiunea inversă este depășită, dioda Schottky eșuează ireversibil.
O diodă convențională intră în modul de defecțiune reversibilă și se poate recupera după depășirea valorii admisibile a tensiunii inverse. Tocmai această circumstanță este călcâiul lui Ahile, care provoacă arderea diodelor Schottky în circuitele redresoare ale tuturor tipurilor de surse de alimentare comutatoare. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când se efectuează diagnostice și reparații.
Pentru a elimina supratensiunile care sunt periculoase pentru diodele Schottky și care se formează în înfășurările transformatorului pe fronturile de impulsuri, se folosesc așa-numitele circuite de amortizare. În diagramă este desemnat ca R15C14 (vezi Fig. 1).
La analizarea circuitelor sursei de alimentare a monitorului LCD Acer AL1716, s-au găsit și circuite de amortizare pe placa de circuit imprimat, constând dintr-un rezistor SMD de 10 Ohm (R802, R806) și un condensator (C802, C811). Acestea protejează diodele Schottky (D803, D805).
De asemenea, este de remarcat faptul că diodele Schottky sunt utilizate în circuite de joasă tensiune cu o tensiune inversă limitată la câteva zeci de volți. Prin urmare, dacă este necesară o tensiune de câteva zeci de volți (20-50), atunci se folosesc diode bazate pe joncțiuni p-n. Acest lucru poate fi văzut dacă vă uitați la fișa de date pentru cip TOP245, care arată mai multe circuite tipice de alimentare cu tensiuni de ieșire diferite (3,3 V; 5 V; 12 V; 19 V; 48 V).
Diodele Schottky sunt sensibile la supraîncălzire. În acest sens, acestea sunt de obicei instalate pe un calorifer din aluminiu pentru a disipa căldura.
Puteți distinge o diodă bazată pe o joncțiune pn de o diodă bazată pe o barieră Schottky prin simbolul grafic convențional din diagramă.
Simbol pentru o diodă cu o barieră Schottky.
După diodele redresoare, condensatoarele electrolitice sunt instalate pentru a netezi ondulațiile de tensiune. Apoi, folosind tensiunile rezultate 12 V; 5 V; 3,3 V alimentează toate unitățile de monitor LCD.
Invertor DC/AC
În ceea ce privește scopul său, invertorul este similar cu balasturile electronice, care sunt utilizate pe scară largă în tehnologia de iluminat pentru alimentarea lămpilor fluorescente de uz casnic. Dar, există diferențe semnificative între balastul electronic și invertorul monitorului LCD.
Un invertor de monitor LCD este de obicei construit pe un cip specializat, care extinde gama de funcții și crește fiabilitatea. De exemplu, invertorul de iluminare de fundal al monitorului LCD Acer AL1716 este construit pe baza unui controler PWM OZ9910G. Cipul controlerului este montat pe o placă de circuit imprimat folosind montarea plană.
Invertorul convertește tensiunea continuă, a cărei valoare este de 12 volți (în funcție de designul circuitului), în tensiune alternativă de 600-700 volți și o frecvență de 50 kHz.
Controlerul cu invertor este capabil să modifice luminozitatea lămpilor fluorescente. Semnalele pentru modificarea luminozității lămpilor provin de la controlerul LCD. Tranzistoarele cu efect de câmp sau ansamblurile lor sunt conectate la microcircuitul controlerului. În acest caz, două ansambluri de tranzistoare complementare cu efect de câmp sunt conectate la controlerul OZ9910G AP4501SD(Doar 4501S este indicat pe corpul cipului).
Pe placa de alimentare sunt instalate și două transformatoare de înaltă frecvență, care servesc la creșterea tensiunii alternative și la alimentarea electrozilor lămpilor fluorescente. Pe lângă elementele principale, placa conține tot felul de elemente radio care servesc la protejarea împotriva scurtcircuitelor și a defecțiunilor lămpii.
Informații despre repararea monitoarelor LCD pot fi găsite în revistele specializate de reparații. De exemplu, în revista „Repararea și service-ul echipamentelor electronice” nr. 1, 2005 (pag. 35 – 40), sunt discutate în detaliu dispozitivul și schema de circuit a monitorului LCD „Rover Scan Optima 153”.
Printre defecțiunile monitorului, există destul de des cele care pot fi remediate cu ușurință cu propriile mâini în câteva minute. De exemplu, deja menționat monitorul LCD Acer AL1716 a ajuns la masa de reparații din cauza unui contact întrerupt al prizei pentru conectarea cablului de alimentare. Ca urmare, monitorul s-a oprit spontan.
După dezasamblarea monitorului LCD, s-a descoperit că la locul contactului slab s-a format o scânteie puternică, ale cărei urme erau ușor de detectat pe placa de circuit imprimat a sursei de alimentare. S-a format și o scânteie puternică deoarece în momentul contactului condensatorul electrolitic din filtrul redresor este încărcat. Cauza defecțiunii este degradarea lipirii.
 |
| Degradarea lipirii provocând defecțiunea monitorului |
De asemenea, merită remarcat faptul că uneori cauza unei defecțiuni poate fi o defecțiune a diodelor punții de diode redresoare.
Imaginea este formată folosind elemente individuale, de obicei printr-un sistem de scanare. Dispozitivele simple (ceasuri electronice, telefoane, playere, termometre etc.) pot avea un display monocrom sau 2-5 culori. Imaginea multicoloră este generată folosind 2008) în majoritatea monitoarelor desktop bazate pe matrice TN- (și unele *VA), precum și în toate afișajele de laptop, sunt utilizate matrici cu culoare pe 18 biți (6 biți pe canal), pe 24 de biți. este emulat cu pâlpâire și dithering .
Dispozitiv cu monitor LCD
Subpixel al afișajului LCD color
Fiecare pixel al unui afișaj LCD este format dintr-un strat de molecule între doi electrozi transparenți și două filtre polarizante, ale căror planuri de polarizare sunt (de obicei) perpendiculare. În absența cristalelor lichide, lumina transmisă de primul filtru este aproape complet blocată de al doilea.
Suprafața electrozilor în contact cu cristalele lichide este tratată special pentru a orienta inițial moleculele într-o singură direcție. Într-o matrice TN, aceste direcții sunt reciproc perpendiculare, astfel încât moleculele, în absența tensiunii, se aliniază într-o structură elicoidală. Această structură refractă lumina în așa fel încât planul de polarizare a acesteia se rotește înaintea celui de-al doilea filtru, iar lumina trece prin el fără pierderi. În afară de absorbția a jumătate din lumina nepolarizată de către primul filtru, celula poate fi considerată transparentă. Dacă electrozilor li se aplică tensiune, moleculele tind să se alinieze în direcția câmpului, ceea ce distorsionează structura șurubului. În acest caz, forțele elastice contracarează acest lucru, iar atunci când tensiunea este oprită, moleculele revin la poziția inițială. Cu o intensitate suficientă a câmpului, aproape toate moleculele devin paralele, ceea ce duce la o structură opaca. Variând tensiunea, puteți controla gradul de transparență. Dacă se aplică o tensiune constantă pentru o perioadă lungă de timp, structura cristalelor lichide se poate degrada din cauza migrării ionilor. Pentru a rezolva această problemă se folosește curent alternativ, sau schimbarea polarității câmpului de fiecare dată când celula este adresată (opacitatea structurii nu depinde de polaritatea câmpului). În întreaga matrice, este posibil să se controleze fiecare dintre celule în mod individual, dar pe măsură ce numărul lor crește, acest lucru devine dificil de realizat, pe măsură ce numărul de electrozi necesari crește. Prin urmare, adresarea rândurilor și coloanelor este folosită aproape peste tot. Lumina care trece prin celule poate fi naturală - reflectată de substrat (în afișajele LCD fără iluminare de fundal). Dar este mai des folosit; pe lângă faptul că este independent de iluminatul extern, stabilizează și proprietățile imaginii rezultate. Astfel, un monitor LCD cu drepturi depline este format din electronice care procesează semnalul video de intrare, o matrice LCD, un modul de iluminare de fundal, o sursă de alimentare și o carcasă. Combinația acestor componente este cea care determină proprietățile monitorului în ansamblu, deși unele caracteristici sunt mai importante decât altele.
Specificații monitor LCD
Cele mai importante caracteristici ale monitoarelor LCD:
- Rezoluție: dimensiuni orizontale și verticale exprimate în pixeli. Spre deosebire de monitoarele CRT, LCD-urile au o rezoluție fizică „nativă”, restul sunt realizate prin interpolare.
Fragment din matricea monitorului LCD (0,78x0,78 mm), mărit de 46 de ori.
- Dimensiunea punctului: distanța dintre centrele pixelilor adiacenți. Direct legat de rezoluția fizică.
- Raportul de aspect al ecranului (format): raportul dintre lățime și înălțime, de exemplu: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.
- Diagonală aparentă: dimensiunea panoului în sine, măsurată în diagonală. Zona afișajelor depinde și de format: un monitor cu format 4:3 are o suprafață mai mare decât unul cu format 16:9 cu aceeași diagonală.
- Contrast: raportul dintre luminozitatea punctelor cele mai luminoase și cele mai întunecate. Unele monitoare folosesc un nivel adaptiv de iluminare de fundal folosind lămpi suplimentare; cifra de contrast dată pentru ele (așa-numita dinamică) nu se aplică unei imagini statice.
- Luminozitate: cantitatea de lumină emisă de un afișaj, de obicei măsurată în candela pe metru pătrat.
- Timp de răspuns: timpul minim necesar unui pixel pentru a-și schimba luminozitatea. Metodele de măsurare sunt controversate.
- Unghiul de vizualizare: unghiul la care scăderea contrastului atinge o valoare dată este calculat diferit pentru diferite tipuri de matrice și de către diferiți producători și adesea nu poate fi comparat.
- Tipul matricei: tehnologia utilizată pentru realizarea afișajului LCD.
- Intrări: (de ex. DVI, HDMI etc.).
Tehnologii
Ceas cu afisaj LCD
Monitoarele LCD au fost dezvoltate în 1963 la Centrul de Cercetare David Sarnoff din RCA, Princeton, New Jersey.
Principalele tehnologii în fabricarea display-urilor LCD: TN+film, IPS și MVA. Aceste tehnologii diferă în geometria suprafețelor, a polimerului, a plăcii de control și a electrodului frontal. Puritatea și tipul polimerului cu proprietăți de cristale lichide utilizate în modele specifice sunt de mare importanță.
Timpul de răspuns al monitoarelor LCD proiectate folosind tehnologia SXRD. Afișaj reflectorizant Silicon X-tal - matrice cu cristale lichide reflectorizante din silicon), redusă la 5 ms. Sony, Sharp și Philips au dezvoltat împreună tehnologia PALC. Cristal lichid adresat cu plasmă - controlul cu plasmă al cristalelor lichide), care combină avantajele LCD (luminozitate și bogăție de culori, contrast) și panouri cu plasmă (unghiuri mari de vizualizare pe orizontală, H, și pe verticală, V, viteză mare de actualizare). Aceste afișaje folosesc celule cu plasmă cu descărcare în gaz ca control al luminozității, iar o matrice LCD este utilizată pentru filtrarea culorilor. Tehnologia PALC permite ca fiecare pixel de afișare să fie abordat individual, ceea ce înseamnă controlabilitate și calitate a imaginii de neegalat.
TN+film (Twisted Nematic + film)
Partea „film” din numele tehnologiei înseamnă un strat suplimentar utilizat pentru a mări unghiul de vizualizare (aproximativ de la 90° la 150°). În prezent, prefixul „film” este adesea omis, denumind astfel de matrici pur și simplu TN. Din păcate, încă nu a fost găsită o modalitate de a îmbunătăți contrastul și timpul de răspuns pentru panourile TN, iar timpul de răspuns al acestui tip de matrice este în prezent unul dintre cele mai bune, dar nivelul de contrast nu este.
Filmul TN + este cea mai simplă tehnologie.
Matricea filmului TN+ funcționează astfel: când nu se aplică nicio tensiune subpixelilor, cristalele lichide (și lumina polarizată pe care o transmit) se rotesc cu 90° una față de alta în plan orizontal în spațiul dintre cele două plăci. Și deoarece direcția de polarizare a filtrului de pe a doua placă face un unghi de 90° cu direcția de polarizare a filtrului de pe prima placă, lumina trece prin ea. Dacă subpixelii roșu, verde și albastru sunt complet iluminați, pe ecran va apărea un punct alb.
Avantajele tehnologiei includ cel mai scurt timp de răspuns dintre matricele moderne, precum și costul scăzut.
IPS (Comutare în plan)
Tehnologia In-Plane Switching a fost dezvoltată de Hitachi și NEC și a fost concepută pentru a depăși dezavantajele filmului TN+. Cu toate acestea, deși IPS a reușit să mărească unghiul de vizualizare la 170°, precum și un contrast ridicat și reproducerea culorilor, timpul de răspuns a rămas la un nivel scăzut.
În acest moment, matricele realizate folosind tehnologia IPS sunt singurele monitoare LCD care transmit întotdeauna toată adâncimea de culoare RGB - 24 de biți, 8 biți pe canal. Matricele TN sunt aproape întotdeauna pe 6 biți, la fel ca și partea MVA.
Dacă nu se aplică nicio tensiune pe matricea IPS, moleculele de cristale lichide nu se rotesc. Al doilea filtru este întotdeauna rotit perpendicular pe primul și nicio lumină nu trece prin el. Prin urmare, afișarea culorii negre este aproape de ideală. Dacă tranzistorul eșuează, pixelul „rupt” pentru un panou IPS nu va fi alb, ca pentru o matrice TN, ci negru.
Când se aplică o tensiune, moleculele de cristale lichide se rotesc perpendicular pe poziția lor inițială și transmit lumină.
IPS este acum înlocuit de tehnologie S-IPS(Super-IPS, anul Hitachi), care moștenește toate avantajele tehnologiei IPS reducând în același timp timpul de răspuns. Dar, în ciuda faptului că culoarea panourilor S-IPS s-a apropiat de monitoarele CRT convenționale, contrastul rămâne totuși un punct slab. S-IPS este utilizat în mod activ în panouri cu dimensiuni de la 20”, LG.Philips, NEC rămân singurii producători de panouri care folosesc această tehnologie.
AS-IPS- Tehnologia Advanced Super IPS (Advanced Super-IPS), a fost dezvoltată și de Hitachi Corporation în anul. Îmbunătățirile au vizat în principal nivelul de contrast al panourilor S-IPS convenționale, apropiindu-l de contrastul panourilor S-PVA. AS-IPS este, de asemenea, folosit ca nume pentru monitoarele LG.Philips.
A-TW-IPS- Advanced True White IPS (IPS avansat cu alb adevărat), dezvoltat de LG.Philips pentru corporație. Puterea crescută a câmpului electric a făcut posibilă obținerea de unghiuri de vizualizare și luminozitate și mai mari, precum și reducerea distanței dintre pixeli. Ecranele bazate pe AFFS sunt utilizate în principal în tablete PC-uri, pe matrice fabricate de Hitachi Displays.
*VA (Aliniere verticală)
MVA- Aliniere verticală cu mai multe domenii. Această tehnologie a fost dezvoltată de Fujitsu ca un compromis între tehnologiile TN și IPS. Unghiurile de vizualizare orizontale și verticale pentru matricele MVA sunt de 160° (la modelele moderne de monitor de până la 176-178 de grade), iar datorită utilizării tehnologiilor de accelerare (RTC), aceste matrici nu sunt cu mult în urmă cu TN+Film în timpul de răspuns, dar depășesc semnificativ caracteristicile acestora din urmă în profunzimea culorilor și acuratețea reproducerii lor.
MVA este succesorul tehnologiei VA introdusă în 1996 de Fujitsu. Când tensiunea este oprită, cristalele lichide ale matricei VA sunt aliniate perpendicular pe al doilea filtru, adică nu transmit lumină. Când se aplică tensiune, cristalele se rotesc cu 90° și pe ecran apare un punct ușor. Ca și în matricele IPS, pixelii nu transmit lumină atunci când nu există tensiune, așa că atunci când se defectează sunt vizibili ca puncte negre.
Avantajele tehnologiei MVA sunt culoarea neagră intensă și absența atât a unei structuri cristaline elicoidale, cât și a unui câmp magnetic dublu.
Dezavantaje ale MVA în comparație cu S-IPS: pierderea detaliilor în umbră când sunt privite perpendicular, dependența echilibrului de culoare a imaginii de unghiul de vizualizare, timp de răspuns mai lung.
Analogii MVA sunt tehnologii:
- PVA (Aliniere verticală modelată) de la Samsung.
- Super PVA de la Samsung.
- Super MVA de la CMO.
Matricele MVA/PVA sunt considerate un compromis între TN și IPS, atât în ceea ce privește costul, cât și calitățile consumatorului.
Avantaje și dezavantaje
Distorsiunea imaginii pe monitorul LCD la un unghi larg de vizualizare
Fotografie macro a unei matrice LCD tipice. În centru puteți vedea doi subpixeli defecte (verde și albastru).
În prezent, monitoarele LCD sunt direcția principală, în dezvoltare rapidă, în tehnologia monitorului. Avantajele lor includ: dimensiuni și greutate reduse în comparație cu CRT. Monitoarele LCD, spre deosebire de CRT, nu au pâlpâire vizibilă, defecte de focalizare și convergență, interferențe de la câmpurile magnetice sau probleme cu geometria și claritatea imaginii. Consumul de energie al monitoarelor LCD este de 2-4 ori mai mic decât cel al ecranelor CRT și cu plasmă de dimensiuni comparabile. Consumul de energie al monitoarelor LCD este 95% determinat de puterea lămpilor de iluminare de fundal sau a matricei de iluminare de fundal LED. lumina de fundal- lumina din spate) matrice LCD. În multe monitoare moderne (2007), pentru a regla luminozitatea ecranului de către utilizator, se utilizează modularea lățimii impulsului a lămpilor de iluminare de fundal cu o frecvență de 150 până la 400 Hertz sau mai mult. Iluminarea LED de fundal este folosită în primul rând pe ecranele mici, deși în ultimii ani a fost din ce în ce mai folosită la laptopuri și chiar la monitoare desktop. În ciuda dificultăților tehnice ale implementării sale, are, de asemenea, avantaje evidente față de lămpile fluorescente, de exemplu, un spectru de emisie mai larg și, prin urmare, o gamă de culori mai largă.
Pe de altă parte, monitoarele LCD au și unele dezavantaje, care sunt adesea fundamental greu de eliminat, de exemplu:
- Spre deosebire de CRT, acestea pot afișa o imagine clară într-o singură rezoluție („standard”). Restul se realizează prin interpolare cu pierdere de claritate. Mai mult, rezoluțiile prea mici (de exemplu 320x200) nu pot fi afișate deloc pe multe monitoare.
- Gama de culori și acuratețea culorilor sunt mai mici decât cele ale panourilor cu plasmă și, respectiv, CRT-urilor. Multe monitoare au neuniformități ireparabile în transmiterea luminozității (dungi în degrade).
- Multe monitoare LCD au un contrast relativ scăzut și o adâncime de negru. Creșterea contrastului real este adesea asociată cu pur și simplu creșterea luminozității luminii de fundal, până la niveluri incomode. Stratul lucios utilizat pe scară largă a matricei afectează doar contrastul subiectiv în condiții de iluminare ambientală.
- Datorită cerințelor stricte pentru grosimea constantă a matricei, există o problemă de culoare neuniformă (neuniformitatea luminii de fundal).
- Viteza reală de schimbare a imaginii rămâne, de asemenea, mai mică decât cea a ecranelor CRT și cu plasmă. Tehnologia Overdrive rezolvă problema vitezei doar parțial.
- Dependența contrastului de unghiul de vizualizare rămâne încă un dezavantaj semnificativ al tehnologiei.
- Monitoarele LCD produse în masă sunt mai vulnerabile decât CRT-urile. Matricea neprotejată de sticlă este deosebit de sensibilă. Dacă este apăsat puternic, poate apărea o degradare ireversibilă. Există și problema pixelilor defecte.
- Contrar credinței populare, pixelii monitorului LCD se degradează, deși rata de degradare este cea mai lentă dintre orice tehnologie de afișare.
Ecranele OLED sunt adesea considerate o tehnologie promițătoare care poate înlocui monitoarele LCD. Pe de altă parte, această tehnologie a întâmpinat dificultăți în producția de masă, în special pentru matrice cu diagonală mare.
Vezi si
- Zona vizibilă a ecranului
- Acoperire anti-orbire
- ro:Iluminare de fundal
Legături
- Informații despre lămpile fluorescente utilizate pentru iluminarea de fundal a matricei LCD
- Afișaje cu cristale lichide (tehnologii TN + film, IPS, MVA, PVA)
Literatură
- Artamonov O. Parametrii monitoarelor LCD moderne
- Mukhin I. A. Cum să alegi un monitor LCD? . „Computer Business Market”, nr. 4 (292), ianuarie 2005, pp. 284-291.
- Mukhin I. A. Dezvoltarea monitoarelor cu cristale lichide. „DIFUZIUNEA Televiziunea și radiodifuziunea”: partea 1 - Nr. 2(46) martie 2005, p.55-56; Partea 2 - Nr. 4(48) iunie-iulie 2005, pp. 71-73.
- Mukhin I. A. Dispozitive moderne de afișare cu ecran plat."BROADCASTING Televiziune și Radio Broadcasting": Nr. 1(37), ianuarie-februarie 2004, p.43-47.
- Mukhin I. A., Ukrainsky O. V. Metode pentru îmbunătățirea calității imaginilor de televiziune reproduse de panouri cu cristale lichide. Materiale ale raportului la conferința științifică și tehnică „Televiziunea modernă”, Moscova, martie 2006.
„Inima” oricărui monitor cu cristale lichide este matricea LCD (Liquid Cristall Display). Panoul LCD este o structură complexă cu mai multe straturi. O diagramă simplificată a unui panou LCD TFT color este prezentată în Fig. 2.
Principiul de funcționare al oricărui ecran cu cristale lichide se bazează pe proprietatea cristalelor lichide de a schimba (roti) planul de polarizare a luminii care trece prin ele proporțional cu tensiunea aplicată acestora. Dacă un filtru de polarizare (polarizator) este plasat pe calea luminii polarizate care trece prin cristalele lichide, atunci prin schimbarea tensiunii aplicate cristalelor lichide, puteți controla cantitatea de lumină transmisă de filtrul de polarizare. Dacă unghiul dintre planurile de polarizare a luminii care trece prin cristalele lichide și filtrul de lumină este de 0 grade, atunci lumina va trece prin polarizator fără pierderi (transparență maximă), dacă este de 90 de grade, atunci filtrul de lumină va transmite o cantitate minimă de lumină (transparență minimă).
Astfel, folosind cristale lichide, este posibil să se producă elemente optice cu un grad variabil de transparență. În acest caz, nivelul de transmisie a luminii a unui astfel de element depinde de tensiunea aplicată acestuia. Orice ecran LCD de pe un monitor de computer, laptop, tabletă sau televizor conține de la câteva sute de mii până la câteva milioane din aceste celule, cu dimensiuni de fracțiuni de milimetru. Ele sunt combinate într-o matrice LCD și cu ajutorul lor putem forma o imagine pe suprafața unui ecran cu cristale lichide.
Cristalele lichide au fost descoperite la sfârșitul secolului al XIX-lea. Cu toate acestea, primele dispozitive de afișare bazate pe acestea au apărut abia la sfârșitul anilor 60 ai secolului XX. Primele încercări de utilizare a ecranelor LCD în computere au fost făcute în anii optzeci ai secolului trecut. Primele monitoare cu cristale lichide au fost monocrome și au fost mult inferioare ca calitate a imaginii față de afișajele cu tub catodic (CRT). Principalele dezavantaje ale primelor generații de monitoare LCD au fost:
- - performante reduse si inertie a imaginii;
- - „cozi” și „umbre” în imagine din elementele imaginii;
- - rezoluție slabă a imaginii;
- - imagine alb-negru sau color cu profunzime de culoare redusă;
- - și așa mai departe.
Cu toate acestea, progresul nu a stat pe loc și, de-a lungul timpului, s-au dezvoltat noi materiale și tehnologii în fabricarea monitoarelor cu cristale lichide. Progresele în tehnologia microelectronică și dezvoltarea de noi substanțe cu proprietăți de cristale lichide au îmbunătățit semnificativ performanța monitoarelor LCD.
Proiectarea și funcționarea matricei TFT LCD.
Una dintre principalele realizări a fost inventarea tehnologiei matricei LCD TFT - matrice cu cristale lichide cu tranzistori cu film subțire (Thin Film Transistors). Monitoarele TFT au crescut dramatic viteza pixelilor, au crescut adâncimea culorii imaginii și au reușit să scape de „cozi” și „umbre”.
Structura panoului fabricat folosind tehnologia TFT este prezentată în Fig. 2
O imagine plină color pe o matrice LCD este formată din puncte individuale (pixeli), fiecare dintre care constă de obicei din trei elemente (subpixeli) responsabile pentru luminozitatea fiecăreia dintre componentele principale ale culorii - de obicei roșu (R), verde (G) și albastru (B) - RGB. Sistemul video al monitorului scanează continuu toți subpixelii matricei, înregistrând un nivel de încărcare proporțional cu luminozitatea fiecărui subpixel în condensatorii de stocare. Tranzistori cu film subțire (Thin Film Trasistor (TFT) - de fapt, de aceea matricea TFT se numește așa) conectează condensatorii de stocare la magistrala de date în momentul în care informațiile sunt scrise într-un anumit subpixel și comută condensatorul de stocare la conservarea încărcării modul pentru restul timpului.
Tensiunea stocată în condensatorul de memorie al matricei TFT acționează asupra cristalelor lichide ale unui subpixel dat, rotind planul de polarizare a luminii care trece prin ele de la lumina de fundal cu un unghi proporțional cu această tensiune. După ce a trecut printr-o celulă cu cristale lichide, lumina intră într-un filtru de lumină matrice, pe care se formează un filtru de lumină de una dintre culorile primare (RGB) pentru fiecare subpixel. Modelul pozițiilor relative ale punctelor de diferite culori este diferit pentru fiecare tip de panou LCD, dar acesta este un subiect separat. Apoi, fluxul de lumină generat de culori primare intră într-un filtru de polarizare extern, a cărui transmisie a luminii depinde de unghiul de polarizare al undei luminoase incidente pe acesta. Un filtru de polarizare este transparent pentru acele unde de lumină al căror plan de polarizare este paralel cu propriul său plan de polarizare. Pe măsură ce acest unghi crește, filtrul de polarizare începe să transmită din ce în ce mai puțină lumină, până la o atenuare maximă la un unghi de 90 de grade. În mod ideal, un filtru de polarizare nu ar trebui să transmită lumină polarizată ortogonal la propriul său plan de polarizare, dar în viața reală, o mică parte a luminii trece. Prin urmare, toate afișajele LCD au o adâncime de negru insuficientă, care este deosebit de pronunțată la niveluri ridicate de luminozitate de fundal.
Ca urmare, într-un afișaj LCD, fluxul de lumină de la unii subpixeli trece printr-un filtru polarizant fără pierderi, de la alți subpixeli este atenuat cu o anumită cantitate, iar de la unii subpixeli este aproape complet absorbit. Astfel, prin ajustarea nivelului fiecărei culori primare în subpixeli individuali, este posibil să se obțină de la aceștia un pixel de orice nuanță de culoare. Și din mulți pixeli colorați, creați o imagine color pe tot ecranul.
Monitorul LCD a făcut posibilă realizarea unei descoperiri majore în tehnologia computerelor, făcându-l accesibil unui număr mare de oameni. Mai mult, fără un ecran LCD ar fi imposibil să se creeze computere portabile precum laptopuri și netbook-uri, tablete și telefoane mobile. Dar este totul atât de roz cu utilizarea ecranelor cu cristale lichide? Citiți mai departe pentru a afla despre avantajele și dezavantajele lor...
Crearea unui display LCD
Primul afișaj cu cristale lichide funcțional a fost creat de Fergason în 1970. Anterior, dispozitivele LCD consumau prea multă energie, aveau o durată de viață limitată și aveau un contrast slab al imaginii. Noul ecran LCD a fost prezentat publicului în 1971 și apoi a primit aprobare caldă. Cristalele lichide sunt substanțe organice care pot modifica cantitatea de lumină transmisă sub tensiune. Un monitor cu cristale lichide este format din două plăci de sticlă sau plastic cu o suspensie între ele. Cristalele din această suspensie sunt aranjate paralel între ele, permițând astfel luminii să pătrundă în panou. Când se aplică un curent electric, dispunerea cristalelor se schimbă și acestea încep să blocheze trecerea luminii. Tehnologia LCD a devenit larg răspândită în calculatoare și echipamente de proiecție. Primele cristale lichide s-au caracterizat prin instabilitatea lor și nu erau potrivite pentru producția de masă. Dezvoltarea reală a tehnologiei LCD a început odată cu inventarea de către oamenii de știință englezi a unui cristal lichid stabil - bifenil. Prima generație de afișaje cu cristale lichide poate fi văzută în calculatoare, jocuri electronice și ceasuri. Monitoarele LCD moderne mai sunt numite și panouri plate, scanare duală cu matrice activă, tranzistori cu film subțire. Ideea monitoarelor LCD este în aer de mai bine de 30 de ani, dar cercetările efectuate nu au condus la rezultate acceptabile, așa că monitoarele LCD nu și-au câștigat reputația de a oferi o calitate bună a imaginii. Acum devin populare - tuturor le place aspectul lor elegant, silueta subțire, compactitatea, eficiența (15-30 wați), în plus, se crede că numai oamenii bogați și serioși își pot permite un astfel de lux
Caracteristicile monitoarelor LCD
Tipuri de monitoare LCD
Monitorizați Straturile Compozite
Există două tipuri de monitoare LCD: DSTN (dual-scan twisted nematic) și TFT (thin film tranzistor), numite și matrice pasive și, respectiv, active. Astfel de monitoare constau din următoarele straturi: un filtru polarizant, un strat de sticlă, un electrod, un strat de control, cristale lichide, un alt strat de control, un electrod, un strat de sticlă și un filtru polarizant. Primele calculatoare au folosit matrici pasive alb-negru de opt inci (diagonale). Odată cu trecerea la tehnologia matricei active, dimensiunea ecranului a crescut. Aproape toate monitoarele LCD moderne folosesc panouri cu tranzistori cu peliculă subțire, care oferă imagini luminoase, clare, de dimensiuni mult mai mari.
Rezoluția monitorului
Dimensiunea monitorului determină spațiul de lucru pe care îl ocupă și, important, prețul acestuia. În ciuda clasificării stabilite a monitoarelor LCD în funcție de dimensiunea diagonală a ecranului (15-, 17-, 19-inch), o clasificare mai corectă se bazează pe rezoluția de funcționare. Cert este că, spre deosebire de monitoarele bazate pe CRT, a căror rezoluție poate fi modificată destul de flexibil, afișajele LCD au un set fix de pixeli fizici. De aceea sunt concepute să funcționeze cu o singură rezoluție, numită lucru. Indirect, această rezoluție determină și dimensiunea diagonală a matricei, totuși, monitoarele cu aceeași rezoluție de operare pot avea dimensiuni diferite ale matricei. De exemplu, monitoarele de 15 până la 16 inchi au, în general, o rezoluție de lucru de 1024 x 768, ceea ce înseamnă că un anumit monitor conține de fapt 1024 pixeli orizontali și 768 pixeli verticali. Rezoluția de funcționare a monitorului determină dimensiunea pictogramelor și fonturilor care vor fi afișate pe ecran. De exemplu, un monitor de 15 inchi poate avea o rezoluție de lucru atât de 1024 x 768, cât și de 1400 x 1050 pixeli. În acest din urmă caz, dimensiunile fizice ale pixelilor înșiși vor fi mai mici și, deoarece același număr de pixeli este utilizat atunci când se formează o pictogramă standard în ambele cazuri, atunci la o rezoluție de 1400×1050 pixeli pictograma va fi mai mică în ea. dimensiuni fizice. Pentru unii utilizatori, dimensiuni prea mici de pictograme cu o rezoluție mare a monitorului pot fi inacceptabile, așa că atunci când achiziționați un monitor ar trebui să acordați imediat atenție rezoluției de lucru. Desigur, monitorul este capabil să afișeze imagini cu o rezoluție diferită de cea de lucru. Acest mod de funcționare a monitorului se numește interpolare. În cazul interpolării, calitatea imaginii lasă de dorit. Modul de interpolare afectează semnificativ calitatea afișării fonturilor de pe ecran.
Interfața monitorului
Monitoarele LCD prin natura lor sunt dispozitive digitale, astfel încât interfața „nativă” pentru ele este interfața digitală DVI, care poate avea două tipuri de convectoare: DVI-I, care combină semnale digitale și analogice și DVI-D, care transmite doar un semnal digital. Se crede că interfața DVI este mai de preferat pentru conectarea unui monitor LCD la un computer, deși este permisă și conectarea printr-un conector D-Sub standard. Interfața DVI este susținută și de faptul că în cazul unei interfețe analogice are loc o conversie dublă a semnalului video: mai întâi, semnalul digital este convertit în analogic în placa video (conversie DAC), care este apoi transformat într-un semnal digital de către unitatea electronică a monitorului LCD însuși (conversie ADC), Ca urmare, crește riscul diferitelor distorsiuni ale semnalului. Multe monitoare LCD moderne au atât conectori D-Sub, cât și conectori DVI, ceea ce vă permite să conectați simultan două unități de sistem la monitor. De asemenea, puteți găsi modele care au doi conectori digitali. Modelele de birou ieftine au în mare parte doar un conector D-Sub standard.
Tip matrice LCD
Componenta de bază a matricei LCD sunt cristalele lichide. Există trei tipuri principale de cristale lichide: smectice, nematice și colesterice. În funcție de proprietățile lor electrice, toate cristalele lichide sunt împărțite în două grupuri principale: prima include cristale lichide cu anizotropie dielectrică pozitivă, a doua - cu anizotropie dielectrică negativă. Diferența constă în modul în care aceste molecule reacționează la un câmp electric extern. Moleculele cu anizotropie dielectrică pozitivă sunt orientate de-a lungul liniilor de câmp, iar moleculele cu anizotropie dielectrică negativă sunt orientate perpendicular pe liniile de câmp. Cristalele lichide nematice au anizotropie dielectrică pozitivă, în timp ce cristalele lichide smectice, dimpotrivă, au anizotropie dielectrică negativă. O altă proprietate remarcabilă a moleculelor LC este anizotropia lor optică. În special, dacă orientarea moleculelor coincide cu direcția de propagare a luminii polarizate în plan, atunci moleculele nu au niciun efect asupra planului de polarizare al luminii. Dacă orientarea moleculelor este perpendiculară pe direcția de propagare a luminii, atunci planul de polarizare este rotit astfel încât să fie paralel cu direcția de orientare a moleculelor. Anizotropia dielectrică și optică a moleculelor LC face posibilă utilizarea lor ca un fel de modulatori de lumină, permițând formarea imaginii dorite pe ecran. Principiul de funcționare a unui astfel de modulator este destul de simplu și se bazează pe schimbarea planului de polarizare a luminii care trece prin celula LCD. Celula LCD este situată între două polarizatoare, ale căror axe de polarizare sunt reciproc perpendiculare. Primul polarizator elimină radiația polarizată plană din lumina care trece de la lampa de iluminare de fundal. Dacă nu ar exista o celulă LC, atunci o astfel de lumină polarizată plană ar fi complet absorbită de cel de-al doilea polarizator. O celulă LCD plasată pe calea luminii polarizate în plan transmis poate roti planul de polarizare al luminii transmise. În acest caz, o parte din lumină trece prin al doilea polarizator, adică celula devine transparentă (complet sau parțial). În funcție de modul în care este controlată rotația planului de polarizare în celula LC, se disting mai multe tipuri de matrice LC. Deci, o celulă LCD plasată între două polarizatoare încrucișate permite modularea radiației transmise, creând gradații de culoare alb-negru. Pentru a obține o imagine color, este necesar să folosiți trei filtre de culoare: roșu (R), verde (G) și albastru (B), care, atunci când sunt instalate în calea luminii albe, vă vor permite să obțineți trei culori de bază în proportiile cerute. Deci, fiecare pixel al unui monitor LCD este format din trei sub-pixeli separati: roșu, verde și albastru, care sunt celule LCD controlate și diferă doar prin filtrele utilizate, instalate între placa de sticlă superioară și filtrul de polarizare de ieșire.
Clasificarea ecranelor TFT-LCD
Principalele tehnologii în fabricarea display-urilor LCD: TN+film, IPS (SFT) și MVA. Aceste tehnologii diferă prin geometria suprafețelor, polimer, plăci de control și electrod frontal. Puritatea și tipul polimerului cu proprietăți de cristal lichid utilizat în dezvoltări specifice sunt de mare importanță.
matricea TN
Structura celulei TN
O matrice de cristale lichide de tip TN (Twisted Nematic) este o structură multistrat constând din două filtre polarizante, doi electrozi transparenți și două plăci de sticlă, între care se află substanța nematică de cristal lichid cu anizotropie dielectrică pozitivă. Pe suprafața plăcilor de sticlă sunt aplicate caneluri speciale, ceea ce face posibilă crearea unei orientări inițial identice a tuturor moleculelor de cristale lichide de-a lungul plăcii. Canelurile de pe ambele plăci sunt reciproc perpendiculare, astfel încât stratul de molecule de cristal lichid dintre plăci își schimbă orientarea cu 90°. Se dovedește că moleculele LC formează o structură răsucită în spirală (Fig. 3), motiv pentru care astfel de matrici sunt numite Twisted Nematic. Plăcile de sticlă cu caneluri sunt situate între două filtre polarizante, iar axa de polarizare din fiecare filtru coincide cu direcția canelurilor de pe placă. În starea sa normală, o celulă LCD este deschisă deoarece cristalele lichide rotesc planul de polarizare a luminii care trece prin ele. Prin urmare, radiația polarizată plană generată după trecerea prin primul polarizator va trece și prin cel de-al doilea polarizator, deoarece axa sa de polarizare va fi paralelă cu direcția de polarizare a radiației incidente. Sub influența câmpului electric creat de electrozii transparenți, moleculele stratului de cristale lichide își schimbă orientarea spațială, aliniindu-se de-a lungul direcției liniilor de câmp. În acest caz, stratul de cristale lichide își pierde capacitatea de a roti planul de polarizare al luminii incidente, iar sistemul devine optic optic, deoarece toată lumina este absorbită de filtrul de polarizare de ieșire. În funcție de tensiunea aplicată între electrozii de control, este posibil să se schimbe orientarea moleculelor de-a lungul câmpului nu complet, ci doar parțial, adică să se regleze gradul de răsucire al moleculelor LC. Acest lucru, la rândul său, vă permite să modificați intensitatea luminii care trece prin celula LCD. Astfel, prin instalarea unei lămpi de iluminare de fundal în spatele matricei LCD și schimbarea tensiunii dintre electrozi, puteți varia gradul de transparență al unei celule LCD. Matricele TN sunt cele mai comune și mai ieftine. Au anumite dezavantaje: unghiuri de vizualizare nu foarte mari, contrast redus și incapacitatea de a obține culoarea neagră perfectă. Faptul este că, chiar și atunci când tensiunea maximă este aplicată celulei, este imposibil să rotiți complet moleculele LC și să le orientați de-a lungul liniilor de câmp. Prin urmare, astfel de matrici rămân ușor transparente chiar și atunci când pixelul este complet oprit. Al doilea dezavantaj este legat de unghiurile mici de vizualizare. Pentru a o elimina parțial, pe suprafața monitorului este aplicată o peliculă specială de împrăștiere, ceea ce vă permite să măriți unghiul de vizualizare. Această tehnologie se numește TN+Film, ceea ce indică prezența acestui film. A afla exact ce tip de matrice este utilizat pe monitor nu este atât de ușor. Cu toate acestea, dacă există un pixel „rupt” pe monitor rezultat din defecțiunea tranzistorului care controlează celula LCD, atunci în matricele TN se va aprinde întotdeauna puternic (roșu, verde sau albastru), deoarece pentru o matrice TN un pixelul deschis corespunde unei lipse de tensiune pe celulă. Puteți recunoaște o matrice TN uitându-vă la culoarea neagră la luminozitate maximă - dacă este mai mult gri decât negru, atunci probabil că este o matrice TN.
Matrice IPS
Structura celulei IPS
Monitoarele cu matrice IPS sunt numite și monitoare Super TFT. O caracteristică distinctivă a matricelor IPS este că electrozii de control sunt localizați în același plan pe partea inferioară a celulei LCD. În absența tensiunii între electrozi, moleculele LC sunt situate paralele între ele, electrozii și direcția de polarizare a filtrului de polarizare inferior. În această stare, ele nu afectează unghiul de polarizare al luminii transmise, iar lumina este complet absorbită de filtrul de polarizare de ieșire, deoarece direcțiile de polarizare ale filtrelor sunt perpendiculare între ele. Când se aplică tensiune electrozilor de control, câmpul electric generat rotește moleculele LC cu 90°, astfel încât acestea să fie orientate de-a lungul liniilor de câmp. Dacă lumina trece printr-o astfel de celulă, atunci din cauza rotației planului de polarizare, filtrul de polarizare superior va transmite lumină fără interferențe, adică celula va fi în stare deschisă (Fig. 4). Prin variarea tensiunii dintre electrozi, este posibil să forțați moleculele LC să se rotească în orice unghi, modificând astfel transparența celulei. În toate celelalte privințe, celulele IPS sunt similare cu matricele TN: o imagine color este, de asemenea, formată prin utilizarea a trei filtre de culoare. Matricele IPS au atât avantaje, cât și dezavantaje în comparație cu matricele TN. Avantajul este faptul că în acest caz culoarea este perfect neagră, și nu gri, ca în matricele TN. Un alt avantaj incontestabil al acestei tehnologii este unghiurile mari de vizualizare. Dezavantajele matricelor IPS includ un timp de răspuns mai lung al pixelilor decât pentru matricele TN. Cu toate acestea, vom reveni la problema timpului de reacție a pixelilor mai târziu. În concluzie, observăm că există diverse modificări ale matricelor IPS (Super IPS, Dual Domain IPS) care le pot îmbunătăți caracteristicile.
Matrice MVA
Structura domeniului unei celule MVA
MVA este o dezvoltare a tehnologiei VA, adică o tehnologie cu ordonare moleculară verticală. Spre deosebire de matricele TN și IPS, în acest caz se folosesc cristale lichide cu anizotropie dielectrică negativă, care sunt orientate perpendicular pe direcția liniilor câmpului electric. În absența tensiunii între plăcile celulei LC, toate moleculele de cristale lichide sunt orientate vertical și nu au niciun efect asupra planului de polarizare a luminii transmise. Deoarece lumina trece prin două polarizatoare încrucișate, este complet absorbită de cel de-al doilea polarizator și celula este în stare închisă, în timp ce, spre deosebire de matricea TN, este posibil să se obțină o culoare perfect neagră. Când se aplică o tensiune electrozilor aflați deasupra și dedesubt, moleculele se rotesc cu 90°, orientându-se perpendicular pe liniile câmpului electric. Când lumina polarizată plană trece printr-o astfel de structură, planul de polarizare se rotește cu 90 ° și lumina trece liber prin polarizatorul de ieșire, adică celula LC este în stare deschisă. Avantajele sistemelor cu ordonarea verticală a moleculelor sunt capacitatea de a obține culoarea neagră ideală (care, la rândul său, afectează capacitatea de a obține imagini cu contrast ridicat) și timpul de răspuns scurt al pixelilor. Pentru a crește unghiurile de vizualizare, sistemele cu ordonarea verticală a moleculelor utilizează o structură multidomeniu, ceea ce duce la crearea de matrici de tip MVA. Ideea din spatele acestei tehnologii este că fiecare subpixel este împărțit în mai multe zone (domenii) folosind proeminențe speciale, care modifică ușor orientarea moleculelor, forțându-le să se alinieze cu suprafața proeminenței. Acest lucru duce la faptul că fiecare astfel de domeniu strălucește în propria sa direcție (într-un anumit unghi solid), iar totalitatea tuturor direcțiilor extinde unghiul de vizualizare al monitorului. Avantajele matricelor MVA includ contrastul ridicat (datorită capacității de a obține o culoare perfect neagră) și unghiuri mari de vizualizare (până la 170°). În prezent, există mai multe varietăți de tehnologie MVA, de exemplu PVA (Patterned Vertical Alignment) de la Samsung, MVA-Premium etc., care îmbunătățesc și mai mult caracteristicile matricelor MVA.
Luminozitate
Astăzi, la monitoarele LCD, luminozitatea maximă declarată în documentația tehnică variază de la 250 la 500 cd/m2. Și dacă luminozitatea monitorului este suficient de mare, atunci acest lucru este neapărat indicat în broșurile publicitare și prezentat ca unul dintre principalele avantaje ale monitorului. Cu toate acestea, tocmai aici se află una dintre capcane. Paradoxul este că este imposibil să te bazezi pe numerele indicate în documentația tehnică. Acest lucru se aplică nu numai luminozității, ci și contrastului, unghiurilor de vizualizare și timpului de răspuns al pixelilor. Nu numai că pot să nu corespundă deloc cu valorile reale observate, dar uneori este chiar dificil de înțeles ce înseamnă aceste numere. În primul rând, există diferite tehnici de măsurare descrise în diferite standarde; În consecință, măsurătorile efectuate folosind diferite metode dau rezultate diferite și este puțin probabil să puteți afla exact ce metodă și cum au fost efectuate măsurătorile. Iată un exemplu simplu. Luminozitatea măsurată depinde de temperatura culorii, dar când se spune că luminozitatea monitorului este de 300 cd/m2, se pune întrebarea: la ce temperatură de culoare se atinge această luminozitate maximă? Mai mult, producătorii indică luminozitatea nu pentru monitor, ci pentru matricea LCD, ceea ce nu este deloc același lucru. Pentru a măsura luminozitatea, sunt utilizate semnale speciale ale generatorului de referință cu o temperatură de culoare specificată cu precizie, astfel încât caracteristicile monitorului în sine ca produs final pot diferi semnificativ de cele menționate în documentația tehnică. Dar pentru utilizator, caracteristicile monitorului în sine, și nu matricea, sunt de o importanță capitală. Luminozitatea este o caracteristică cu adevărat importantă pentru un monitor LCD. De exemplu, dacă luminozitatea este insuficientă, este puțin probabil să puteți juca diverse jocuri sau să vizionați filme pe DVD. În plus, va fi incomod să lucrați la monitor în condiții de lumină naturală (iluminare externă). Cu toate acestea, ar fi prematur să se concluzioneze pe această bază că un monitor cu o luminozitate declarată de 450 cd/m2 este cumva mai bun decât un monitor cu o luminozitate de 350 cd/m2. În primul rând, după cum s-a menționat deja, luminozitatea declarată și reală nu sunt același lucru și, în al doilea rând, este suficient ca monitorul LCD să aibă o luminozitate de 200-250 cd/m2 (nu este declarată, dar efectiv observată). În plus, este important și modul în care este reglată luminozitatea monitorului. Din punct de vedere fizic, reglarea luminozității se poate face prin schimbarea luminozității luminii de fundal. Acest lucru se realizează fie prin reglarea curentului de descărcare în lampă (în monitoare, lămpile fluorescente cu catod rece, CCFL-urile sunt folosite ca iluminare de fundal), fie prin așa-numita modulare a lățimii impulsului a sursei de alimentare a lămpii. Cu modularea lățimii impulsului, tensiunea este furnizată lămpii de iluminare de fundal în impulsuri de o anumită durată. Ca urmare, lumina de fundal nu strălucește constant, ci doar la intervale de timp care se repetă periodic, dar din cauza inerției vederii, se pare că lampa este aprinsă în mod constant (rata de repetare a pulsului este mai mare de 200 Hz). Evident, prin modificarea lățimii impulsurilor de tensiune furnizate, puteți regla luminozitatea medie a luminii de fundal. Pe lângă reglarea luminozității monitorului folosind iluminarea de fundal, uneori această ajustare este efectuată de matrice în sine. De fapt, o componentă de curent continuu este adăugată la tensiunea de control la electrozii celulei LCD. Acest lucru permite celulei LCD să se deschidă complet, dar nu îi permite să se închidă complet. În acest caz, pe măsură ce luminozitatea crește, culoarea neagră încetează să mai fie neagră (matricea devine parțial transparentă chiar și atunci când celula LCD este închisă).
Contrast
O caracteristică la fel de importantă a unui monitor LCD este contrastul acestuia, care este definit ca raportul dintre luminozitatea fundalului alb și luminozitatea fundalului negru. Teoretic, contrastul monitorului nu ar trebui să depindă de nivelul de luminozitate setat pe monitor, adică la orice nivel de luminozitate, contrastul măsurat ar trebui să aibă aceeași valoare. Într-adevăr, luminozitatea fundalului alb este proporțională cu luminozitatea luminii de fundal. În mod ideal, raportul de transmisie a luminii a unei celule LCD în starea deschisă și închisă este o caracteristică a celulei LCD în sine, dar în practică acest raport poate depinde atât de temperatura de culoare setată, cât și de nivelul de luminozitate setat al monitorului. Recent, contrastul imaginii pe monitoarele digitale a crescut semnificativ, iar acum această cifră ajunge adesea la 500:1. Dar aici totul nu este atât de simplu. Cert este că contrastul poate fi specificat nu pentru monitor, ci pentru matrice. Cu toate acestea, după cum arată experiența, dacă pașaportul indică un contrast mai mare de 350:1, atunci acesta este suficient pentru funcționarea normală.
Unghi de vedere
Unghiul maxim de vizualizare (atât vertical, cât și orizontal) este definit ca unghiul din care contrastul imaginii în centru este de cel puțin 10:1. Unii producători de matrice, atunci când determină unghiurile de vizualizare, folosesc un raport de contrast de 5:1 mai degrabă decât 10:1, ceea ce introduce, de asemenea, o oarecare confuzie în specificațiile tehnice. Definiția formală a unghiurilor de vizualizare este destul de vagă și, cel mai important, nu are nicio legătură directă cu redarea corectă a culorii atunci când vizualizați o imagine într-un unghi. De fapt, pentru utilizatori, o circumstanță mult mai importantă este faptul că atunci când se vizualizează o imagine în unghi față de suprafața monitorului, nu apare o scădere a contrastului, ci distorsiuni de culoare. De exemplu, roșul se transformă în galben, iar verdele se transformă în albastru. Mai mult, astfel de distorsiuni se manifestă diferit în diferite modele: în unele devin vizibile chiar și la un unghi ușor, mult mai mic decât unghiul de vizualizare. Prin urmare, este fundamental greșit să compari monitoare pe baza unghiurilor de vizualizare. Se poate compara, dar o astfel de comparație nu are nicio semnificație practică.
Timp de răspuns în pixeli
Diagrama de timp tipică a pornirii pixelilor pentru o matrice TN+Film
Diagrama de timp tipică a opririi pixelilor pentru o matrice TN+Film
Timpul de reacție, sau timpul de răspuns al pixelilor, este de obicei indicat în documentația tehnică a monitorului și este considerat una dintre cele mai importante caracteristici ale monitorului (ceea ce nu este în întregime adevărat). La monitoarele LCD, timpul de răspuns al pixelilor, care depinde de tipul de matrice, este măsurat în zeci de milisecunde (în matricele noi TN+Film, timpul de răspuns al pixelilor este de 12 ms), ceea ce duce la estomparea imaginii în schimbare și poate fi vizibilă pentru ochi. Se face o distincție între timpul de pornire și oprire a pixelilor. Timpul de activare a pixelului se referă la perioada de timp necesară pentru deschiderea celulei LCD, iar timpul de oprire se referă la perioada de timp necesară pentru închiderea acesteia. Când vorbim despre timpul de reacție al unui pixel, ne referim la timpul total în care pixelul se aprinde și se oprește. Timpul la care un pixel se aprinde și timpul la care se oprește pot varia semnificativ. Când vorbesc despre timpul de răspuns al pixelilor indicat în documentația tehnică pentru monitor, se referă la timpul de răspuns al matricei, nu al monitorului. În plus, timpul de răspuns al pixelilor indicat în documentația tehnică este interpretat diferit de către diferiți producători de matrice. De exemplu, una dintre opțiunile pentru interpretarea timpului de pornire (dezactivare) a unui pixel este că acesta este momentul în care luminozitatea pixelului se schimbă de la 10 la 90% (de la 90 la 10%). Până acum, când vorbim despre măsurarea timpului de răspuns al pixelilor, se presupune că vorbim despre comutarea între culorile alb și negru. Dacă nu există probleme cu negru (pixelul este pur și simplu închis), atunci alegerea albului nu este evidentă. Cum se va schimba timpul de răspuns al unui pixel dacă este măsurat pe măsură ce comută între diferite semitonuri? Această întrebare este de mare importanță practică. Cert este că trecerea de la un fundal negru la unul alb, sau invers, este relativ rară în aplicațiile reale. În majoritatea aplicațiilor, tranzițiile între semitonuri sunt de obicei implementate. Și dacă timpul de comutare între culorile alb și negru se dovedește a fi mai mic decât timpul de comutare între tonuri de gri, atunci timpul de răspuns al pixelilor nu va avea nicio semnificație practică și nu vă puteți baza pe această caracteristică a monitorului. Ce concluzie se poate trage din cele de mai sus? Totul este foarte simplu: timpul de răspuns al pixelilor declarat de producător nu ne permite să judecăm clar caracteristicile dinamice ale monitorului. Este mai corect în acest sens să vorbim nu despre timpul în care un pixel comută între culorile alb și negru, ci despre timpul mediu al unui pixel între semitonuri.
Numărul de culori afișate
Toate monitoarele prin natura lor sunt dispozitive RGB, adică culoarea din ele se obține prin amestecarea în diverse proporții a celor trei culori de bază: roșu, verde și albastru. Astfel, fiecare pixel LCD este format din trei subpixeli de culoare. Pe lângă starea complet închisă sau complet deschisă a celulei LCD, sunt posibile și stări intermediare atunci când celula LCD este parțial deschisă. Acest lucru vă permite să formați o nuanță de culoare și să amestecați nuanțele de culoare ale culorilor de bază în proporțiile dorite. În acest caz, numărul de culori reproduse de monitor depinde teoretic de câte nuanțe de culoare pot fi formate în fiecare canal de culoare. Deschiderea parțială a celulei LCD se realizează prin aplicarea nivelului de tensiune necesar la electrozii de control. Prin urmare, numărul de nuanțe de culoare reproductibile din fiecare canal de culoare depinde de câte niveluri de tensiune diferite pot fi aplicate celulei LCD. Pentru a genera un nivel de tensiune arbitrar, va trebui să utilizați circuite DAC cu o capacitate mare de biți, ceea ce este extrem de costisitor. Prin urmare, monitoarele LCD moderne folosesc cel mai adesea DAC-uri pe 18 biți și mai rar - cele pe 24 de biți. Când utilizați un DAC pe 18 biți, există 6 biți pe canal de culoare. Acest lucru vă permite să generați 64 (26=64) niveluri de tensiune diferite și, în consecință, să obțineți 64 de nuanțe de culoare într-un canal de culoare. În total, prin amestecarea nuanțelor de culoare ale diferitelor canale, este posibil să se creeze 262.144 de nuanțe de culoare. Când se utilizează o matrice de 24 de biți (circuit DAC de 24 de biți), fiecare canal are 8 biți, ceea ce face posibilă generarea a 256 (28=256) nuanțe de culoare pe fiecare canal, iar în total o astfel de matrice reproduce 16.777.216 de nuanțe de culoare. În același timp, pentru multe matrice de 18 biți, fișa de date indică faptul că acestea reproduc 16,2 milioane de nuanțe de culoare. Care este problema aici și este posibil acest lucru? Se dovedește că în matricele de 18 biți, prin tot felul de trucuri, poți aduce numărul de nuanțe de culoare mai aproape de ceea ce este reprodus de matricele reale de 24 de biți. Pentru a extrapola tonurile de culoare în matrice de 18 biți, sunt utilizate două tehnologii (și combinații ale acestora): dithering și FRC (Frame Rate Control). Esența tehnologiei de dithering este că nuanțele de culoare lipsă sunt obținute prin amestecarea celor mai apropiate nuanțe de culoare ale pixelilor vecini. Să ne uităm la un exemplu simplu. Să presupunem că un pixel poate fi doar în două stări: deschis și închis, cu starea închisă a pixelului producând negru, iar starea deschisă producând roșu. Dacă în loc de un pixel luăm în considerare un grup de doi pixeli, atunci, pe lângă negru și roșu, putem obține și o culoare intermediară, extrapolând astfel de la un mod cu două culori la unul cu trei culori. Drept urmare, dacă inițial un astfel de monitor ar putea genera șase culori (două pentru fiecare canal), atunci după o astfel de dithering va reproduce deja 27 de culori. Schema de dithering are un dezavantaj semnificativ: o creștere a nuanțelor de culoare se obține prin reducerea rezoluției. De fapt, acest lucru crește dimensiunea pixelilor, ceea ce poate avea un impact negativ atunci când desenați detaliile imaginii. Esența tehnologiei FRC este de a manipula luminozitatea subpixelilor individuali prin pornirea/dezactivarea acestora. Ca și în exemplul anterior, un pixel este considerat fie negru (dezactivat), fie roșu (activat). Fiecare subpixel este comandat să se pornească la o rată de cadre, adică la o rată de cadre de 60 Hz, fiecărui subpixel i se comandă să se pornească de 60 de ori pe secundă. Acest lucru permite generarea culorii roșii. Dacă forțați pixelul să pornească nu de 60 de ori pe secundă, ci doar de 50 (la fiecare al 12-lea ciclu de ceas, opriți pixelul în loc să îl porniți), atunci luminozitatea rezultată a pixelului va fi de 83% din maxim, care va permite formarea unei nuanţe de culoare intermediare de roşu. Ambele metode de extrapolare a culorilor discutate au dezavantajele lor. În primul caz, există o posibilă pâlpâire a ecranului și o ușoară creștere a timpului de reacție, iar în al doilea, există posibilitatea pierderii detaliilor imaginii. Este destul de dificil să distingem o matrice de 18 biți cu extrapolare de culoare de o matrice adevărată de 24 de biți cu ochi. În același timp, costul unei matrice pe 24 de biți este mult mai mare.
Principiul de funcționare al afișajelor TFT-LCD
Principiul general al formării imaginii pe ecran este bine ilustrat în Fig. 1. Dar cum să controlezi luminozitatea subpixelilor individuali? De obicei, este explicat începătorilor astfel: în spatele fiecărui subpixel există un obturator cu cristale lichide. În funcție de tensiunea aplicată acestuia, transmite mai mult sau mai puțină lumină din spate. Și toată lumea își imaginează imediat un fel de amortizoare pe balamale mici care se rotesc la unghiul dorit... cam așa:
În realitate, desigur, totul este mult mai complicat. Nu există clapete de material pe balamale. Într-o matrice de cristale lichide reale, fluxul luminos este controlat cam așa:
Lumina din spate (urmărim imaginea de jos în sus) trece mai întâi prin filtrul de polarizare inferior (placă umbrită albă). Acum acesta nu mai este un curent de lumină obișnuit, ci unul polarizat. Apoi lumina trece prin electrozii de control translucizi (plăci galbene) și întâlnește un strat de cristale lichide pe drum. Prin schimbarea tensiunii de control, polarizarea fluxului luminos poate fi modificată cu până la 90 de grade (în imaginea din stânga) sau lăsată neschimbată (chiar acolo). Atenție, distracția este pe cale să înceapă! După stratul de cristale lichide sunt amplasate filtre de lumină și aici fiecare subpixel este colorat în culoarea dorită - roșu, verde sau albastru. Dacă ne uităm la ecranul cu filtrul de polarizare de sus scos, vom vedea milioane de subpixeli strălucitori - și fiecare strălucește cu luminozitate maximă, deoarece ochii noștri nu pot distinge polarizarea luminii. Cu alte cuvinte, fără polarizatorul superior vom vedea pur și simplu o strălucire albă uniformă pe întreaga suprafață a ecranului. Dar, de îndată ce puneți filtrul de polarizare superior, acesta va „dezvălui” toate modificările pe care cristalele lichide le-au făcut în polarizarea luminii. Unii subpixeli vor rămâne strălucitori, precum cel din stânga din figură, a cărui polarizare a fost modificată cu 90 de grade, iar unii se vor stinge, deoarece polarizatorul superior este în antifază față de cel inferior și nu transmite lumină cu polarizarea implicită. Există și subpixeli cu luminozitate intermediară - polarizarea fluxului de lumină care trece prin ei a fost rotită nu cu 90, ci cu un număr mai mic de grade, de exemplu, cu 30 sau 55 de grade.
Avantaje și dezavantaje
|
Simboluri: (+) avantaj, (~) acceptabil, (-) dezavantaj |
||
| Monitoare LCD
| Monitoare CRT
|
|
| Luminozitate | (+) de la 170 la 250 cd/m2 | (~) de la 80 la 120 cd/m2 |
| Contrast | (~) 200:1 până la 400:1 | (+) de la 350:1 la 700:1 |
| Unghiul de vizualizare (prin contrast) | (~) 110 până la 170 de grade | (+) peste 150 de grade |
| Unghiul de vizualizare (după culoare) | (-) de la 50 la 125 de grade | (~) peste 120 de grade |
| Permisiune | (-) Rezoluție unică cu dimensiune fixă a pixelilor. În mod optim, poate fi utilizat numai în această rezoluție; În funcție de funcțiile de expansiune sau compresie acceptate, pot fi utilizate rezoluții mai mari sau mai mici, dar nu sunt optime. | (+) Sunt acceptate diferite rezoluții. Cu toate rezoluțiile acceptate, monitorul poate fi utilizat optim. Limitarea este impusă doar de acceptabilitatea frecvenței de regenerare. |
| Frecvența verticală | (+) Frecvența optimă 60 Hz, care este suficientă pentru a evita pâlpâirea | (~) Numai la frecvențe de peste 75 Hz nu există nicio pâlpâire clar vizibilă |
| Erori de înregistrare a culorilor | (+) nr | (~) 0,0079 până la 0,0118 inchi (0,20 - 0,30 mm) |
| Concentrarea | (+) foarte bine | (~) de la satisfăcător la foarte bun> |
| Distorsiuni geometrice/liniare | (+) nr | (~) posibil |
| Pixeli sparți | (-) până la 8 | (+) nr |
| Semnal de intrare | (+) analogic sau digital | (~) numai analogic |
| Scalare la diferite rezoluții | (-) lipsește sau se folosesc metode de interpolare care nu necesită cheltuieli generale mari | (+) foarte bine |
| Precizia culorii | (~) True Color este acceptată și temperatura de culoare necesară este simulată | (+) True Color este acceptat și există o mulțime de dispozitive de calibrare a culorii pe piață, ceea ce este un plus sigur |
| Corecție gamma (ajustarea culorii la caracteristicile vederii umane) | (~) satisfăcător | (+) fotorealist |
| Uniformitate | (~) adesea imaginea este mai luminoasă la margini | (~) adesea imaginea este mai luminoasă în centru |
| Puritatea culorii/calitatea culorii | (~) bun | (+) ridicat |
| Pâlpâi | (+) nr | (~) nu se observă peste 85 Hz |
| Timp de inerție | (-) de la 20 la 30 ms. | (+) neglijabil |
| Formarea imaginii | (+) Imaginea este formată din pixeli, al căror număr depinde doar de rezoluția specifică a panoului LCD. Pasul pixelilor depinde doar de dimensiunea pixelilor înșiși, dar nu și de distanța dintre ei. Fiecare pixel este modelat individual pentru focalizare, claritate și definiție superioare. Imaginea este mai completă și mai netedă | (~) Pixelii sunt formați dintr-un grup de puncte (triade) sau dungi. Pasul unui punct sau a unei linii depinde de distanța dintre puncte sau linii de aceeași culoare. Ca rezultat, claritatea și claritatea imaginii depind în mare măsură de dimensiunea pasului punctului sau a liniilor și de calitatea CRT |
| Consumul de energie și emisiile | (+) Practic nu există radiații electromagnetice periculoase. Consumul de energie este cu aproximativ 70% mai mic decât monitoarele CRT standard (25 până la 40 W). | (-) Radiația electromagnetică este întotdeauna prezentă, dar nivelul depinde de dacă CRT îndeplinește vreun standard de siguranță. Consumul de energie în stare de funcționare este de 60 - 150 W. |
| Dimensiuni/greutate | (+) design plat, greutate redusă | (-) design greu, ocupă mult spațiu |
| Interfața monitorului | (+) Interfață digitală, totuși, majoritatea monitoarelor LCD au o interfață analogică încorporată pentru conectarea la cele mai comune ieșiri analogice ale adaptoarelor video | (-) Interfață analogică |
Literatură
- A.V.Petrochenkov „Hardware-calculator și periferice”, -106 pag.
- V.E. Figurnov „PC IBM pentru utilizator”, -67 pagini.
- „HARD "n" SOFT" (revista de computer pentru o gamă largă de utilizatori) Nr. 6 2003.
- N.I. Gurin „Lucrul la un computer personal”, - 128 de pagini.
Să ne uităm la designul unui modul LCD pentru un monitor de 19 inchi folosind exemplul unui modul LCD cu o matrice TN+Film de la cunoscutul producător taiwanez HannStar. Aceste module au fost folosite în monitoare sub mărcile Acer, LG, HP etc.
Sub capacul metalic de protecție există comenzi matrice situate pe o singură placă.
prin conectorul desemnat CN1, semnalele de semnalizare diferenţială de joasă tensiune LVDS și tensiunea de alimentare +5V sunt furnizate plăcii de control matrice.
Controlerul este responsabil pentru procesarea semnalelor LVDS de la scaler pe placa de control matrice
controlerul generează semnale care, prin decodoare fuzionate în cabluri, controlează tranzistorii cu efect de câmp TFT (Thin film tranzistor) ai subpixelilor matricei
în imaginea următoare puteți vedea cum sunt aranjați subpixelii matricei, alternând în ordinea R-G-B (roșu-verde-albastru)
cristalele lichide ale fiecărui subpixel sunt controlate de un tranzistor cu efect de câmp separat, adică într-o matrice cu o rezoluție de 1280x1024 există 1280x1024 = 13010720 pixeli, iar fiecare pixel la rândul său este format din trei subpixeli, astfel, numărul de tranzistori într-o matrice cu o rezoluție de 1280x1024 este 3932160.
Fără a intra în detalii despre polarizarea fluxului luminos, într-un mod simplificat, vă puteți imagina, în general, cum funcționează matricea LCD astfel: dacă aplicați tensiune la tranzistorul subpixel, atunci subpixelul NU va transmite lumină, dacă o faceți. nu aplicați tensiune, subpixelul va transmite lumină. Dacă toți cei trei subpixeli RGB transmit lumină, atunci vom vedea un punct alb (pixel) pe ecran, dacă toți cei trei subpixeli NU transmit lumină, atunci vom vedea un punct negru pe ecran. În funcție de intensitatea fluxului luminos (adică de unghiul de rotație al cristalelor lichide din subpixel) care trece prin trei filtre RGB de un pixel, putem obține un punct de orice culoare.
Un convertor realizat pe circuitul integrat U200 este responsabil pentru generarea tensiunilor de alimentare necesare pentru matricea TFT.
Dacă îndepărtați cadrul metalic și separați matricea LCD de reflector/ghid de lumină, veți descoperi că matricea este aproape transparentă
Să ne uităm la designul ghidajului/difuzorului de lumină. un cadru de plastic fixează trei filme (două de împrăștiere și una de polarizare între ele) pe suprafața ghidajului de lumină, care este o placă dreptunghiulară de plexiglas cu o grosime de ~10 mm.
sub ghidajul de lumină se află un substrat de plastic alb, grosime de 0,5 mm
pe partea ghidajului de lumină îndreptată spre substratul de plastic alb, se aplică un model special pentru a crea o iluminare uniformă în toate punctele afișajului
Piesa finală a difuzorului/ghidului de lumină „plăcintă” este o bază metalică; această bază conține elemente de fixare cu care întregul modul LCD este fixat în corpul monitorului.
Lămpile cu descărcare în gaz de înaltă tensiune CCFL (lampi fluorescente cu catod rece) sunt amplasate câte doi, orizontal deasupra și sub ghidajul luminii
Reflectorul este cu câțiva milimetri mai lung decât partea mai mare a plăcii de ghidare a luminii și servește și ca recipient, datorită căruia lămpile sunt fixate în partea de sus și de jos a ghidajului de lumină.
Datorită modelului special al ghidajului de lumină, lumina lămpilor este distribuită uniform pe întreaga zonă a ecranului. Există și alte modele de difuzoare fără o placă grea de ghidare a luminii și lămpi situate orizontal de sus în jos, cu un singur pas în spatele matricei LCD. Există modele de difuzor/ghid de lumină (iluminare de fundal) care folosesc mai multe lămpi, de exemplu 6, 8, 12
Important!
Acest material este destinat doar în scop informativ. Dacă nu aveți suficientă experiență în restaurarea dispozitivelor LCD, nu vă dezasamblați monitorul; ca urmare a unor acțiuni incorecte, puteți deteriora modulul LCD
