Për të riparuar një monitor LCD me duart tuaja, së pari duhet të kuptoni se nga cilat përbërës dhe blloqe kryesore elektronike përbëhet kjo pajisje dhe për çfarë është përgjegjës secili element i qarkut elektronik. Fillimi i mekanikës së radios në fillim të praktikës së tyre besojnë se suksesi në riparimin e çdo pajisjeje qëndron në disponueshmërinë e një diagrami qarkor të një pajisjeje specifike. Por në fakt, ky është një koncept i gabuar dhe një diagram qarku nuk është gjithmonë i nevojshëm.
Pra, le të hapim kapakun e monitorit të parë LCD që vjen në dorë dhe në praktikë do të kuptojmë strukturën e tij.
Monitor LCD. Blloqet kryesore funksionale.
Monitori LCD përbëhet nga disa blloqe funksionale, përkatësisht:
Paneli LCD
Paneli i kristalit të lëngshëm është një pajisje e plotë. Si rregull, montimi i një paneli LCD kryhet nga një prodhues specifik, i cili, përveç vetë matricës së kristalit të lëngshëm, integron në panelin LCD llambat fluoreshente të dritës së prapme, xhami të mbuluar me brymë, filtra me ngjyra polarizuese dhe një tabelë dekoderi elektronik që gjeneron tensione nga sinjalet dixhitale RGB për të kontrolluar portat e transistorëve me film të hollë (TFT).
Konsideroni përbërjen e panelit LCD të një monitori kompjuteri ACER AL1716. Paneli LCD është një pajisje e plotë funksionale dhe, si rregull, nuk ka nevojë ta çmontoni atë gjatë riparimeve, me përjashtim të zëvendësimit të llambave të dështuara të dritës së prapme.
Shënimi i panelit LCD: CHUNGHWA CLAA170EA
Në anën e pasme të panelit LCD ka një tabelë mjaft të madhe të qarkut të printuar, në të cilën është lidhur një kabllo me shumë pin nga bordi kryesor i kontrollit. Vetë bordi i qarkut të printuar është i fshehur nën një shirit metalik.
Pllaka e qarkut të printuar përmban një çip me shumë kunja NT7168F-00010. Ky mikroqark është i lidhur me matricën TFT dhe merr pjesë në formimin e imazhit në ekran. Nga mikroqarku NT7168F-00010 ka shumë kunja, të cilat formohen në dhjetë sythe nën përcaktimin S1-S10. Këto kabllo janë mjaft të hollë dhe duket se janë ngjitur në tabelën e qarkut të printuar në të cilën ndodhet çipi NT7168F.
Bordi i kontrollit
Bordi i kontrollit quhet gjithashtu bordi kryesor ( Bordi kryesor). Pllaka kryesore përmban dy mikroprocesorë. Njëri prej tyre është një mikrokontrollues 8-bitësh SM5964 me një bërthamë 8052 dhe memorie Flash të programueshme 64 kB.
Mikroprocesori SM5964 kryen një numër mjaft të vogël funksionesh. Një panel butoni dhe treguesi i funksionimit të monitorit janë të lidhur me të. Ky procesor kontrollon ndezjen/fikjen e monitorit dhe ndezjen e inverterit të dritës së prapme. Për të ruajtur cilësimet e përdoruesit, një çip memorie lidhet me mikrokontrolluesin nëpërmjet autobusit I 2 C. Në mënyrë tipike, këto janë çipa memorie jo të paqëndrueshme me tetë kunja të serisë 24LCxx.
Mikroprocesori i dytë në tabelën e kontrollit është i ashtuquajturi shkallëzues monitori (Kontrollues LCD) TSU16AK. Ky mikroqark ka shumë detyra. Kryen shumicën e funksioneve që lidhen me konvertimin dhe përpunimin e sinjalit video analog dhe përgatitjen e tij për furnizim në panelin LCD.
Në lidhje me një monitor LCD, duhet të kuptoni se është në thelb një pajisje dixhitale në të cilën i gjithë kontrolli i pikselëve të ekranit LCD ndodh në mënyrë dixhitale. Sinjali që vjen nga karta video e kompjuterit është analog dhe për ta shfaqur saktë në matricën LCD është e nevojshme të kryhen shumë transformime. Kjo është ajo për të cilën është krijuar një kontrollues grafik, ose ndryshe një shkallëzues monitori ose një kontrollues LCD.
Detyrat e kontrolluesit LCD përfshijnë të tilla si rillogaritja (shkallëzimi) i imazheve për rezolucione të ndryshme, formimi i një menuje OSD, përpunimi i sinjaleve analoge RGB dhe pulset e sinkronizimit. Në kontrollues, sinjalet analoge RGB konvertohen në ato dixhitale duke përdorur ADC 8-bitësh 3-kanalësh që funksionojnë në një frekuencë prej 80 MHz.
Shkallësuesi i monitorit TSU16AK ndërvepron me mikrokontrolluesin SM5964 nëpërmjet një autobusi dixhital. Për të përdorur panelin LCD, kontrolluesi grafik gjeneron sinjale sinkronizimi, frekuencë të orës dhe sinjale të inicializimit të matricës.
Mikrokontrolluesi TSU16AK është i lidhur nëpërmjet një kablloje me çipin NT7168F-00010 në tabelën e panelit LCD.
Nëse kontrolluesi grafik i monitorit nuk funksionon, si rregull, shfaqen defekte që lidhen me shfaqjen e saktë të figurës në ekran (mund të shfaqen shirita në ekran, etj.). Në disa raste, defekti mund të eliminohet duke bashkuar kapakët e shkallëzimit. Kjo është veçanërisht e vërtetë për monitorët që funksionojnë gjatë gjithë orës në kushte të vështira.
Gjatë funksionimit të zgjatur, ndodh ngrohja, e cila ka një efekt të keq në cilësinë e saldimit. Kjo mund të shkaktojë keqfunksionime. Defektet që lidhen me cilësinë e saldimit nuk janë të rralla dhe gjenden gjithashtu në pajisje të tjera, për shembull, DVD player. Shkaku i mosfunksionimit është degradimi ose bashkimi me cilësi të dobët i mikroqarqeve planare me shumë kunja.
Furnizimi me energji elektrike dhe inverter i dritës së prapme
Gjëja më interesante për t'u studiuar është furnizimi me energji i monitorit, pasi qëllimi i elementeve dhe qarkut janë më të lehtë për t'u kuptuar. Për më tepër, sipas statistikave, keqfunksionimet e furnizimit me energji elektrike, veçanërisht ato të kalimit, zënë një pozitë udhëheqëse midis të gjithë të tjerëve. Prandaj, njohuritë praktike të pajisjes, bazës së elementit dhe qarkut të furnizimit me energji elektrike sigurisht që do të jenë të dobishme në praktikën e riparimit të pajisjeve radio.
Furnizimi me energji për monitorin LCD përbëhet nga dy. E para është Përshtatës AC/DC ose me fjalë të tjera, një furnizim me energji komutuese në rrjet (njësi pulsi). E dyta - Inverter DC/AC . Në thelb, këta janë dy konvertues. Përshtatësi AC/DC përdoret për të kthyer tensionin alternativ 220 V në një tension të vogël DC. Në mënyrë tipike, tensionet nga 3.3 në 12 volt gjenerohen në daljen e një furnizimi me energji komutuese.
Inverteri DC/AC, përkundrazi, konverton tensionin direkt (DC) në tension alternativ (AC) me një vlerë prej rreth 600 - 700 V dhe një frekuencë rreth 50 kHz. Tensioni alternativ furnizohet me elektrodat e llambave fluoreshente të integruara në panelin LCD.
Së pari, le të shohim përshtatësin AC/DC. Shumica e furnizimeve me energji komutuese ndërtohen në bazë të mikroqarqeve të specializuara të kontrolluesve (për shembull, me përjashtim të karikuesve celularë të lirë).
Pra, në furnizimin me energji të një monitori LCD Acer AL1716 aplikuar mikroqark TOP245Y. Dokumentacioni (fletë e të dhënave) për këtë çip është i lehtë për t'u gjetur nga burime të hapura.
Në dokumentacionin për çipin TOP245Y mund të gjeni shembuj tipikë të diagrameve të qarkut të furnizimit me energji elektrike. Kjo mund të përdoret kur riparoni furnizimet me energji për monitorët LCD, pasi qarqet korrespondojnë kryesisht me ato standarde të treguara në përshkrimin e mikroqarkullimit.
Këtu janë disa shembuj të diagrameve të qarkut të furnizimit me energji bazuar në mikroqarqet e serisë TOP242-249.
Qarku i mëposhtëm përdor dy dioda penguese Schottky (MBR20100). Asamble të ngjashme diodash (SRF5-04) përdoren në njësinë e monitorit Acer AL1716 që po shqyrtojmë.
Vini re se diagramet e mësipërme të qarkut janë shembuj. Qarqet aktuale të blloqeve të pulsit mund të ndryshojnë pak.
Mikroqarku TOP245Y është një pajisje e plotë funksionale, kutia e së cilës përmban një kontrollues PWM dhe një transistor të fuqishëm me efekt në terren që kalon me një frekuencë të madhe nga dhjetëra në qindra kilohertz. Prandaj emri - furnizimi me energji komutuese.
Diagrami i funksionimit të një furnizimi me energji komutuese është si më poshtë:
Korrigjimi i tensionit alternativ të rrjetit 220V.
Ky operacion kryhet nga një urë diodike dhe një kondensator filtri. Pas korrigjimit, voltazhi në kondensator është pak më i lartë se tensioni i rrjetit. Fotografia tregon një urë diodë, dhe pranë saj është një kondensator elektrolitik filtrues (82 µF 450 V) - një fuçi blu.
Shndërrimi dhe reduktimi i tensionit duke përdorur një transformator.
Ndërrimi me një frekuencë prej disa dhjetëra deri në qindra kilohertz të tensionit të drejtpërdrejtë (>220 V) përmes mbështjelljes së një transformatori impuls me frekuencë të lartë. Ky operacion kryhet nga çipi TOP245Y. Transformatori i pulsit kryen të njëjtin rol si transformatori në përshtatësit e rrjetit konvencional, me një përjashtim. Funksionon në frekuenca më të larta, shumë herë më të larta se 50 herc.
Prandaj, prodhimi i mbështjelljeve të tij kërkon një numër më të vogël kthesash, dhe, rrjedhimisht, më pak bakër. Por kërkohet një bërthamë ferriti dhe jo prej çeliku transformator si në transformatorët 50 herc. Ata që nuk e dinë se çfarë është një transformator dhe pse përdoret, së pari lexojnë artikullin për transformatorin.
Rezultati është një transformator shumë kompakt. Vlen gjithashtu të theksohet se furnizimet me energji komutuese janë shumë ekonomike dhe kanë efikasitet të lartë.
Korrigjimi i tensionit alternativ të reduktuar nga një transformator.
Ky funksion kryhet nga dioda të fuqishme ndreqëse. Në këtë rast, përdoren montime diodash të etiketuara SRF5-04.
Për të korrigjuar rrymat me frekuencë të lartë, përdoren diodat Schottky dhe diodat konvencionale të fuqisë me kryqëzime p-n. Diodat konvencionale me frekuencë të ulët për korrigjimin e rrymave me frekuencë të lartë janë më pak të preferueshme, por përdoren për korrigjimin e tensioneve të larta (20 - 50 volt). Kjo duhet të merret parasysh kur zëvendësoni diodat me defekt.
Diodat Schottky kanë disa veçori që duhet të dini. Së pari, këto dioda kanë një kapacitet të ulët tranzicioni dhe janë në gjendje të kalojnë shpejt - kalojnë nga gjendja e hapur në të mbyllur. Kjo pronë përdoret për të operuar në frekuenca të larta. Diodat Schottky kanë një rënie të ulët të tensionit prej rreth 0,2-0,4 volt, kundrejt 0,6 - 0,7 volt për diodat konvencionale. Kjo veti rrit efikasitetin e tyre.
Diodat penguese Schottky gjithashtu kanë veti të padëshirueshme që pengojnë përdorimin e tyre më të gjerë në elektronikë. Ata janë shumë të ndjeshëm ndaj tensionit të kundërt të tepërt. Nëse tejkalohet tensioni i kundërt, dioda Schottky dështon në mënyrë të pakthyeshme.
Një diodë konvencionale kalon në modalitetin e prishjes së kthyeshme dhe mund të rikuperohet pas tejkalimit të vlerës së lejuar të tensionit të kundërt. Është kjo rrethanë që është thembra e Akilit, e cila shkakton djegien e diodave Schottky në qarqet ndreqës të të gjitha llojeve të furnizimit me energji komutuese. Kjo duhet të merret parasysh gjatë kryerjes së diagnostifikimit dhe riparimeve.
Për të eliminuar rritjet e tensionit që janë të rrezikshme për diodat Schottky dhe formohen në mbështjelljet e transformatorit në frontet e pulsit, përdoren të ashtuquajturat qarqe amortizimi. Në diagram është caktuar si R15C14 (shih Fig. 1).
Gjatë analizimit të qarkut të furnizimit me energji të monitorit LCD Acer AL1716, qarqe amortizimi u gjetën gjithashtu në tabelën e qarkut të printuar, të përbërë nga një rezistencë SMD 10 Ohm (R802, R806) dhe një kondensator (C802, C811). Ata mbrojnë diodat Schottky (D803, D805).
Vlen gjithashtu të përmendet se diodat Schottky përdoren në qarqet me tension të ulët me një tension të kundërt të kufizuar në disa dhjetëra volt. Prandaj, nëse kërkohet një tension prej disa dhjetëra volt (20-50), atëherë përdoren dioda të bazuara në kryqëzimet p-n. Kjo mund të shihet nëse shikoni fletën e të dhënave për çipin TOP245, i cili tregon disa qarqe tipike të furnizimit me energji elektrike me tensione të ndryshme dalëse (3.3 V; 5 V; 12 V; 19 V; 48 V).
Diodat Schottky janë të ndjeshme ndaj mbinxehjes. Në këtë drejtim, ato zakonisht instalohen në një radiator alumini për të shpërndarë nxehtësinë.
Ju mund të dalloni një diodë të bazuar në një kryqëzim pn nga një diodë e bazuar në një pengesë Schottky nga simboli grafik konvencional në diagram.
Simbol për një diodë me një pengesë Schottky.
Pas diodave ndreqës, instalohen kondensatorë elektrolitikë për të zbutur valëzimet e tensionit. Tjetra, duke përdorur tensionet që rezultojnë 12 V; 5 V; 3.3 V fuqizon të gjitha njësitë e monitorit LCD.
Inverter DC/AC
Për sa i përket qëllimit të tij, inverteri është i ngjashëm me ballastët elektronikë, të cilët përdoren gjerësisht në teknologjinë e ndriçimit për të fuqizuar llambat fluoreshente shtëpiake. Por, ka dallime të rëndësishme midis çakëllit elektronik dhe inverterit të monitorit LCD.
Një inverter i monitorit LCD zakonisht ndërtohet në një çip të specializuar, i cili zgjeron gamën e funksioneve dhe rrit besueshmërinë. Për shembull, inverteri i dritës së prapme të monitorit LCD Acer AL1716 është ndërtuar në bazë të një kontrolluesi PWM OZ9910G. Çipi i kontrolluesit është montuar në një tabelë të qarkut të printuar duke përdorur montim planar.
Inverteri konverton tensionin direkt, vlera e të cilit është 12 volt (në varësi të modelit të qarkut), në tension të alternuar prej 600-700 volt dhe një frekuencë prej 50 kHz.
Kontrolluesi i inverterit është i aftë të ndryshojë shkëlqimin e llambave fluoreshente. Sinjalet për ndryshimin e shkëlqimit të llambave vijnë nga kontrolluesi LCD. Transistorët me efekt në terren ose montimet e tyre janë të lidhura me mikroqarkun e kontrolluesit. Në këtë rast, dy asamble të transistorëve plotësues me efekt në terren janë të lidhura me kontrolluesin OZ9910G AP4501SD(Vetëm 4501S tregohet në trupin e çipit).
Gjithashtu, në tabelën e furnizimit me energji janë instaluar dy transformatorë me frekuencë të lartë, të cilët shërbejnë për rritjen e tensionit të alternuar dhe furnizimin e tij me elektrodat e llambave fluoreshente. Përveç elementëve kryesorë, bordi përmban të gjitha llojet e elementëve të radios që shërbejnë për të mbrojtur nga qarqet e shkurtra dhe mosfunksionimet e llambës.
Informacioni për riparimin e monitorëve LCD mund të gjendet në revista të specializuara riparimi. Për shembull, në revistën “Riparimi dhe shërbimi i pajisjeve elektronike” nr. 1, 2005 (fq. 35 – 40), diskutohet në detaje pajisja dhe diagrami i qarkut të monitorit LCD “Rover Scan Optima 153”.
Ndër keqfunksionimet e monitorit, ka mjaft shpesh ato që mund të rregullohen lehtësisht me duart tuaja në pak minuta. Për shembull, monitori LCD i përmendur tashmë Acer AL1716 erdhi në tryezën e riparimit për shkak të një kontakti të prishur të prizës për lidhjen e kordonit të energjisë. Si rezultat, monitori fiket spontanisht.
Pas çmontimit të monitorit LCD, u zbulua se në vendin e kontaktit të dobët u formua një shkëndijë e fuqishme, gjurmët e së cilës zbuloheshin lehtësisht në tabelën e qarkut të printuar të furnizimit me energji elektrike. Gjithashtu u formua një shkëndijë e fuqishme sepse në momentin e kontaktit ngarkohet kondensatori elektrolitik në filtrin ndreqës. Shkaku i mosfunksionimit është degradimi i saldimit.
 |
| Degradimi i saldimit duke shkaktuar dështimin e monitorit |
Vlen gjithashtu të përmendet se ndonjëherë shkaku i mosfunksionimit mund të jetë një prishje e diodave të urës së diodës ndreqës.
Imazhi formohet duke përdorur elementë individualë, zakonisht përmes një sistemi skanimi. Pajisjet e thjeshta (orë elektronike, telefona, lojtarë, termometra, etj.) mund të kenë një ekran pikturë njëngjyrëshe ose 2-5 ngjyra. Imazhi shumëngjyrësh është krijuar duke përdorur 2008) në shumicën e monitorëve të desktopit bazuar në matricat TN- (dhe disa *VA), si dhe në të gjitha ekranet e laptopëve, përdoren matrica me ngjyra 18-bit (6 bit për kanal), 24-bit. është emuluar me dridhje dhe dridhje.
Pajisja e monitorit LCD
Nënpiksel i ekranit LCD me ngjyra
Çdo piksel i një ekrani LCD përbëhet nga një shtresë molekulash midis dy elektrodave transparente dhe dy filtrave polarizues, rrafshet e polarizimit të të cilëve janë (zakonisht) pingul. Në mungesë të kristaleve të lëngëta, drita e transmetuar nga filtri i parë bllokohet pothuajse plotësisht nga i dyti.
Sipërfaqja e elektrodave në kontakt me kristalet e lëngëta trajtohet posaçërisht për të orientuar fillimisht molekulat në një drejtim. Në një matricë TN, këto drejtime janë reciproke pingul, kështu që molekulat, në mungesë të tensionit, rreshtohen në një strukturë spirale. Kjo strukturë e thyen dritën në atë mënyrë që rrafshi i polarizimit të tij rrotullohet përpara filtrit të dytë dhe drita kalon nëpër të pa humbje. Përveç thithjes së gjysmës së dritës së papolarizuar nga filtri i parë, qeliza mund të konsiderohet transparente. Nëse tensioni aplikohet në elektroda, molekulat priren të rreshtohen në drejtim të fushës, gjë që shtrembëron strukturën e vidës. Në këtë rast, forcat elastike e kundërshtojnë këtë dhe kur voltazhi fiket, molekulat kthehen në pozicionin e tyre origjinal. Me një forcë të mjaftueshme të fushës, pothuajse të gjitha molekulat bëhen paralele, gjë që çon në një strukturë të errët. Duke ndryshuar tensionin, mund të kontrolloni shkallën e transparencës. Nëse një tension konstant aplikohet për një kohë të gjatë, struktura e kristalit të lëngshëm mund të degradohet për shkak të migrimit të joneve. Për të zgjidhur këtë problem, përdoret rryma alternative, ose ndryshimi i polaritetit të fushës sa herë që adresohet qeliza (opaciteti i strukturës nuk varet nga polariteti i fushës). Në të gjithë matricën, është e mundur të kontrollohet secila prej qelizave individualisht, por me rritjen e numrit të tyre, kjo bëhet e vështirë për t'u arritur, pasi rritet numri i elektrodave të kërkuara. Prandaj, adresimi i rreshtave dhe kolonave përdoret pothuajse kudo. Drita që kalon nëpër qeliza mund të jetë e natyrshme - e reflektuar nga nënshtresa (në ekranet LCD pa ndriçim të pasmë). Por përdoret më shpesh, përveçse është i pavarur nga ndriçimi i jashtëm, ai gjithashtu stabilizon vetitë e imazhit që rezulton. Kështu, një monitor LCD i plotë përbëhet nga elektronikë që përpunon sinjalin e videos hyrëse, një matricë LCD, një modul të dritës së prapme, një furnizim me energji elektrike dhe një strehim. Është kombinimi i këtyre komponentëve që përcakton vetitë e monitorit në tërësi, megjithëse disa karakteristika janë më të rëndësishme se të tjerat.
Specifikimet e monitorit LCD
Karakteristikat më të rëndësishme të monitorëve LCD:
- Rezolucioni: Dimensionet horizontale dhe vertikale të shprehura në pixel. Ndryshe nga monitorët CRT, LCD-të kanë një rezolucion fizik "vendas", pjesa tjetër arrihet me interpolim.
Fragment i matricës së monitorit LCD (0,78x0,78 mm), i zmadhuar 46 herë.
- Madhësia e pikës: distanca midis qendrave të pikselëve ngjitur. E lidhur drejtpërdrejt me rezolucionin fizik.
- Raporti i pamjes së ekranit (formati): Raporti i gjerësisë me lartësinë, për shembull: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.
- Diagonalja e dukshme: Madhësia e vetë panelit, e matur diagonalisht. Zona e ekraneve varet gjithashtu nga formati: një monitor me format 4:3 ka një zonë më të madhe se një me format 16:9 me të njëjtën diagonale.
- Kontrasti: raporti i shkëlqimit të pikave më të lehta dhe më të errëta. Disa monitorë përdorin një nivel përshtatës të dritës së prapme duke përdorur llamba shtesë.
- Shkëlqimi: Sasia e dritës së emetuar nga një ekran, e matur zakonisht në kandela për metër katror.
- Koha e përgjigjes: Koha minimale që i duhet një piksel për të ndryshuar ndriçimin e tij. Metodat e matjes janë të diskutueshme.
- Këndi i shikimit: këndi në të cilin rënia e kontrastit arrin një vlerë të caktuar llogaritet ndryshe për lloje të ndryshme matricash dhe nga prodhues të ndryshëm dhe shpesh nuk mund të krahasohet.
- Lloji i matricës: teknologjia e përdorur për të bërë ekranin LCD.
- Hyrjet: (p.sh. DVI, HDMI, etj.).
teknologjitë
Orë me ekran LCD
Monitorët LCD u zhvilluan në vitin 1963 në Qendrën Kërkimore David Sarnoff të RCA, Princeton, New Jersey.
Teknologjitë kryesore në prodhimin e ekraneve LCD: TN+film, IPS dhe MVA. Këto teknologji ndryshojnë në gjeometrinë e sipërfaqeve, polimerit, pllakës së kontrollit dhe elektrodës së përparme. Pastërtia dhe lloji i polimerit me vetitë e kristalit të lëngët i përdorur në dizajne specifike janë të një rëndësie të madhe.
Koha e reagimit të monitorëve LCD të projektuar duke përdorur teknologjinë SXRD. Ekran reflektues i silikonit X-tal - matrica e kristalit të lëngët reflektues të silikonit), e reduktuar në 5 ms. Sony, Sharp dhe Philips zhvilluan së bashku teknologjinë PALC. Kristal i lëngshëm i adresuar me plazmë - kontrolli i plazmës i kristaleve të lëngëta), i cili kombinon avantazhet e LCD (shkëlqimi dhe pasuria e ngjyrave, kontrasti) dhe panelet plazma (kënde të mëdha shikimi horizontalisht, H, dhe vertikalisht, V, shpejtësia e lartë e përditësimit). Këto ekrane përdorin qelizat e plazmës së shkarkimit të gazit si kontroll të ndriçimit, dhe një matricë LCD përdoret për filtrimin e ngjyrave. Teknologjia PALC lejon që çdo piksel i ekranit të adresohet individualisht, që do të thotë kontrollueshmëri dhe cilësi imazhi të pakrahasueshme.
TN+film (Twisted Nematic + film)
Pjesa "film" në emrin e teknologjisë nënkupton një shtresë shtesë që përdoret për të rritur këndin e shikimit (afërsisht nga 90° në 150°). Aktualisht, prefiksi "film" shpesh hiqet, duke i quajtur matrica të tilla thjesht TN. Fatkeqësisht, një mënyrë për të përmirësuar kontrastin dhe kohën e përgjigjes për panelet TN nuk është gjetur ende, dhe koha e përgjigjes së këtij lloji të matricës është aktualisht një nga më të mirat, por niveli i kontrastit nuk është.
Filmi TN + është teknologjia më e thjeshtë.
Matrica e filmit TN+ funksionon kështu: Kur nuk aplikohet tension në nënpikselët, kristalet e lëngëta (dhe drita e polarizuar që ata transmetojnë) rrotullohen 90° në raport me njëri-tjetrin në rrafshin horizontal në hapësirën midis dy pllakave. Dhe meqenëse drejtimi i polarizimit të filtrit në pllakën e dytë bën një kënd prej 90° me drejtimin e polarizimit të filtrit në pllakën e parë, drita kalon nëpër të. Nëse nënpikselët e kuq, jeshil dhe blu janë plotësisht të ndriçuar, një pikë e bardhë do të shfaqet në ekran.
Përparësitë e teknologjisë përfshijnë kohën më të shkurtër të përgjigjes midis matricave moderne, si dhe koston e ulët.
IPS (Ndërrimi në aeroplan)
Teknologjia e ndërrimit në aeroplan u zhvillua nga Hitachi dhe NEC dhe kishte për qëllim të kapërcejë disavantazhet e filmit TN+. Megjithatë, megjithëse IPS ishte në gjendje të rriste këndin e shikimit në 170°, si dhe kontrastin e lartë dhe riprodhimin e ngjyrave, koha e përgjigjes mbeti në një nivel të ulët.
Për momentin, matricat e bëra duke përdorur teknologjinë IPS janë të vetmit monitorë LCD që transmetojnë gjithmonë thellësinë e plotë të ngjyrave RGB - 24 bit, 8 bit për kanal. Matricat TN janë pothuajse gjithmonë 6-bit, siç është pjesa MVA.
Nëse nuk aplikohet tension në matricën IPS, molekulat e kristalit të lëngshëm nuk rrotullohen. Filtri i dytë është gjithmonë i kthyer pingul me të parin dhe asnjë dritë nuk kalon nëpër të. Prandaj, shfaqja e ngjyrës së zezë është afër idealit. Nëse transistori dështon, pikeli "i thyer" për një panel IPS nuk do të jetë i bardhë, si për një matricë TN, por i zi.
Kur aplikohet një tension, molekulat e kristalit të lëngshëm rrotullohen pingul me pozicionin e tyre fillestar dhe transmetojnë dritë.
IPS tani po zëvendësohet nga teknologjia S-IPS(Super-IPS, viti Hitachi), i cili trashëgon të gjitha avantazhet e teknologjisë IPS duke reduktuar kohën e përgjigjes. Por, përkundër faktit se ngjyra e paneleve S-IPS i është afruar monitorëve konvencionalë CRT, kontrasti mbetet ende një pikë e dobët. S-IPS përdoret në mënyrë aktive në panele që variojnë në madhësi nga 20", LG.Philips, NEC mbeten prodhuesit e vetëm të paneleve që përdorin këtë teknologji.
AS-IPS- Teknologjia e avancuar Super IPS (Advanced Super-IPS), u zhvillua gjithashtu nga Hitachi Corporation në këtë vit. Përmirësimet kishin të bënin kryesisht me nivelin e kontrastit të paneleve konvencionale S-IPS, duke e afruar atë me kontrastin e paneleve S-PVA. AS-IPS përdoret gjithashtu si emër për monitorët LG.Philips.
A-TW-IPS- Advanced True White IPS (IPS i avancuar me të bardhë të vërtetë), i zhvilluar nga LG.Philips për korporatën. Fuqia e shtuar e fushës elektrike bëri të mundur arritjen e këndeve dhe ndriçimit edhe më të madh të shikimit, si dhe zvogëlimin e distancës ndërpikselë. Ekranet e bazuara në AFFS përdoren kryesisht në tablet PC, në matricat e prodhuara nga Hitachi Displays.
*VA (Rreshtimi vertikal)
MVA- Rreshtimi vertikal me shumë domene. Kjo teknologji u zhvillua nga Fujitsu si një kompromis midis teknologjive TN dhe IPS. Këndet e shikimit horizontal dhe vertikal për matricat MVA janë 160° (në modelet moderne të monitorit deri në 176-178 gradë), dhe falë përdorimit të teknologjive të përshpejtimit (RTC), këto matrica nuk janë shumë prapa TN+Film në kohën e përgjigjes, por tejkalojnë ndjeshëm karakteristikat e këtyre të fundit për nga thellësia e ngjyrave dhe saktësia e riprodhimit të tyre.
MVA është pasardhësi i teknologjisë VA të prezantuar në 1996 nga Fujitsu. Kur voltazhi fiket, kristalet e lëngëta të matricës VA janë të rreshtuara pingul me filtrin e dytë, domethënë ato nuk transmetojnë dritë. Kur aplikohet tension, kristalet rrotullohen 90° dhe në ekran shfaqet një pikë e lehtë. Ashtu si në matricat IPS, pikselët nuk transmetojnë dritë kur nuk ka tension, kështu që kur dështojnë ato janë të dukshme si pika të zeza.
Përparësitë e teknologjisë MVA janë ngjyra e zezë e thellë dhe mungesa e një strukture kristalore spirale dhe e një fushe magnetike të dyfishtë.
Disavantazhet e MVA në krahasim me S-IPS: humbja e detajeve në hije kur shikohet pingul, varësia e balancës së ngjyrave të imazhit nga këndi i shikimit, koha më e gjatë e reagimit.
Analogët e MVA janë teknologjitë:
- PVA (Rreshtimi vertikal me model) nga Samsung.
- Super PVA nga Samsung.
- Super MVA nga CMO.
Matricat MVA/PVA konsiderohen si një kompromis midis TN dhe IPS, si në kosto ashtu edhe në cilësitë e konsumatorit.
Avantazhet dhe disavantazhet
Shtrembërimi i imazhit në monitorin LCD në një kënd të gjerë shikimi
Fotografi makro e një matrice tipike LCD. Në qendër mund të shihni dy nënpikselë të dëmtuar (jeshile dhe blu).
Aktualisht, monitorët LCD janë drejtimi kryesor, me zhvillim të shpejtë në teknologjinë e monitorëve. Përparësitë e tyre përfshijnë: madhësinë dhe peshën e vogël në krahasim me CRT. Monitorët LCD, ndryshe nga CRT-të, nuk kanë dridhje të dukshme, defekte të fokusimit dhe konvergjencës, ndërhyrje nga fushat magnetike ose probleme me gjeometrinë dhe qartësinë e imazhit. Konsumi i energjisë i monitorëve LCD është 2-4 herë më pak se ai i ekraneve CRT dhe plazma të madhësive të krahasueshme. Konsumi i energjisë i monitorëve LCD përcaktohet 95% nga fuqia e llambave të dritës së prapme ose matricës së dritës së prapme LED. dritën e prapme- drita e pasme) matrica LCD. Në shumë monitorë modernë (2007), për të rregulluar ndriçimin e ekranit nga përdoruesi, përdoret modulimi i gjerësisë së pulsit të llambave të dritës së prapme me një frekuencë prej 150 deri në 400 ose më shumë Hertz. Ndriçimi LED përdoret kryesisht në ekranet e vegjël, megjithëse vitet e fundit është përdorur gjithnjë e më shumë në laptopë dhe madje edhe në monitorë desktop. Megjithë vështirësitë teknike të zbatimit të tij, ai gjithashtu ka avantazhe të dukshme ndaj llambave fluoreshente, për shembull, një spektër më të gjerë emetimi, dhe për këtë arsye një gamë më të gjerë ngjyrash.
Nga ana tjetër, monitorët LCD kanë gjithashtu disa disavantazhe, të cilat shpesh janë thelbësisht të vështira për t'u eliminuar, për shembull:
- Ndryshe nga CRT-të, ato mund të shfaqin një imazh të qartë në vetëm një rezolucion ("standard"). Pjesa tjetër arrihet me interpolim me humbje të qartësisë. Për më tepër, rezolucionet që janë shumë të ulëta (për shembull 320x200) nuk mund të shfaqen fare në shumë monitorë.
- Gama e ngjyrave dhe saktësia e ngjyrave janë më të ulëta se ato të paneleve plazmatike dhe CRT-ve, përkatësisht. Shumë monitorë kanë pabarazi të pariparueshme në transmetimin e shkëlqimit (vija në gradient).
- Shumë monitorë LCD kanë kontrast relativisht të ulët dhe thellësi të zezë. Rritja e kontrastit aktual shoqërohet shpesh me thjesht rritjen e ndriçimit të dritës së prapme, deri në nivele të pakëndshme. Veshja me shkëlqim e përdorur gjerësisht e matricës ndikon vetëm në kontrastin subjektiv në kushtet e ndriçimit të ambientit.
- Për shkak të kërkesave strikte për trashësi konstante të matricës, ekziston një problem i ngjyrës së pabarabartë (pabarazia e dritës së prapme).
- Shpejtësia aktuale e ndryshimit të imazhit mbetet gjithashtu më e ulët se ajo e ekraneve CRT dhe plazma. Teknologjia Overdrive e zgjidh problemin e shpejtësisë vetëm pjesërisht.
- Varësia e kontrastit nga këndi i shikimit mbetet ende një disavantazh i rëndësishëm i teknologjisë.
- Monitorët LCD të prodhuar në masë janë më të prekshëm se CRT-të. Matrica e pambrojtur nga xhami është veçanërisht e ndjeshme. Nëse shtypet fort, mund të ndodhë degradim i pakthyeshëm. Ekziston edhe problemi i pikselëve me defekt.
- Në kundërshtim me besimin popullor, pikselat e monitorit LCD degradohen, megjithëse shkalla e degradimit është më e ngadalta se çdo teknologji e ekranit.
Ekranet OLED shpesh konsiderohen si një teknologji premtuese që mund të zëvendësojë monitorët LCD. Nga ana tjetër, kjo teknologji ka hasur në vështirësi në prodhimin masiv, veçanërisht për matricat me diagonale të mëdha.
Shiko gjithashtu
- Zona e dukshme e ekranit
- Veshje kundër shkëlqimit
- sq: Drita e prapme
Lidhjet
- Informacion rreth llambave fluoreshente të përdorura për ndriçimin e pasmë të matricës LCD
- Ekrane me kristal të lëngshëm (teknologji TN + film, IPS, MVA, PVA)
Letërsia
- Artamonov O. Parametrat e monitorëve modernë LCD
- Mukhin I.A. Si të zgjidhni një monitor LCD? . “Tregu i biznesit kompjuterik”, nr.4 (292), janar 2005, faqe 284-291.
- Mukhin I. A. Zhvillimi i monitorëve të kristalit të lëngshëm. “TRANSMETIMI Transmetimet televizive dhe radiofonike”: pjesa 1 - Nr. 2(46) Mars 2005, f.55-56; Pjesa 2 - Nr 4(48) Qershor-Korrik 2005, faqe 71-73.
- Mukhin I. A. Pajisjet moderne të ekranit me panel të sheshtë."TRANSMETIMI Televizioni dhe Radio Transmetimi": Nr. 1(37), janar-shkurt 2004, f.43-47.
- Mukhin I. A., Ukrainsky O. V. Metodat për përmirësimin e cilësisë së imazheve televizive të riprodhuara nga panelet kristal të lëngët. Materialet e raportit në konferencën shkencore dhe teknike "Televizioni Modern", Moskë, Mars 2006.
"Zemra" e çdo monitori me kristal të lëngshëm është matrica LCD (Liquid Cristall Display). Paneli LCD është një strukturë komplekse me shumë shtresa. Një diagram i thjeshtuar i një paneli LCD me ngjyra TFT është paraqitur në Fig. 2.
Parimi i funksionimit të çdo ekrani kristal të lëngët bazohet në vetinë e kristaleve të lëngëta për të ndryshuar (rrotulluar) rrafshin e polarizimit të dritës që kalon nëpër to në proporcion me tensionin e aplikuar ndaj tyre. Nëse një filtër polarizues (polarizues) vendoset në rrugën e dritës së polarizuar që kalon nëpër kristalet e lëngëta, atëherë duke ndryshuar tensionin e aplikuar në kristalet e lëngëta, mund të kontrolloni sasinë e dritës që transmetohet nga filtri polarizues. Nëse këndi ndërmjet planeve të polarizimit të dritës që kalon nëpër kristalet e lëngëta dhe filtrit të dritës është 0 gradë, atëherë drita do të kalojë nëpër polarizues pa humbje (transparenca maksimale), nëse është 90 gradë, atëherë filtri i dritës do të transmetojnë një sasi minimale drite (transparencë minimale).
Kështu, duke përdorur kristalet e lëngëta, është e mundur të prodhohen elementë optikë me një shkallë të ndryshueshme transparence. Në këtë rast, niveli i transmetimit të dritës së një elementi të tillë varet nga voltazhi i aplikuar në të. Çdo ekran LCD në një monitor kompjuteri, laptop, tablet ose televizor përmban nga disa qindra mijëra deri në disa milion prej këtyre qelizave, fraksione të një milimetri në madhësi. Ato kombinohen në një matricë LCD dhe me ndihmën e tyre mund të formojmë një imazh në sipërfaqen e një ekrani kristal të lëngët.
Kristalet e lëngëta u zbuluan në fund të shekullit të 19-të. Sidoqoftë, pajisjet e para të ekranit të bazuara në to u shfaqën vetëm në fund të viteve '60 të shekullit të 20-të. Përpjekjet e para për të përdorur ekranet LCD në kompjuterë u bënë në vitet tetëdhjetë të shekullit të kaluar. Monitorët e parë me kristal të lëngshëm ishin pikturë njëngjyrëshe dhe ishin shumë inferiorë në cilësinë e imazhit ndaj ekraneve të tubit me rreze katodike (CRT). Disavantazhet kryesore të gjeneratave të para të monitorëve LCD ishin:
- - performanca e ulët dhe inercia e imazhit;
- - "bishtet" dhe "hijet" në imazh nga elementët e figurës;
- - rezolucion i dobët i imazhit;
- - imazh bardh e zi ose me ngjyra me thellësi të ulët ngjyrash;
- - dhe kështu me radhë.
Megjithatë, përparimi nuk qëndroi ende dhe, me kalimin e kohës, u zhvilluan materiale dhe teknologji të reja në prodhimin e monitorëve të kristalit të lëngshëm. Përparimet në teknologjinë e mikroelektronikës dhe zhvillimi i substancave të reja me veti kristalesh të lëngëta kanë përmirësuar ndjeshëm performancën e monitorëve LCD.
Projektimi dhe funksionimi i matricës TFT LCD.
Një nga arritjet kryesore ishte shpikja e teknologjisë së matricës LCD TFT - matrica e kristalit të lëngshëm me transistorë të filmit të hollë (Thin Film Transistors). Monitorët TFT kanë rritur në mënyrë dramatike shpejtësinë e pikselit, kanë rritur thellësinë e ngjyrave të imazhit dhe kanë arritur të heqin qafe "bishtin" dhe "hijet".
Struktura e panelit të prodhuar duke përdorur teknologjinë TFT është paraqitur në Fig. 2
Një imazh me ngjyra të plota në një matricë LCD formohet nga pika individuale (pikselë), secila prej të cilave zakonisht përbëhet nga tre elementë (nënpikselë) përgjegjës për shkëlqimin e secilit prej përbërësve kryesorë të ngjyrës - zakonisht e kuqe (R), jeshile (G) dhe blu (B) - RGB. Sistemi video i monitorit skanon vazhdimisht të gjithë nënpikselët e matricës, duke regjistruar një nivel ngarkimi proporcional me ndriçimin e çdo nënpiksel në kondensatorët e ruajtjes. Transistorët e filmit të hollë (Trasistor i filmit të hollë (TFT) - në fakt, kjo është arsyeja pse matrica TFT quhet kështu) lidh kondensatorët e ruajtjes me autobusin e të dhënave në kohën kur informacioni shkruhet në një nënpiksel të caktuar dhe kaloni kondensatorin e ruajtjes për të ngarkuar ruajtjen. modaliteti për pjesën tjetër të kohës.
Tensioni i ruajtur në kondensatorin e memories së matricës TFT vepron në kristalet e lëngëta të një nënpikseli të caktuar, duke rrotulluar rrafshin e polarizimit të dritës që kalon përmes tyre nga drita e prapme me një kënd proporcional me këtë tension. Duke kaluar nëpër një qelizë me kristale të lëngëta, drita hyn në një filtër të dritës matricë, mbi të cilin formohet një filtër drite i njërës prej ngjyrave kryesore (RGB) për çdo nënpiksel. Modeli i pozicioneve relative të pikave me ngjyra të ndryshme është i ndryshëm për çdo lloj paneli LCD, por kjo është një temë më vete. Më pas, fluksi i dritës i krijuar i ngjyrave kryesore hyn në një filtër polarizues të jashtëm, transmetimi i dritës i të cilit varet nga këndi i polarizimit të valës së dritës që bie mbi të. Një filtër polarizues është transparent për ato valë drite, rrafshi i polarizimit të të cilave është paralel me rrafshin e tij të polarizimit. Ndërsa ky kënd rritet, filtri polarizues fillon të transmetojë gjithnjë e më pak dritë, deri në një zbutje maksimale në një kënd prej 90 gradë. Idealisht, një filtër polarizues nuk duhet të transmetojë dritën e polarizuar në mënyrë ortogonale në rrafshin e vet të polarizimit, por në jetën reale, një pjesë e vogël e dritës kalon. Prandaj, të gjithë ekranet LCD kanë një thellësi të pamjaftueshme të zezë, e cila është veçanërisht e theksuar në nivele të larta të ndriçimit të dritës së prapme.
Si rezultat, në një ekran LCD, fluksi i dritës nga disa nënpikselë kalon përmes një filtri polarizues pa humbje, nga nënpikselët e tjerë zbutet me një sasi të caktuar dhe nga disa nënpikselë absorbohet pothuajse plotësisht. Kështu, duke rregulluar nivelin e secilës ngjyrë primare në nënpikselë individualë, është e mundur të merret një piksel i çdo ngjyre ngjyre prej tyre. Dhe nga shumë pikselë me ngjyra, krijoni një imazh me ngjyra në ekran të plotë.
Monitori LCD bëri të mundur arritjen e një përparimi të madh në teknologjinë kompjuterike, duke e bërë atë të aksesueshëm për një numër të madh njerëzish. Për më tepër, pa një ekran LCD do të ishte e pamundur të krijoheshin kompjuterë portativë si laptopë dhe netbook, tableta dhe telefona celularë. Por a është gjithçka kaq rozë me përdorimin e ekraneve me kristal të lëngshëm? Lexoni për të mësuar mbi avantazhet dhe disavantazhet e tyre...
Krijimi i një ekrani LCD
Ekrani i parë i punës me kristal të lëngshëm u krijua nga Fergason në 1970. Më parë, pajisjet LCD konsumonin shumë energji, kishin një jetëgjatësi të kufizuar dhe kishin kontrast të dobët të imazhit. Ekrani i ri LCD u prezantua në publik në vitin 1971 dhe më pas mori miratim të ngrohtë. Kristalet e lëngëta janë substanca organike që mund të ndryshojnë sasinë e dritës që transmetohet nën tension. Një monitor me kristal të lëngshëm përbëhet nga dy pllaka qelqi ose plastike me një pezullim midis tyre. Kristalet në këtë pezullim janë të rregulluar paralelisht me njëri-tjetrin, duke lejuar kështu që drita të depërtojë në panel. Kur aplikohet një rrymë elektrike, rregullimi i kristaleve ndryshon dhe ata fillojnë të bllokojnë kalimin e dritës. Teknologjia LCD është bërë e përhapur në kompjuterë dhe pajisjet e projektimit. Kristalët e parë të lëngshëm u karakterizuan nga paqëndrueshmëria e tyre dhe nuk ishin të përshtatshme për prodhim masiv. Zhvillimi i vërtetë i teknologjisë LCD filloi me shpikjen nga shkencëtarët anglezë të një kristali të lëngshëm të qëndrueshëm - bifenil. Gjenerata e parë e ekraneve me kristal të lëngshëm mund të shihet në kalkulatorë, lojëra elektronike dhe orë. Monitorët modernë LCD quhen gjithashtu panele të sheshta, skanim i dyfishtë me matricë aktive, transistorë me film të hollë. Ideja e monitorëve LCD ka qenë në ajër për më shumë se 30 vjet, por hulumtimi i kryer nuk çoi në rezultate të pranueshme, kështu që monitorët LCD nuk fituan një reputacion për sigurimin e cilësisë së mirë të imazhit. Tani ato po bëhen të njohura - të gjithëve u pëlqen pamja e tyre elegante, figura e hollë, kompaktësia, efikasiteti (15-30 vat), përveç kësaj, besohet se vetëm njerëzit e pasur dhe seriozë mund të përballojnë një luks të tillë
Karakteristikat e monitorëve LCD
Llojet e monitorëve LCD
Monitorimi i shtresave të përbëra
Ekzistojnë dy lloje të monitorëve LCD: DSTN (nematic i përdredhur me skanim të dyfishtë) dhe TFT (tranzistor i filmit të hollë), të quajtur gjithashtu matrica pasive dhe aktive, respektivisht. Monitorë të tillë përbëhen nga shtresat e mëposhtme: një filtër polarizues, një shtresë xhami, një elektrodë, një shtresë kontrolli, kristale të lëngshme, një shtresë tjetër kontrolli, një elektrodë, një shtresë xhami dhe një filtër polarizues. Kompjuterët e parë përdorën matrica pasive bardh e zi tetë inç (diagonalisht). Me kalimin në teknologjinë e matricës aktive, madhësia e ekranit është rritur. Pothuajse të gjithë monitorët modernë LCD përdorin panele transistorësh me film të hollë, të cilët ofrojnë imazhe të ndritshme dhe të qarta të një madhësie shumë më të madhe.
Rezolucioni i monitorit
Madhësia e monitorit përcakton hapësirën e punës që zë dhe, më e rëndësishmja, çmimin e tij. Pavarësisht nga klasifikimi i vendosur i monitorëve LCD në varësi të madhësisë diagonale të ekranit (15-, 17-, 19-inç), një klasifikim më i saktë është nga rezolucioni i funksionimit. Fakti është se, ndryshe nga monitorët e bazuar në CRT, rezolucioni i të cilëve mund të ndryshohet në mënyrë mjaft fleksibël, ekranet LCD kanë një grup fiks pikselësh fizikë. Kjo është arsyeja pse ato janë krijuar për të punuar vetëm me një rezolutë, të quajtur punë. Në mënyrë indirekte, kjo rezolucion përcakton gjithashtu madhësinë diagonale të matricës, megjithatë, monitorët me të njëjtën rezolucion operativ mund të kenë madhësi të ndryshme të matricës. Për shembull, monitorët 15 deri në 16 inç në përgjithësi kanë një rezolucion pune prej 1024 x 768, që do të thotë se një monitor i caktuar përmban në të vërtetë fizikisht 1024 piksele horizontale dhe 768 piksel vertikal. Rezolucioni i funksionimit të monitorit përcakton madhësinë e ikonave dhe shkronjave që do të shfaqen në ekran. Për shembull, një monitor 15 inç mund të ketë një rezolucion funksional prej 1024 x 768 dhe 1400 x 1050 piksele. Në rastin e fundit, dimensionet fizike të vetë pikselëve do të jenë më të vogla, dhe meqenëse i njëjti numër pikselësh përdoret kur formohet një ikonë standarde në të dyja rastet, atëherë në një rezolucion prej 1400×1050 pikselë ikona do të jetë më e vogël në të. dimensionet fizike. Për disa përdorues, madhësitë shumë të vogla të ikonave me rezolucion të lartë të monitorit mund të jenë të papranueshme, kështu që kur blini një monitor, duhet t'i kushtoni vëmendje menjëherë rezolucionit të punës. Sigurisht, monitori është në gjendje të shfaqë imazhe në një rezolucion të ndryshëm nga ai i punës. Kjo mënyrë e funksionimit të monitorit quhet interpolim. Në rastin e interpolimit, cilësia e imazhit lë shumë për të dëshiruar. Modaliteti i interpolimit ndikon ndjeshëm në cilësinë e shfaqjes së shkronjave të ekranit.
Ndërfaqja e monitorit
Monitorët LCD për nga natyra e tyre janë pajisje dixhitale, kështu që ndërfaqja "amtare" për ta është ndërfaqja dixhitale DVI, e cila mund të ketë dy lloje konvektorësh: DVI-I, që kombinon sinjalet dixhitale dhe analoge dhe DVI-D, që transmeton vetëm një sinjal dixhital. Besohet se ndërfaqja DVI është më e preferueshme për lidhjen e një monitori LCD me një kompjuter, megjithëse lidhja përmes një lidhësi standard D-Sub lejohet gjithashtu. Ndërfaqja DVI mbështetet gjithashtu nga fakti se në rastin e një ndërfaqeje analoge, ndodh konvertimi i dyfishtë i sinjalit video: së pari, sinjali dixhital konvertohet në analog në kartën video (konvertimi DAC), i cili më pas shndërrohet në një sinjal dixhital nga vetë njësia elektronike e monitorit LCD (konvertimi ADC), Si rezultat, rritet rreziku i shtrembërimeve të ndryshme të sinjalit. Shumë monitorë modernë LCD kanë lidhës D-Sub dhe DVI, gjë që ju lejon të lidhni njëkohësisht dy njësi të sistemit me monitorin. Mund të gjeni gjithashtu modele që kanë dy lidhëse dixhitale. Modelet e lira të zyrës kanë kryesisht vetëm një lidhës standard D-Sub.
Lloji i matricës LCD
Komponenti bazë i matricës LCD janë kristalet e lëngëta. Ekzistojnë tre lloje kryesore të kristaleve të lëngëta: smectic, nematik dhe kolesterik. Sipas vetive të tyre elektrike, të gjithë kristalet e lëngëta ndahen në dy grupe kryesore: e para përfshin kristale të lëngëta me anizotropi dielektrike pozitive, e dyta - me anizotropi dielektrike negative. Dallimi qëndron në mënyrën se si këto molekula reagojnë ndaj një fushe elektrike të jashtme. Molekulat me anizotropi dielektrike pozitive janë të orientuara përgjatë vijave të fushës, dhe molekulat me anizotropi dielektrike negative janë të orientuara pingul me vijat e fushës. Kristalet e lëngëta nematikë kanë anizotropi dielektrike pozitive, ndërsa kristalet e lëngëta smektike, përkundrazi, kanë anizotropi dielektrike negative. Një tjetër veti e jashtëzakonshme e molekulave LC është anizotropia e tyre optike. Në veçanti, nëse orientimi i molekulave përkon me drejtimin e përhapjes së dritës së polarizuar në plan, atëherë molekulat nuk kanë asnjë efekt në rrafshin e polarizimit të dritës. Nëse orientimi i molekulave është pingul me drejtimin e përhapjes së dritës, atëherë rrafshi i polarizimit rrotullohet në mënyrë që të jetë paralel me drejtimin e orientimit të molekulave. Anizotropia dielektrike dhe optike e molekulave LC bën të mundur përdorimin e tyre si një lloj moduluesi i dritës, duke lejuar formimin e imazhit të dëshiruar në ekran. Parimi i funksionimit të një modulatori të tillë është mjaft i thjeshtë dhe bazohet në ndryshimin e planit të polarizimit të dritës që kalon nëpër qelizën LCD. Qeliza LCD ndodhet midis dy polarizuesve, boshtet e polarizimit të të cilëve janë reciprokisht pingul. Polarizuesi i parë ndërpret rrezatimin e polarizuar në aeroplan nga drita që kalon nga llamba e dritës së prapme. Nëse nuk do të kishte qelizë LC, atëherë një dritë e tillë e polarizuar në plan do të absorbohej plotësisht nga polarizuesi i dytë. Një qelizë LCD e vendosur në shtegun e dritës së polarizuar në plan të transmetuar mund të rrotullojë rrafshin e polarizimit të dritës së transmetuar. Në këtë rast, një pjesë e dritës kalon përmes polarizuesit të dytë, domethënë, qeliza bëhet transparente (plotësisht ose pjesërisht). Në varësi të mënyrës se si kontrollohet rrotullimi i planit të polarizimit në qelizën LC, dallohen disa lloje të matricave LC. Pra, një qelizë LCD e vendosur midis dy polarizuesve të kryqëzuar lejon që rrezatimet e transmetuara të modulohen, duke krijuar shkallëzime të ngjyrës bardh e zi. Për të marrë një imazh me ngjyra, është e nevojshme të përdorni tre filtra ngjyrash: të kuqe (R), jeshile (G) dhe blu (B), të cilat, kur instalohen në rrugën e dritës së bardhë, do t'ju lejojnë të merrni tre ngjyra bazë në proporcionet e nevojshme. Pra, çdo piksel i një monitori LCD përbëhet nga tre nënpikselë të veçantë: e kuqe, jeshile dhe blu, të cilat janë qeliza LCD të kontrolluara dhe ndryshojnë vetëm në filtrat e përdorur, të instaluar midis pllakës së sipërme të xhamit dhe filtrit polarizues të daljes.
Klasifikimi i ekraneve TFT-LCD
Teknologjitë kryesore në prodhimin e ekraneve LCD: TN+film, IPS (SFT) dhe MVA. Këto teknologji ndryshojnë në gjeometrinë e sipërfaqeve, polimerit, pllakës së kontrollit dhe elektrodës së përparme. Pastërtia dhe lloji i polimerit me veti të kristalit të lëngët i përdorur në zhvillime specifike janë të një rëndësie të madhe.
Matrica TN
Struktura e qelizave TN
Një matricë kristalore e lëngshme e tipit TN (Twisted Nematic) është një strukturë shumështresore e përbërë nga dy filtra polarizues, dy elektroda transparente dhe dy pllaka qelqi, midis të cilave ndodhet substanca reale e kristalit të lëngshëm nematik me anizotropi dielektrike pozitive. Në sipërfaqen e pllakave të qelqit aplikohen brazda të veçanta, gjë që bën të mundur krijimin e një orientimi fillimisht identik të të gjitha molekulave të kristalit të lëngshëm përgjatë pllakës. Brazdat në të dyja pllakat janë reciproke pingul, kështu që shtresa e molekulave të kristalit të lëngshëm midis pllakave ndryshon orientimin e saj me 90°. Rezulton se molekulat LC formojnë një strukturë të përdredhur spirale (Fig. 3), prandaj matrica të tilla quhen Nematic të përdredhur. Pllakat e qelqit me brazda janë të vendosura midis dy filtrave polarizues, dhe boshti i polarizimit në secilin filtër përkon me drejtimin e brazdave në pllakë. Në gjendjen e tij normale, një qelizë LCD është e hapur sepse kristalet e lëngëta rrotullojnë rrafshin e polarizimit të dritës që kalon nëpër to. Prandaj, rrezatimi i polarizuar në rrafsh i krijuar pas kalimit nëpër polarizuesin e parë do të kalojë edhe përmes polarizuesit të dytë, pasi boshti i tij i polarizimit do të jetë paralel me drejtimin e polarizimit të rrezatimit rënës. Nën ndikimin e fushës elektrike të krijuar nga elektroda transparente, molekulat e shtresës së kristalit të lëngshëm ndryshojnë orientimin e tyre hapësinor, duke u rreshtuar përgjatë drejtimit të vijave të fushës. Në këtë rast, shtresa e kristalit të lëngshëm humbet aftësinë për të rrotulluar rrafshin e polarizimit të dritës së rënë, dhe sistemi bëhet optikisht i errët, pasi e gjithë drita thithet nga filtri polarizues i daljes. Në varësi të tensionit të aplikuar midis elektrodave të kontrollit, është e mundur të ndryshohet orientimi i molekulave përgjatë fushës jo plotësisht, por vetëm pjesërisht, domethënë të rregullohet shkalla e përdredhjes së molekulave LC. Kjo, nga ana tjetër, ju lejon të ndryshoni intensitetin e dritës që kalon nëpër qelizën LCD. Kështu, duke instaluar një llambë me dritë prapa prapa matricës LCD dhe duke ndryshuar tensionin midis elektrodave, mund të ndryshoni shkallën e transparencës së një qelize LCD. Matricat TN janë më të zakonshmet dhe më të lirat. Ata kanë disavantazhe të caktuara: kënde jo shumë të mëdha shikimi, kontrast të ulët dhe pamundësi për të marrë ngjyrë të zezë perfekte. Fakti është se edhe kur voltazhi maksimal aplikohet në qelizë, është e pamundur të rrotullohen plotësisht molekulat LC dhe t'i orientoni ato përgjatë linjave të fushës. Prandaj, matrica të tilla mbeten paksa transparente edhe kur piksel është plotësisht i fikur. E meta e dytë lidhet me këndet e vogla të shikimit. Për ta eliminuar pjesërisht atë, një film i veçantë shpërndarjeje aplikohet në sipërfaqen e monitorit, i cili ju lejon të rritni këndin e shikimit. Kjo teknologji quhet TN+Film, që tregon prezencën e këtij filmi. Të zbulosh saktësisht se çfarë lloj matrice përdoret në monitor nuk është aq e lehtë. Sidoqoftë, nëse ka një piksel "të thyer" në monitor që rezulton nga dështimi i tranzistorit që kontrollon qelizën LCD, atëherë në matricat TN ai gjithmonë do të ndizet me shkëlqim (e kuqe, jeshile ose blu), pasi për një matricë TN një piksel i hapur korrespondon me mungesën e tensionit në qelizë. Ju mund të njihni një matricë TN duke parë ngjyrën e zezë në shkëlqimin maksimal - nëse është më shumë gri se e zezë, atëherë ndoshta është një matricë TN.
Matricat IPS
Struktura e qelizave IPS
Monitorët me një matricë IPS quhen gjithashtu monitorë Super TFT. Një tipar dallues i matricave IPS është se elektrodat e kontrollit janë të vendosura në të njëjtin rrafsh në anën e poshtme të qelizës LCD. Në mungesë të tensionit ndërmjet elektrodave, molekulat LC janë të vendosura paralelisht me njëra-tjetrën, elektrodat dhe drejtimin e polarizimit të filtrit të poshtëm polarizues. Në këtë gjendje, ato nuk ndikojnë në këndin e polarizimit të dritës së transmetuar, dhe drita absorbohet plotësisht nga filtri polarizues i daljes, pasi drejtimet e polarizimit të filtrave janë pingul me njëri-tjetrin. Kur voltazhi aplikohet në elektrodat e kontrollit, fusha elektrike e gjeneruar i rrotullon molekulat LC me 90° në mënyrë që ato të orientohen përgjatë vijave të fushës. Nëse drita kalon nëpër një qelizë të tillë, atëherë për shkak të rrotullimit të planit të polarizimit, filtri i sipërm polarizues do të transmetojë dritë pa ndërhyrje, domethënë qeliza do të jetë në gjendje të hapur (Fig. 4). Duke ndryshuar tensionin midis elektrodave, është e mundur të detyrohen molekulat LC të rrotullohen në çdo kënd, duke ndryshuar kështu transparencën e qelizës. Në të gjitha aspektet e tjera, qelizat IPS janë të ngjashme me matricat TN: një imazh me ngjyra formohet gjithashtu përmes përdorimit të tre filtrave me ngjyra. Matricat IPS kanë avantazhe dhe disavantazhe në krahasim me matricat TN. Avantazhi është fakti se në këtë rast ngjyra është krejtësisht e zezë, dhe jo gri, si në matricat TN. Një tjetër avantazh i pamohueshëm i kësaj teknologjie janë këndet e mëdha të shikimit. Disavantazhet e matricave IPS përfshijnë një kohë më të gjatë përgjigjeje pikselësh sesa për matricat TN. Megjithatë, ne do t'i kthehemi çështjes së kohës së reagimit të pikselit më vonë. Si përfundim, vërejmë se ka modifikime të ndryshme të matricave IPS (Super IPS, Dual Domain IPS) që mund të përmirësojnë karakteristikat e tyre.
Matricat MVA
Struktura e domenit të një qelize MVA
MVA është një zhvillim i teknologjisë VA, domethënë teknologji me renditje vertikale molekulare. Ndryshe nga matricat TN dhe IPS, në këtë rast përdoren kristale të lëngëta me anizotropi dielektrike negative, të cilat janë të orientuara pingul me drejtimin e vijave të fushës elektrike. Në mungesë të tensionit midis pllakave të qelizës LC, të gjitha molekulat e kristalit të lëngshëm janë të orientuara vertikalisht dhe nuk kanë asnjë efekt në rrafshin e polarizimit të dritës së transmetuar. Meqenëse drita kalon nëpër dy polarizues të kryqëzuar, ajo absorbohet plotësisht nga polarizuesi i dytë dhe qeliza është në një gjendje të mbyllur, ndërsa, ndryshe nga matrica TN, është e mundur të merret një ngjyrë krejtësisht e zezë. Kur aplikohet një tension në elektrodat e vendosura sipër dhe poshtë, molekulat rrotullohen 90°, duke u orientuar pingul me linjat e fushës elektrike. Kur drita e polarizuar në plan kalon nëpër një strukturë të tillë, rrafshi i polarizimit rrotullohet me 90° dhe drita kalon lirshëm nëpër polarizuesin e daljes, domethënë qeliza LC është në gjendje të hapur. Përparësitë e sistemeve me renditje vertikale të molekulave janë aftësia për të marrë ngjyrën e zezë ideale (e cila, nga ana tjetër, ndikon në aftësinë për të marrë imazhe me kontrast të lartë) dhe koha e shkurtër e përgjigjes së pikselit. Për të rritur këndet e shikimit, sistemet me renditje vertikale të molekulave përdorin një strukturë shumëfushe, e cila çon në krijimin e matricave të tipit MVA. Ideja që qëndron pas kësaj teknologjie është që çdo nënpiksel të ndahet në disa zona (domanë) duke përdorur zgjatime të veçanta, të cilat ndryshojnë pak orientimin e molekulave, duke i detyruar ato të përputhen me sipërfaqen e zgjatjes. Kjo çon në faktin se çdo fushë e tillë shkëlqen në drejtimin e vet (brenda një këndi të caktuar të fortë), dhe tërësia e të gjitha drejtimeve zgjeron këndin e shikimit të monitorit. Përparësitë e matricave MVA përfshijnë kontrast të lartë (për shkak të aftësisë për të marrë ngjyrë të zezë të përkryer) dhe kënde të mëdha shikimi (deri në 170°). Aktualisht, ekzistojnë disa varietete të teknologjisë MVA, për shembull PVA (Patterned Vertical Alignment) nga Samsung, MVA-Premium, etj., të cilat përmirësojnë më tej karakteristikat e matricave MVA.
Shkëlqimi
Sot, në monitorët LCD, ndriçimi maksimal i deklaruar në dokumentacionin teknik varion nga 250 në 500 cd/m2. Dhe nëse shkëlqimi i monitorit është mjaft i lartë, atëherë kjo domosdoshmërisht tregohet në broshurat reklamuese dhe paraqitet si një nga avantazhet kryesore të monitorit. Megjithatë, pikërisht këtu qëndron një nga grackat. Paradoksi është se është e pamundur të mbështetesh në numrat e treguar në dokumentacionin teknik. Kjo vlen jo vetëm për ndriçimin, por edhe për kontrastin, këndet e shikimit dhe kohën e përgjigjes së pikselit. Jo vetëm që mund të mos korrespondojnë fare me vlerat aktuale të vëzhguara, por ndonjëherë është edhe e vështirë të kuptosh se çfarë nënkuptojnë këto shifra. Para së gjithash, ekzistojnë teknika të ndryshme matëse të përshkruara në standarde të ndryshme; Prandaj, matjet e kryera duke përdorur metoda të ndryshme japin rezultate të ndryshme dhe nuk ka gjasa të jeni në gjendje të zbuloni saktësisht se cila metodë dhe si janë kryer matjet. Ja një shembull i thjeshtë. Shkëlqimi i matur varet nga temperatura e ngjyrës, por kur thonë se ndriçimi i monitorit është 300 cd/m2, lind pyetja: në çfarë temperature ngjyrash arrihet ky shkëlqim maksimal? Për më tepër, prodhuesit tregojnë shkëlqimin jo për monitorin, por për matricën LCD, e cila nuk është aspak e njëjta gjë. Për të matur ndriçimin, përdoren sinjale të veçanta të gjeneratorit të referencës me një temperaturë ngjyre të specifikuar saktësisht, kështu që karakteristikat e vetë monitorit si produkt përfundimtar mund të ndryshojnë ndjeshëm nga ato të deklaruara në dokumentacionin teknik. Por për përdoruesit, karakteristikat e vetë monitorit, dhe jo matrica, janë të një rëndësie të madhe. Shkëlqimi është një karakteristikë vërtet e rëndësishme për një monitor LCD. Për shembull, nëse ndriçimi është i pamjaftueshëm, nuk ka gjasa të jeni në gjendje të luani lojëra të ndryshme ose të shikoni filma DVD. Përveç kësaj, do të jetë e pakëndshme të punosh në monitor në kushtet e dritës së ditës (ndriçimi i jashtëm). Megjithatë, do të ishte e parakohshme të konkludohej mbi këtë bazë se një monitor me një ndriçim të deklaruar prej 450 cd/m2 është disi më i mirë se një monitor me një shkëlqim prej 350 cd/m2. Së pari, siç u përmend tashmë, shkëlqimi i deklaruar dhe i vërtetë nuk janë e njëjta gjë, dhe së dyti, mjafton që monitori LCD të ketë një shkëlqim prej 200-250 cd/m2 (jo i deklaruar, por i vëzhguar në të vërtetë). Përveç kësaj, mënyra se si rregullohet ndriçimi i monitorit është gjithashtu i rëndësishëm. Nga pikëpamja e fizikës, rregullimi i shkëlqimit mund të bëhet duke ndryshuar ndriçimin e dritës së prapme. Kjo arrihet ose duke rregulluar rrymën e shkarkimit në llambë (në monitorë, llambat fluoreshente me katodë të ftohtë, CCFL përdoren si dritat e pasme), ose me të ashtuquajturin modulim të gjerësisë së pulsit të furnizimit me energji të llambës. Me modulimin e gjerësisë së pulsit, voltazhi furnizohet në llambën e dritës së prapme në pulse të një kohëzgjatjeje të caktuar. Si rezultat, llamba e dritës së prapme nuk shkëlqen vazhdimisht, por vetëm në intervale kohore që përsëriten periodikisht, por për shkak të inercisë së shikimit, duket se llamba është vazhdimisht e ndezur (shkalla e përsëritjes së pulsit është më shumë se 200 Hz). Natyrisht, duke ndryshuar gjerësinë e pulseve të tensionit të furnizuar, mund të rregulloni ndriçimin mesatar të dritës së prapme. Përveç rregullimit të shkëlqimit të monitorit duke përdorur dritën e prapme, ndonjëherë ky rregullim kryhet nga vetë matrica. Në fakt, një komponent DC i shtohet tensionit të kontrollit në elektrodat e qelizës LCD. Kjo lejon që qeliza LCD të hapet plotësisht, por nuk lejon që ajo të mbyllet plotësisht. Në këtë rast, me rritjen e shkëlqimit, ngjyra e zezë pushon së qeni e zezë (matrica bëhet pjesërisht transparente edhe kur qeliza LCD është e mbyllur).
Kontrasti
Një karakteristikë po aq e rëndësishme e një monitori LCD është kontrasti i tij, i cili përcaktohet si raporti i shkëlqimit të sfondit të bardhë me shkëlqimin e sfondit të zi. Teorikisht, kontrasti i monitorit nuk duhet të varet nga niveli i ndriçimit të vendosur në monitor, domethënë, në çdo nivel ndriçimi, kontrasti i matur duhet të ketë të njëjtën vlerë. Në të vërtetë, shkëlqimi i sfondit të bardhë është proporcional me shkëlqimin e dritës së prapme. Në mënyrë ideale, raporti i transmetimit të dritës së një qelize LCD në gjendje të hapur dhe të mbyllur është një karakteristikë e vetë qelizës LCD, por në praktikë ky raport mund të varet si nga temperatura e caktuar e ngjyrës ashtu edhe nga niveli i caktuar i ndriçimit të monitorit. Kohët e fundit, kontrasti i imazhit në monitorët dixhitalë është rritur ndjeshëm, dhe tani kjo shifër shpesh arrin 500:1. Por këtu gjithçka nuk është aq e thjeshtë. Fakti është se kontrasti mund të specifikohet jo për monitorin, por për matricën. Sidoqoftë, siç tregon përvoja, nëse pasaporta tregon një kontrast prej më shumë se 350:1, atëherë kjo është mjaft e mjaftueshme për funksionimin normal.
Kendveshtrim
Këndi maksimal i shikimit (si vertikal ashtu edhe horizontal) përcaktohet si këndi nga i cili kontrasti i imazhit në qendër është të paktën 10:1. Disa prodhues të matricës, kur përcaktojnë këndet e shikimit, përdorin një raport kontrasti prej 5:1 dhe jo 10:1, i cili gjithashtu sjell një konfuzion në specifikimet teknike. Përkufizimi zyrtar i këndeve të shikimit është mjaft i paqartë dhe, më e rëndësishmja, nuk ka asnjë ndikim të drejtpërdrejtë në paraqitjen e saktë të ngjyrave kur shikoni një imazh në një kënd. Në fakt, për përdoruesit, një rrethanë shumë më e rëndësishme është fakti që kur shikoni një imazh në një kënd me sipërfaqen e monitorit, nuk ndodh një rënie e kontrastit, por shtrembërime ngjyrash. Për shembull, e kuqja kthehet në të verdhë, dhe e gjelbra kthehet në blu. Për më tepër, shtrembërime të tilla manifestohen ndryshe në modele të ndryshme: në disa ato bëhen të dukshme edhe në një kënd të lehtë, shumë më të vogël se këndi i shikimit. Prandaj, është thelbësisht e gabuar të krahasohen monitorët bazuar në këndet e shikimit. Është e mundur të krahasohet, por një krahasim i tillë nuk ka asnjë rëndësi praktike.
Koha e përgjigjes së pikselit
Diagrami tipik i kohës së ndezjes së pikselit për një matricë TN+Film
Diagrami tipik i kohës së fikjes së pikselëve për një matricë TN+Film
Koha e reagimit, ose koha e përgjigjes së pikselit, zakonisht tregohet në dokumentacionin teknik për monitorin dhe konsiderohet si një nga karakteristikat më të rëndësishme të monitorit (gjë që nuk është plotësisht e vërtetë). Në monitorët LCD, koha e përgjigjes së pikselit, e cila varet nga lloji i matricës, matet në dhjetëra milisekonda (në matricat e reja TN+Film, koha e përgjigjes së pikselit është 12 ms), dhe kjo çon në turbullimin e figurës në ndryshim dhe mund të jenë të dukshme për syrin. Bëhet një dallim midis kohës së ndezjes dhe fikjes së pikselit. Pikseli në kohë i referohet periudhës kohore të nevojshme për të hapur qelizën LCD, dhe koha e fikjes i referohet periudhës kohore që kërkohet për ta mbyllur atë. Kur flasim për kohën e reagimit të një piksel, nënkuptojmë kohën totale që piksel ndizet dhe fiket. Koha kur një piksel ndizet dhe koha kur fiket mund të ndryshojnë ndjeshëm. Kur flasin për kohën e përgjigjes së pikselit të treguar në dokumentacionin teknik për monitorin, nënkuptojnë kohën e përgjigjes së matricës, jo të monitorit. Për më tepër, koha e përgjigjes së pikselit e treguar në dokumentacionin teknik interpretohet ndryshe nga prodhues të ndryshëm të matricës. Për shembull, një nga opsionet për interpretimin e kohës për të ndezur (fikur) një piksel është që kjo është koha kur ndriçimi i pikselit ndryshon nga 10 në 90% (nga 90 në 10%). Deri më tani, kur flasim për matjen e kohës së përgjigjes së pikselit, supozohet se po flasim për kalimin midis ngjyrave bardh e zi. Nëse nuk ka probleme me të zezën (pikeli është thjesht i mbyllur), atëherë zgjedhja e së bardhës nuk është e qartë. Si do të ndryshojë koha e përgjigjes së një piksel nëse matet ndërsa kalon ndërmjet gjysmëtoneve të ndryshme? Kjo pyetje ka një rëndësi të madhe praktike. Fakti është se kalimi nga një sfond i zi në një të bardhë, ose anasjelltas, është relativisht i rrallë në aplikacionet reale. Në shumicën e aplikacioneve, kalimet midis gjysmëtoneve zakonisht zbatohen. Dhe nëse koha e kalimit midis ngjyrave bardh e zi rezulton të jetë më e vogël se koha e ndërrimit midis shkallës gri, atëherë koha e përgjigjes së pikselit nuk do të ketë ndonjë rëndësi praktike dhe nuk mund të mbështeteni në këtë karakteristikë të monitorit. Çfarë përfundimi mund të nxirret nga sa më sipër? Gjithçka është shumë e thjeshtë: koha e përgjigjes së pikselit e deklaruar nga prodhuesi nuk na lejon të gjykojmë qartë karakteristikat dinamike të monitorit. Në këtë kuptim, është më e saktë të mos flasim për kohën kur një piksel kalon midis ngjyrave të bardha dhe të zeza, por për kohën mesatare që një piksel kalon midis gjysmëtoneve.
Numri i ngjyrave të shfaqura
Të gjithë monitorët për nga natyra e tyre janë pajisje RGB, domethënë ngjyra në to merret duke përzier në përmasa të ndryshme tre ngjyrat bazë: të kuqe, jeshile dhe blu. Kështu, çdo piksel LCD përbëhet nga tre nënpikselë me ngjyra. Përveç gjendjes plotësisht të mbyllur ose plotësisht të hapur të qelizës LCD, gjendjet e ndërmjetme janë gjithashtu të mundshme kur qeliza LCD është pjesërisht e hapur. Kjo ju lejon të formoni një hije ngjyrash dhe të përzieni nuancat e ngjyrave të ngjyrave bazë në përmasat e dëshiruara. Në këtë rast, numri i ngjyrave të riprodhuara nga monitori teorikisht varet nga sa nuanca ngjyrash mund të formohen në çdo kanal ngjyrash. Hapja e pjesshme e qelizës LCD arrihet duke aplikuar nivelin e kërkuar të tensionit në elektrodat e kontrollit. Prandaj, numri i nuancave të riprodhueshme të ngjyrave në çdo kanal ngjyrash varet nga sa nivele të ndryshme të tensionit mund të aplikohen në qelizën LCD. Për të gjeneruar një nivel arbitrar të tensionit, do t'ju duhet të përdorni qarqe DAC me një kapacitet të madh bit, i cili është jashtëzakonisht i shtrenjtë. Prandaj, monitorët modernë LCD më shpesh përdorin DAC 18-bit dhe më rrallë - 24-bit. Kur përdorni një DAC 18-bit, ka 6 bit për kanal me ngjyra. Kjo ju lejon të gjeneroni 64 (26=64) nivele të ndryshme tensioni dhe, në përputhje me rrethanat, të merrni 64 nuanca ngjyrash në një kanal ngjyrash. Në total, duke përzier nuancat e ngjyrave të kanaleve të ndryshme, është e mundur të krijohen 262,144 nuanca ngjyrash. Kur përdoret një matricë 24-bitësh (qarku DAC 24-bit), çdo kanal ka 8 bit, gjë që bën të mundur gjenerimin e 256 (28=256) hije ngjyrash në çdo kanal dhe në total një matricë e tillë riprodhon 16,777,216 nuanca ngjyrash. Në të njëjtën kohë, për shumë matrica 18-bit, fleta e të dhënave tregon se ato riprodhojnë 16.2 milionë nuanca ngjyrash. Çfarë është çështja këtu dhe a është e mundur kjo? Rezulton se në matricat 18-bitësh, përmes të gjitha llojeve të mashtrimeve, ju mund ta afroni numrin e nuancave të ngjyrave me atë që riprodhohet nga matricat reale 24-bitëshe. Për të ekstrapoluar tonet e ngjyrave në matricat 18-bit, përdoren dy teknologji (dhe kombinime të tyre): dithering dhe FRC (Frame Rate Control). Thelbi i teknologjisë dithering është se nuancat e ngjyrave që mungojnë fitohen duke përzier nuancat më të afërta të ngjyrave të pikselëve fqinjë. Le të shohim një shembull të thjeshtë. Le të supozojmë se një piksel mund të jetë vetëm në dy gjendje: i hapur dhe i mbyllur, me gjendjen e mbyllur të pikselit që prodhon të zezë dhe gjendja e hapur që prodhon të kuqe. Nëse në vend të një piksel konsiderojmë një grup prej dy pikselësh, atëherë, përveç të zezës dhe të kuqes, mund të marrim edhe një ngjyrë të ndërmjetme, duke ekstrapoluar kështu nga një modalitet me dy ngjyra në një me tre ngjyra. Si rezultat, nëse fillimisht një monitor i tillë mund të gjeneronte gjashtë ngjyra (dy për secilin kanal), atëherë pas një gërvishtjeje të tillë ai tashmë do të riprodhojë 27 ngjyra. Skema e dithering ka një pengesë të rëndësishme: një rritje në nuancat e ngjyrave arrihet duke ulur rezolucionin. Në fakt, kjo rrit madhësinë e pikselit, e cila mund të ketë një ndikim negativ kur vizatoni detajet e imazhit. Thelbi i teknologjisë FRC është të manipulojë shkëlqimin e nënpikselëve individualë duke i ndezur/fikur ato. Ashtu si në shembullin e mëparshëm, një piksel konsiderohet të jetë ose i zi (off) ose i kuq (i ndezur). Çdo nënpiksel komandohet të ndizet me një shpejtësi kuadri, domethënë me një shpejtësi kuadri prej 60 Hz, çdo nënpiksel komandohet të ndizet 60 herë në sekondë. Kjo lejon që ngjyra e kuqe të gjenerohet. Nëse e detyroni pikselin të ndizet jo 60 herë në sekondë, por vetëm 50 herë (në çdo cikël të orës së 12-të, fikeni pikselin në vend që ta ndizni), atëherë shkëlqimi që rezulton i pikselit do të jetë 83% e maksimumit, e cila do të lejojë formimin e një ngjyre të ndërmjetme të kuqe. Të dyja metodat e diskutuara të ekstrapolimit të ngjyrave kanë të metat e tyre. Në rastin e parë, ka një dridhje të mundshme të ekranit dhe një rritje të lehtë të kohës së reagimit, dhe në të dytën, ekziston mundësia e humbjes së detajeve të imazhit. Është mjaft e vështirë të dallosh një matricë 18-bitësh me ekstrapolim ngjyrash nga një matricë e vërtetë 24-bitëshe me sy. Në të njëjtën kohë, kostoja e një matrice 24-bit është shumë më e lartë.
Parimi i funksionimit të ekraneve TFT-LCD
Parimi i përgjithshëm i formimit të imazhit në ekran është ilustruar mirë në Fig. 1. Por si të kontrollohet ndriçimi i nënpikselëve individualë? Zakonisht u shpjegohet fillestarëve në këtë mënyrë: pas çdo nënpiksel ka një grilë kristal të lëngët. Në varësi të tensionit të aplikuar në të, ai transmeton pak a shumë dritë nga drita e prapme. Dhe të gjithë menjëherë imagjinojnë një lloj amortizuesi në mentesha të vogla që rrotullohen në këndin e dëshiruar ... diçka si kjo:
Në realitet, natyrisht, gjithçka është shumë më e ndërlikuar. Nuk ka rrathë materiale në menteshat. Në një matricë reale të kristalit të lëngshëm, fluksi i ndritshëm kontrollohet diçka si kjo:
Drita nga drita e prapme (ne ndjekim figurën nga poshtë lart) fillimisht kalon nëpër filtrin e poshtëm polarizues (pllakë me hije të bardhë). Tani kjo nuk është më një rrjedhë e zakonshme drite, por një e polarizuar. Pastaj drita kalon nëpër elektroda kontrolli të tejdukshme (pllaka të verdha) dhe ndeshet me një shtresë kristalesh të lëngëta në rrugën e saj. Duke ndryshuar tensionin e kontrollit, polarizimi i fluksit të dritës mund të ndryshohet deri në 90 gradë (në foton në të majtë), ose të lihet i pandryshuar (aty atje). Kujdes, argëtimi është gati të fillojë! Pas shtresës së kristaleve të lëngëta, vendosen filtra të dritës dhe këtu çdo nënpiksel ngjyroset në ngjyrën e dëshiruar - të kuqe, jeshile ose blu. Nëse shikojmë ekranin me filtrin e sipërm polarizues të hequr, do të shohim miliona nënpikselë të ndezur - dhe secila prej tyre shkëlqen me shkëlqimin maksimal, sepse sytë tanë nuk mund të dallojnë polarizimin e dritës. Me fjalë të tjera, pa polarizuesin e sipërm, ne thjesht do të shohim një shkëlqim uniform të bardhë në të gjithë sipërfaqen e ekranit. Por, sapo të vendosni filtrin e sipërm polarizues, ai do të "zbulojë" të gjitha ndryshimet që kristalet e lëngëta kanë bërë në polarizimin e dritës. Disa nënpikselë do të mbeten me shkëlqim, si ai i majtë në figurë, polarizimi i të cilit është ndryshuar me 90 gradë, dhe disa do të dalin jashtë, sepse polarizuesi i sipërm është në antifazë me atë të poshtëm dhe nuk transmeton dritë me polarizimin e paracaktuar. Ekzistojnë gjithashtu nënpikselë me shkëlqim të ndërmjetëm - polarizimi i rrjedhës së dritës që kalon nëpër to u rrotullua jo me 90, por me një numër më të vogël gradësh, për shembull, me 30 ose 55 gradë.
Avantazhet dhe disavantazhet
|
Simbolet: (+) avantazh, (~) i pranueshëm, (-) disavantazh |
||
| Monitorët LCD
| Monitorët CRT
|
|
| Shkëlqimi | (+) nga 170 në 250 cd/m2 | (~) nga 80 në 120 cd/m2 |
| Kontrasti | (~) 200:1 deri në 400:1 | (+) nga 350:1 në 700:1 |
| Këndi i shikimit (në kontrast) | (~) 110 deri në 170 gradë | (+) mbi 150 gradë |
| Këndi i shikimit (sipas ngjyrës) | (-) nga 50 në 125 gradë | (~) mbi 120 gradë |
| Leja | (-) Rezolucioni i vetëm me madhësi fikse piksel. Optimalisht mund të përdoret vetëm në këtë rezolutë; Në varësi të funksioneve të mbështetura të zgjerimit ose kompresimit, mund të përdoren rezolucione më të larta ose më të ulëta, por ato nuk janë optimale. | (+) Rezolucione të ndryshme mbështeten. Me të gjitha rezolucionet e mbështetura, monitori mund të përdoret në mënyrë optimale. Kufizimi vendoset vetëm nga pranueshmëria e frekuencës së rigjenerimit. |
| Frekuenca vertikale | (+) Frekuenca optimale 60 Hz, e cila është e mjaftueshme për të shmangur dridhjet | (~) Vetëm në frekuencat mbi 75 Hz nuk ka dridhje të dukshme qartë |
| Gabime në regjistrimin e ngjyrave | (+) nr | (~) 0,0079 deri në 0,0118 inç (0,20 - 0,30 mm) |
| Duke u fokusuar | (+) shumë mirë | (~) nga e kënaqshme në shumë e mirë> |
| Shtrembërim gjeometrik/linear | (+) nr | (~) e mundur |
| Piksele të thyera | (-) deri në 8 | (+) nr |
| Sinjali i hyrjes | (+) analoge ose dixhitale | (~) vetëm analoge |
| Shkallëzimi në rezolucione të ndryshme | (-) mungon ose përdoren metoda interpolimi që nuk kërkojnë shpenzime të mëdha | (+) shumë mirë |
| Saktësia e ngjyrave | (~) True Color mbështetet dhe temperatura e kërkuar e ngjyrës është simuluar | (+) True Color mbështetet dhe ka shumë pajisje për kalibrimin e ngjyrave në treg, që është një plus i caktuar |
| Korrigjimi i gamës (rregullimi i ngjyrës me karakteristikat e shikimit njerëzor) | (~) i kënaqshëm | (+) fotorealiste |
| Uniformiteti | (~) shpesh imazhi është më i ndritshëm në skajet | (~) shpesh imazhi është më i ndritshëm në qendër |
| Pastërtia e ngjyrës/cilësia e ngjyrës | (~) mirë | (+) i lartë |
| Dridhje | (+) nr | (~) jo e dukshme mbi 85 Hz |
| Koha e inercisë | (-) nga 20 në 30 ms. | (+) i papërfillshëm |
| Formimi i imazhit | (+) Imazhi formohet nga pikselë, numri i të cilave varet vetëm nga rezolucioni specifik i panelit LCD. Lartësia e pikselit varet vetëm nga madhësia e vetë pikselëve, por jo nga distanca midis tyre. Çdo piksel është i formuar në mënyrë individuale për fokus, qartësi dhe qartësi superiore. Imazhi është më i plotë dhe më i qetë | (~) Piksele formohen nga një grup pikash (treshe) ose vija. Lartësia e një pike ose vije varet nga distanca midis pikave ose vijave me të njëjtën ngjyrë. Si rezultat, mprehtësia dhe qartësia e imazhit varet shumë nga madhësia e lartësisë së pikës ose lartësisë së vijës dhe nga cilësia e CRT |
| Konsumi i energjisë dhe emetimet | (+) Praktikisht nuk ka rrezatime elektromagnetike të rrezikshme. Konsumi i energjisë është afërsisht 70% më i ulët se monitorët standardë CRT (25 deri në 40 W). | (-) Rrezatimi elektromagnetik është gjithmonë i pranishëm, por niveli varet nëse CRT plotëson ndonjë standard sigurie. Konsumi i energjisë në gjendje pune është 60 - 150 W. |
| Dimensionet/pesha | (+) dizajn i sheshtë, peshë e lehtë | (-) dizajn i rëndë, merr shumë hapësirë |
| Ndërfaqja e monitorit | (+) Ndërfaqja dixhitale, megjithatë, shumica e monitorëve LCD kanë një ndërfaqe analoge të integruar për t'u lidhur me daljet analoge më të zakonshme të përshtatësve video | (-) Ndërfaqe analoge |
Letërsia
- A.V.Petrochenkov "Hardware-kompjuter dhe pajisje periferike", -106 faqe ill.
- V.E. Figurnov "IBM PC për përdoruesit", -67 faqe.
- “HARD "n" SOFT" (revistë kompjuterike për një gamë të gjerë përdoruesish) Nr. 6 2003.
- N.I. Gurin "Puna në një kompjuter personal," - 128 faqe.
Le të shohim dizajnin e një moduli LCD për një monitor 19-inç duke përdorur shembullin e një moduli LCD me një matricë TN+Film nga prodhuesi i mirënjohur tajvanez HannStar. Këto module janë përdorur në monitorë nën markat Acer, LG, HP, etj.
Nën mbulesën metalike mbrojtëse ka kontrolle matrice të vendosura në një tabelë.
përmes lidhësit të caktuar CN1, sinjalet diferenciale të tensionit të ulët LVDS dhe tensioni i furnizimit +5V furnizohen në tabelën e kontrollit të matricës
Kontrolluesi është përgjegjës për përpunimin e sinjaleve LVDS nga shkallëzuesi në tabelën e kontrollit të matricës
kontrolluesi gjeneron sinjale që, nëpërmjet dekoderave të shkrirë në kabllo, kontrollojnë transistorët me efekt në terren TFT (Tranzistor i filmit të hollë) të nënpikselëve të matricës
në imazhin e mëposhtëm mund të shihni se si janë renditur nënpikselat e matricës, duke alternuar në rendin R-G-B (e kuqe-jeshile-blu)
kristalet e lëngëta të secilit nënpiksel kontrollohen nga një transistor i veçantë me efekt në terren, domethënë, në një matricë me rezolucion 1280x1024 ka 1280x1024 = 13010720 piksel, dhe secili piksel nga ana e tij përbëhet nga tre nënpikselë, pra numri i transistorëve në një matricë me një rezolucion prej 1280x1024 është 3932160.
Pa hyrë në detaje të polarizimit të fluksit të dritës, në një mënyrë të thjeshtuar, mund të imagjinoni në përgjithësi se si funksionon matrica LCD: nëse aplikoni tension në transistorin nënpiksel, atëherë nënpiksel NUK do të transmetojë dritë, nëse e bëni këtë. mos aplikoni tension, nënpiksel do të transmetojë dritë. Nëse të tre nënpikselët RGB transmetojnë dritë, atëherë do të shohim një pikë (piksel) të bardhë në ekran, nëse të tre nënpikselët NUK transmetojnë dritë, atëherë do të shohim një pikë të zezë në ekran. Në varësi të intensitetit të fluksit të dritës (d.m.th. në këndin e rrotullimit të kristaleve të lëngëta në nënpiksel) që kalon nëpër tre filtra RGB të një piksel, mund të marrim një pikë të çdo ngjyre.
Një konvertues i bërë në qarkun e integruar U200 është përgjegjës për gjenerimin e tensioneve të nevojshme të furnizimit për matricën TFT.
Nëse hiqni kornizën metalike dhe ndani matricën LCD nga reflektori/udhëzuesi i dritës, do të zbuloni se matrica është pothuajse transparente
Le të shohim dizajnin e udhëzuesit/difuzorit të dritës. një kornizë plastike fikson tre filma (dy shpërndarje dhe një polarizuese midis tyre) në sipërfaqen e udhëzuesit të dritës, e cila është një pllakë pleksiglas drejtkëndëshe ~10 mm e trashë
nën udhëzuesin e dritës ka një nënshtresë plastike të bardhë, me trashësi 0,5 mm
në anën e udhëzuesit të dritës përballë nënshtresës plastike të bardhë, aplikohet një model i veçantë për të krijuar ndriçim uniform në të gjitha pikat e ekranit
Pjesa e fundit e "byrekut" të difuzorit/dritës është një bazë metalike, kjo bazë përmban elemente fiksimi me të cilat i gjithë moduli LCD është i fiksuar në trupin e monitorit
Llambat CCFL të shkarkimit të gazit me tension të lartë (llambat fluoreshente me katodë të ftohtë) janë të vendosura në dysh, horizontalisht sipër dhe poshtë udhëzuesit të dritës
Reflektori është disa milimetra më i gjatë se ana më e madhe e pllakës udhëzuese të dritës, dhe gjithashtu shërben si një enë, falë së cilës llambat janë të fiksuara në krye dhe në fund të udhëzuesit të dritës.
Falë modelit të veçantë të udhëzuesit të dritës, drita e llambave shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjithë zonën e ekranit. Ka modele të tjera shpërndarëse pa një pllakë të rëndë udhëzuese të dritës dhe llamba të vendosura horizontalisht nga lart poshtë me një hap të vetëm pas matricës LCD. Ka modele shpërndarës/udhëzues të dritës (dritë të pasme) duke përdorur më shumë llamba, për shembull 6, 8, 12
E rëndësishme!
Ky material është menduar vetëm për qëllime informative. Nëse nuk keni përvojë të mjaftueshme në rivendosjen e pajisjeve LCD, mos e çmontoni monitorin tuaj si rezultat i veprimeve të pasakta, mund të dëmtoni modulin LCD;
