최신 LCD 모니터의 비밀. 비디오 어댑터 유형 LCD 화면은 무엇으로 구성됩니까?
그래픽 카드 구현에는 세 가지 주요 옵션이 있습니다.
확장 카드.이 경우 PCI Express, AGP 또는 PCI 인터페이스를 갖춘 별도의 확장 카드가 사용되는 것으로 가정합니다. 이를 통해 최고의 성능, 대용량 메모리 및 가장 많은 기능 지원이 보장됩니다.
통합 그래픽 코어가 포함된 칩셋입니다.이는 가장 저렴한 솔루션이지만 특히 3D 게임 및 기타 그래픽 집약적인 응용 프로그램을 실행할 때 성능이 매우 낮습니다. 또한 확장 카드를 사용할 때보다 해상도와 새로 고침 빈도가 더 낮습니다. 가장 일반적인 통합 칩셋은 저가형 노트북 모델과 일부 중급 모델에서 발견됩니다.
통합 그래픽 코어가 있는 프로세서(인텔).
일반적으로 microATX, FlexATX, microBTX, PicoBTX 또는 MiniITX 마더보드를 사용하는 데스크탑 컴퓨터에는 Intel, VIA Technology, SiS 등에서 제조한 칩셋에 통합된 그래픽 코어가 장착되어 있습니다.
비디오 카드 커넥터
비디오 어댑터 MDA, Hercules, CGA 및 EGA에는 9핀 D-Sub 커넥터가 장착되었습니다. 때로는 동축 복합 비디오 커넥터도 존재하여 흑백 이미지를 저주파 비디오 입력이 장착된 텔레비전 수신기나 모니터로 출력할 수 있었습니다.
아날로그 D-Sub 커넥터
VGA 이상의 비디오 어댑터에는 일반적으로 VGA 커넥터(15핀 D-Sub)가 하나만 있습니다. 때때로 VGA 어댑터의 초기 버전에는 이전 모니터와의 호환성을 위해 이전 세대 커넥터(9핀)도 있었습니다. 작동 출력 선택은 비디오 어댑터 보드의 스위치로 설정되었습니다.
DVI는 디지털 비디오 출력에 가장 일반적으로 사용되는 비교적 새로운 표준 인터페이스입니다. DVI 포트에는 두 가지 종류가 있습니다. DVI-I에는 D-SUB 어댑터를 통해 VGA 모니터를 연결할 수 있는 아날로그 신호도 포함되어 있습니다. DVI-D는 이를 허용하지 않습니다.
DVI 커넥터(변형: DVI-I 및 DVI-D)
최근에는 새로운 가정용 인터페이스인 고화질 멀티미디어 인터페이스가 널리 보급되었습니다. 이 표준은 단일 케이블을 통해 시각 및 오디오 정보를 동시에 전송할 수 있도록 하며 TV 및 영화용으로 설계되었지만 PC 사용자는 HDMI 커넥터를 사용하여 비디오 데이터를 출력하는 데에도 사용할 수 있습니다. HDMI를 사용하면 단일 케이블을 통해 복사 방지된 오디오 및 비디오를 디지털 형식으로 전송할 수 있습니다. 표준의 첫 번째 버전은 5Gb/s의 대역폭을 기반으로 했지만 HDMI 1.3에서는 이 제한을 10.2Gb/s로 확장했습니다.
HDMI 커넥터
DisplayPort는 비교적 새로운 디지털 비디오 인터페이스로, 2006년 봄 VESA(비디오 전자 표준 협회)에서 첫 번째 버전을 채택했습니다. 이는 컴퓨터와 모니터는 물론 기타 멀티미디어 장비를 연결하도록 설계된 라이선스 및 로열티가 없는 새로운 범용 디지털 인터페이스를 정의합니다.
디스플레이 포트를 사용하면 스피커, USB 허브 및 기타 입력/출력 장치를 포함하여 최대 4개의 장치를 연결할 수 있습니다. 최대 4개의 데이터 라인을 지원하며 각 라인은 1.62 또는 2.7기가비트/s를 전송할 수 있습니다. 색상 채널당 6~16비트의 색상 심도 모드를 지원합니다.
DVI 및 HDMI 포트는 비디오 신호 전송 표준 개발의 진화 단계이므로 어댑터를 사용하여 이러한 유형의 포트가 있는 장치를 연결할 수 있습니다.
비디오 카드는 컴포지트 및 S-비디오 입력 및 출력도 수용할 수 있습니다.
복합 커넥터
S-비디오 커넥터 4핀 및 7핀
쌀. 28 – Palit GeForce GTS 450 Sonic 1Gb DDR5 128비트 PCI-E 비디오 카드용 커넥터 세트(2xDVI, 1 D-Sub, 1 miniHDMI)
물질의 세 가지 상태, 즉 고체, 액체, 기체를 구별하는 것이 일반적입니다. 그러나 일부 유기 물질은 특정 상에서 녹을 때 결정과 액체 모두에 고유한 특성을 나타냅니다. 액체의 유동성 특성을 획득한 이 단계에서는 고체 결정의 특성인 분자의 질서를 잃지 않습니다. 이 단계는 집합의 네 번째 상태라고 할 수 있습니다. 사실, 일부 물질만이 특정 온도 범위에서만 이 물질을 함유하고 있다는 사실을 잊어서는 안 됩니다.
소위 정지 위치(resting position)에 있는 액정 분자의 공간적 방향을 액정 질서라고 합니다. Friedel의 분류에 따르면 FA 순서에는 스멕틱, 네마틱, 콜레스테릭의 세 가지 주요 범주가 있습니다(그림 1).
Smectic LC는 가장 질서 있고 구조가 일반 고체 결정에 더 가깝습니다. 분자의 단순한 상호 방향 외에도 평면으로 구분됩니다.
액정의 분자 장축이 우선적으로 배향되는 방향은 디렉터라고 불리는 단위 길이의 벡터로 표시됩니다.
주요 관심은 네마틱 순서를 갖는 재료에 있으며, 이는 모든 유형(TN, IPS 및 VA)의 최신 액정 패널에 사용됩니다. 네마틱스에서 정상 상태는 결정의 특징인 부피 전체에 걸쳐 정렬된 분자 방향을 갖지만 액체의 특징인 무게 중심의 혼란스러운 위치를 갖는 분자의 위치입니다. 그 안에 있는 분자는 상대적으로 평행하게 배향되어 있으며 방향 축을 따라 서로 다른 거리로 이동합니다.
콜레스테릭 구조의 액정은 층으로 나누어진 네마틱과 유사합니다. 각 후속 층의 분자는 이전 층에 대해 특정 작은 각도만큼 회전하고 디렉터는 나선형으로 부드럽게 비틀립니다. 분자의 광학적 활동에 의해 형성된 이러한 층상 특성은 콜레스테릭 질서의 주요 특징입니다. 콜레스테릭은 때때로 "트위스트 네마틱(twisted nematics)"으로 불립니다.
네마틱 목과 콜레스테릭 목 사이의 경계는 다소 임의적입니다. 콜레스테릭 질서는 순수한 형태의 콜레스테릭 물질뿐만 아니라 키랄(광학 활성) 분자를 포함하는 특수 첨가제를 네마틱 물질에 첨가하여 얻을 수도 있습니다. 이러한 분자는 비대칭 탄소 원자를 포함하며 네마틱 분자와 달리 거울 비대칭입니다.
액정의 순서는 LC 재료의 탄성을 생성하는 분자간 힘에 의해 결정됩니다. 예, 여기서는 탄성 특성에 대해 구체적으로 이야기할 수 있습니다. 단, 액정에는 여전히 유동성이 있기 때문에 그 특성은 일반 결정의 탄성 특성과 다릅니다. 정상(또는 접지) 상태에서 분자는 "휴지 위치"로 돌아가는 경향이 있습니다. 예를 들어 네마틱 재료의 경우 동일한 디렉터 방향의 위치로 돌아갑니다.
LC의 탄성은 기존 결정의 탄성보다 몇 배 더 낮으며 외부 영향을 사용하여 위치를 제어할 수 있는 완전히 독특한 기회를 제공합니다. 이러한 영향은 예를 들어 전기장일 수 있습니다.
이제 이 필드가 분자의 방향에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 자세히 살펴보겠습니다.
두 개의 유리판으로 구성된 샘플을 살펴보겠습니다. 그 사이의 공간은 네마틱 재료로 채워져 있습니다. 상판과 하판 사이의 거리, 그에 따른 액정층의 두께는 수 마이크론입니다. 재료 내 분자 방향의 원하는 방향을 설정하기 위해 기판 표면의 특수 처리가 사용됩니다. 이를 위해 투명한 폴리머의 얇은 층을 표면에 적용한 후 한 방향으로 가장 미세한 홈인 특수 마찰 (문지름)을 통해 표면에 릴리프를 부여합니다. 표면과 직접 접촉하는 층의 길쭉한 결정 분자는 릴리프를 따라 배향됩니다. 분자간 힘은 다른 모든 분자가 동일한 방향을 취하도록 강제합니다.
액정 분자의 정렬된 배열은 일부 물리적 특성의 이방성을 결정합니다(이방성은 공간 방향에 대한 매질 특성의 의존성임을 상기시켜 드리겠습니다). 분자가 무작위로 배열된 액체는 등방성입니다. 그러나 액정에는 이미 이방성이 있는데, 이는 액정을 통과하는 빛의 특성에 영향을 줄 수 있는 중요한 특성입니다.
유전 상수의 이방성은 분자의 위치를 제어하는 데 사용됩니다. 차이를 나타냅니다
Δε = ε || + ε ⊥ 여기서 ε || 디렉터 벡터에 평행한 방향의 유전 상수, ε ⊥ 디렉터 벡터에 수직인 방향의 유전 상수. Δε의 값은 양수 또는 음수일 수 있습니다.
판 사이의 거리가 수 미크론인 두 개의 유리 판으로 구성된 샘플을 채취하고, 네마틱 재료로 채워 밀봉했습니다. 재료 내 분자 방향의 원하는 방향을 설정하기 위해 기판 표면의 특수 처리가 사용됩니다. 이를 위해 투명 폴리머의 얇은 층을 표면에 적용한 후 표면에 릴리프를 적용합니다. 특수 마찰로 - 한 방향으로 얇은 홈이 생깁니다. 표면과 직접 접촉하는 층의 길쭉한 결정 분자는 릴리프를 따라 방향이 지정되며, 분자간 힘으로 인해 다른 모든 분자가 동일한 방향을 취하게 됩니다. 샘플에 전기장이 생성되면 이 필드에 있는 액정의 에너지는 전기장의 방향에 대한 분자의 위치에 따라 달라집니다. 분자의 위치가 최소 에너지와 일치하지 않으면 적절한 각도로 회전합니다. 양의 유전 상수(양의 유전율 이방성)를 갖는 물질에서 분자는 전기장의 방향을 따라 회전하는 경향이 있고, 음의 유전율 이방성을 갖는 물질에서는 전기장의 방향을 가로질러 회전하는 경향이 있습니다. 따라서 회전 각도는 적용된 전압에 따라 달라집니다.
샘플의 물질이 양의 유전 이방성을 갖게 되면 전기장의 방향은 분자의 초기 방향에 수직이 됩니다(그림 2). 전압이 가해지면 분자는 자기장을 따라 회전하는 경향이 있습니다. 그러나 처음에는 마찰에 의해 생성된 샘플 내부 표면의 릴리프에 따라 방향이 지정되고 상당한 접착력으로 연결됩니다. 결과적으로 디렉터 방향이 변경되면 반대 방향의 토크가 발생합니다. 자기장이 충분히 약한 한, 탄성력은 분자를 일정한 위치에 유지합니다. 전압이 증가함에 따라 특정 값부터 시작 전자, 전기장의 배향력이 탄성력을 초과하고 분자의 회전이 일어나기 시작합니다. 장의 영향을 받는 이러한 방향 전환을 Fredericks 전환이라고 합니다. Fredericks 전환은 액정 제어 조직의 기본이며 모든 LCD 패널의 작동 원리는 이에 기반합니다.
실행 가능한 메커니즘이 형성됩니다.
- 한편으로, 전기장은 (인가된 전압의 값에 따라) 액정 분자를 원하는 각도로 회전시키게 됩니다.
- 반면, 분자간 결합으로 인한 탄성력은 응력이 풀릴 때 방향자의 원래 방향으로 돌아가는 경향이 있습니다.
디렉터의 초기 방향과 전기장의 방향이 완전히 수직이 아닌 경우 임계 필드 값은 다음과 같습니다. 전자감소하므로 훨씬 더 작은 자기장으로 분자의 위치에 영향을 줄 수 있습니다.
이 시점에서 우리는 "빛의 편광"과 "편광면"의 개념을 설명하기 위해 액정에서 조금 벗어나야 할 것입니다. 액정 없이는 더 이상의 프레젠테이션이 불가능합니다.
빛은 전기 및 자기 성분이 서로 수직인 평면에서 진동하는 횡방향 전자기파로 표현될 수 있습니다(그림 3).
자연광(자연 편광 또는 비편광이라고도 함)에는 벡터 진동이 포함되어 있습니다. 이자형, 벡터에 수직인 모든 방향에서 동일하게 확률이 높습니다. 케이(그림 4).
부분 편광된 빛은 우선적인 벡터 진동 방향을 가집니다. 이자형. 광파장에서 부분적으로 편광된 빛의 경우 상호 수직 방향 중 하나에 대한 투영 E의 진폭은 항상 다른 방향보다 큽니다. 이러한 진폭 간의 관계에 따라 편광 정도가 결정됩니다.
선형 편광은 단일 벡터 방향을 갖는 빛입니다. 이자형모든 파도에 대해. 선형 편광의 개념은 추상적입니다. 실제로 선형 편광에 관해 이야기할 때 일반적으로 편광도가 높은 부분 편광을 의미합니다.
벡터가 놓여 있는 평면 이자형및 파동 방향 벡터 케이, 이를 편광면이라고 합니다.
이제 LCD로 돌아가 보겠습니다.
유전 이방성 다음으로 액정을 통과하는 광속을 제어하는 데 사용되는 액정의 두 번째로 중요한 물리적 특성은 광학 이방성입니다. 액정은 디렉터에 평행한 전파 방향과 수직한 전파 방향에 따라 빛의 굴절률 값이 다릅니다. 즉, 디렉터에 평행하거나 수직인 광선의 전파 속도는 다르며 계수가 높을수록 더 낮은 것으로 알려져 있습니다. 광학 이방성 또는 굴절률 이방성은 두 계수의 차이입니다.
Δ N= N|| + N⊥ 어디 N|| 디렉터에 평행한 편광면의 굴절률; N⊥ 방향자에 수직인 편광면의 굴절률.
두 가지 다른 의미의 자료에 존재 N|| 그리고 N⊥은 복굴절 효과를 유발합니다. 빛이 네마틱과 같은 복굴절 물질에 닿으면 광파의 전기장 구성 요소가 두 개의 벡터 구성 요소로 분할되어 빠른 축에서 진동하고 느린 축에서 진동합니다. 이러한 구성 요소를 각각 일반 광선과 특별 광선이라고 합니다. 정상광선과 이상광선의 편광 방향은 서로 직교합니다. 그리고 재료에 "빠른" 축과 "느린" 축이 존재하는 이유는 위에서 언급한 것, 즉 방향자의 방향에 각각 평행하거나 수직으로 전파되는 광선의 굴절률이 다르기 때문입니다.
그림 5는 "빠른" 축과 "느린" 축을 따른 파동의 전파를 보여줍니다. 이 경우 축은 고정된 직선이 아니라 파동이 진동하는 평면의 방향이라는 점을 강조해야 합니다.
정상빔과 이상빔의 위상 속도가 다르기 때문에 파동이 전파됨에 따라 위상차도 변하게 됩니다. 이러한 직교 성분의 위상차를 변경하면 광파의 편광 방향이 변경됩니다. 그림에서 명확성을 위해 직교 구성 요소의 합은 결과 벡터로 표시됩니다. 어. 파동이 전파됨에 따라 벡터의 방향이 회전하는 것을 알 수 있습니다. 어. 따라서 복굴절 물질의 출력에 파동을 추가하면 원래 파동에 비해 편광 방향이 변경된 파동이 생성됩니다.
편광면의 회전 각도는 물질의 분자 방향에 따라 달라집니다.
패널 디자인
LCD 패널 기술에는 여러 가지가 있습니다. 이 경우의 설계를 설명하기 위해 TN이 가장 일반적인 것으로 표시됩니다(그림 6).
모니터용 모든 액정 패널은 투과형입니다. 그 안의 이미지는 뒤에 있는 광원의 광속을 변환하여 형성됩니다. 광속의 변조는 액정의 광학 활성(투과된 빛의 편광면을 회전시키는 능력)으로 인해 수행됩니다. 이는 다음과 같이 구현됩니다. 백라이트 램프에서 나온 빛은 첫 번째 편광판을 통과할 때 선형 편광이 됩니다. 그런 다음 두 유리 사이의 공간에 포함된 액정 층을 통과합니다. 패널의 각 셀에 있는 LC 분자의 위치는 전극에 전압을 가하여 생성된 전기장에 의해 조절됩니다. 투과된 빛의 편광면의 회전은 분자의 위치에 따라 달라집니다. 따라서 셀에 필요한 전압 값을 공급함으로써 편광면의 회전이 제어됩니다.
하위 픽셀에 전압을 전달하기 위해 내부(백라이트 모듈에 가장 가까운) 유리 기판에 증착된 금속 전도성 트랙인 수직(데이터 라인) 및 수평(게이트 라인) 데이터 라인이 사용됩니다. 이미 언급했듯이 전기장은 일반 전극과 픽셀 전극의 전압에 의해 생성됩니다. 사용되는 전압은 가변적입니다. 왜냐하면 일정한 전압을 사용하면 이온과 전극 재료의 상호 작용이 발생하고 LC 재료 분자의 질서 있는 배열이 파괴되고 셀 분해가 발생하기 때문입니다. 박막 트랜지스터는 스캔 라인에서 필요한 셀의 주소가 선택될 때 닫히고 필요한 전압 값이 "기록"될 수 있도록 하고 스캔 사이클이 끝나면 다시 열리는 스위치 역할을 합니다. 일정 기간 동안 유지되는 요금입니다. 시간이 지나면 충전이 발생합니다. 티= Tf/N , 어디 Tf화면의 프레임 표시 시간(예: 새로 고침 빈도가 60Hz인 경우 프레임 표시 시간은 1s/60 = 16.7ms), N패널 라인 수(예: 물리적 해상도가 1280x1024인 패널의 경우 1024) 그러나 액정 물질의 고유 용량은 리프레시 주기 동안 전하를 유지하기에 충분하지 않으며, 이로 인해 전압 강하가 발생하고 결과적으로 대비가 감소하게 됩니다. 따라서 트랜지스터 외에도 각 셀에는 트랜지스터가 켜질 때 충전되어 다음 스캔 주기가 시작되기 전에 전압 손실을 보상하는 데 도움이 되는 저장 커패시터가 장착되어 있습니다.
접착식 평면 유연성 케이블을 사용하는 수직 및 수평 데이터 라인은 패널의 제어 칩에 연결됩니다. 드라이버는 각각 열형(소스 드라이버) 및 행(게이트 드라이버)이며 컨트롤러에서 나오는 디지털 신호를 처리하고 전압을 생성합니다. 각 셀별로 수신된 데이터에 해당합니다.
액정 층 다음에는 유리 패널 내부 표면에 컬러 필터가 적용되어 컬러 이미지를 형성하는 데 사용됩니다. 일반적인 3색 추가 합성이 사용됩니다. 색상은 세 가지 기본 색상(빨간색, 녹색 및 파란색)의 방사선을 광학적으로 혼합하여 형성됩니다. 셀(픽셀)은 3개의 개별 요소(서브픽셀)로 구성되며, 각 요소는 그 위에 있는 빨간색, 녹색 또는 파란색 컬러 필터와 연결됩니다. 각 하위 픽셀에 대해 가능한 256개의 톤 값을 조합하면 최대 1,677만 픽셀을 생성할 수 있습니다. 그림 물감.
패널 구조(금속 수직 및 수평 데이터 라인, 박막 트랜지스터)와 분자 방향이 방해받는 셀 경계 영역은 원치 않는 광학 효과를 피하기 위해 불투명 재료 아래에 숨겨야 합니다. 이를 위해 개별 컬러 필터 사이의 간격을 채우는 얇은 메쉬와 유사한 소위 블랙 매트릭스가 사용됩니다. 블랙 매트릭스에 사용되는 재료는 크롬이나 블랙 레진이다.
이미지 형성의 최종 역할은 종종 분석기라고 불리는 두 번째 편광판에 의해 수행됩니다. 편광 방향은 첫 번째에 비해 90도 이동됩니다. 분석기의 목적을 상상하기 위해 연결된 패널의 표면에서 조건부로 분석기를 제거할 수 있습니다. 이 경우 표시된 이미지에 관계없이 모든 하위 픽셀이 최대로 조명됩니다. 즉, 화면이 균일하게 흰색으로 채워지는 것을 볼 수 있습니다. 빛은 편광되어 있고, 인가되는 전압에 따라 각 셀별로 편광면이 다르게 회전하기 때문에 아직 우리 눈에는 아무런 변화가 없습니다. 분석기의 기능은 필요한 파동 구성 요소를 정확하게 차단하여 출력에서 필요한 결과를 볼 수 있도록 하는 것입니다.
이제 필요한 구성 요소가 어떻게 차단되는지 이야기해 보겠습니다. 수직 편광 방향을 갖는 편광판을 예로 들어 보겠습니다. 수직면을 지향하는 파동을 전송합니다.
그림 7은 수직 편파 방향에 대해 특정 각도로 놓인 평면에서 전파되는 파동을 보여줍니다. 입사파의 전기장 벡터는 두 개의 서로 수직인 구성 요소, 즉 편광판의 광축에 평행한 구성 요소와 수직 구성 요소로 분해될 수 있습니다. 광축에 평행한 첫 번째 구성 요소는 통과하고 두 번째(수직) 구성 요소는 차단됩니다.
따라서 두 가지 극단적인 입장이 분명합니다.
- 엄밀한 수직면에서 전파되는 파동은 변화 없이 전송됩니다.
- 수평면으로 전파되는 파동은 수직 성분이 없어 차단됩니다.
이 두 가지 극단적 위치는 셀의 완전 개방 및 완전 폐쇄 위치에 해당합니다. 요약해보자:
- 셀(하위 픽셀)에서 투과된 빛을 최대한 완벽하게 차단하려면 이 빛의 편광 평면이 분석기의 투과 평면(편광 방향)과 직교해야 합니다.
- 세포에 의한 빛의 최대 투과를 위해서는 편광면이 편광 방향과 일치해야 합니다.
- 셀 전극에 공급되는 전압을 원활하게 조절함으로써 액정 분자의 위치를 제어하고 결과적으로 투과된 빛의 편광면 회전을 제어할 수 있습니다. 그리고 그에 따라 세포가 전달하는 빛의 양이 변경됩니다.
편광면의 회전 각도는 액정 층에서 빛이 이동한 거리에 따라 달라지므로 이 층은 전체 패널에 걸쳐 엄격하게 일정한 두께를 가져야 합니다. 유리 사이의 균일한 거리를 유지하기 위해(전체 구조가 적용된 상태에서) 특수 스페이서가 사용됩니다.
가장 간단한 옵션은 소위 볼 스페이서입니다. 이는 엄격하게 정의된 직경의 투명한 폴리머 또는 유리 구슬이며 스프레이 방식으로 유리 내부 구조에 적용됩니다. 따라서 그들은 세포의 전체 영역에 걸쳐 혼란스럽게 위치하며 스페이서가 결함 영역의 중심 역할을 하고 분자가 그 바로 옆에 잘못 배치되어 있기 때문에 그 존재는 균일성에 부정적인 영향을 미칩니다.
또 다른 기술인 컬럼 스페이서(컬럼 스페이서, 포토 스페이서, 포스트 스페이서)도 사용됩니다. 이러한 스페이서는 블랙 매트릭스 아래에 사진처럼 정밀하게 위치합니다(그림 8). 이 기술의 이점은 분명합니다. 스페이서 근처의 빛 누출이 없어 대비가 증가하고, 스페이서의 규칙적인 배열로 인해 간격 균일성이 더욱 정밀하게 제어되며, 패널 강성이 증가하고 표면을 누를 때 잔물결이 없습니다.
그림 6에 표시된 디자인의 TN 패널은 생산 비용이 가장 저렴하여 대량 모니터 시장에서의 지배력을 결정합니다. 그 외에도 전극의 위치, 구성 및 재료, 편광판의 방향, 사용된 LCD 혼합물, 액정 재료에서 디렉터의 초기 방향 등이 다른 여러 다른 기술이 있습니다. 감독의 초기 방향에 따라 기존의 모든 기술은 두 그룹으로 나눌 수 있습니다.
1. 평면 방향
여기에는 Boe HyDis가 개발하고 홍보하는 FFS(현재 AFFS)뿐만 아니라 모든 IPS 기술(S-IPS, SA-SFT 등)이 포함됩니다. 분자는 마찰에 의해 지정된 방향으로 기판의 베이스와 평행하게 수평으로 정렬되며, 상단 및 하단 기판은 동일한 방향으로 문질러집니다. 픽셀과 공통의 모든 전극은 패널의 동일한 유리 기판(내부 전극)과 데이터 라인 및 트랜지스터에 있습니다. IPS 기술에서는 픽셀 전극과 공통 전극이 서로 교대로 평행하게 위치합니다(그림 9). 필드 라인은 수평으로 이어지지만 마찰 방향에 대해 특정 각도로 이어집니다. 따라서 전압이 가해지면 분자(이 경우 양의 유전 이방성을 갖고 인가된 필드의 방향으로 정렬하려는 경향이 있음)는 해당 (필드) 강도에 따라 각도만큼 동일한 평면에서 회전합니다. FFS의 경우, 이 설계에서는 공통 전극이 픽셀 아래에 위치하며, 전극에 인가되는 전압은 수평 성분과 수직 성분을 모두 갖는 전기장을 생성합니다. 그림 9에 표시된 좌표축의 IPS에 대해 필드는 다음과 같이 특성화될 수 있습니다. 어이, FFS의 경우 해당 값은 다음과 같습니다. 어이그리고 이즈. 이러한 필드 라인 배열을 통해 양 및 음의 유전 이방성을 모두 갖는 LC 재료를 사용할 수 있습니다. IPS와 유사한 분자 회전은 수평 필드 성분 방향으로 동일한 평면에서 발생하지만 경계 구역이 적기 때문에 훨씬 더 많은 수의 분자가 회전하므로 블랙 매트릭스 격자의 폭을 좁힐 수 있습니다. 더 높은 패널 개구율을 달성합니다.
평면 디렉터 방향 기술의 주요 장점 중 하나는 보는 각도가 변할 때 팔레트의 색상이 매우 약간 변한다는 것입니다. 이러한 안정성은 장의 영향을 받아 액정 물질의 분자에 의해 형성된 나선의 구성으로 설명되며, 이 경우 대칭 모양을 갖습니다. 그림 9는 전극에 전압을 가했을 때 LC 분자의 위치를 개략적으로 보여주며, 중간층에서 최대 회전 각도가 달성되는 것이 분명합니다. 이러한 이질성은 이미 언급한 바와 같이 기판의 베이스에 평행한 원하는 방향으로 분자의 배향이 표면을 사전 처리(와이핑)하여 얻어지기 때문입니다. 따라서 기판에 바로 인접한 층의 분자 이동성은 기판의 지형에 의해 제한되고, 후속 인접 층에서는 분자간 힘에 의해 제한됩니다. 결과적으로 장의 영향으로 분자는 끝이 한 평면에 고정되고 중앙 부분이 회전하는 리본을 연상시키는 나선형을 형성합니다. 빔이 전파되는 매체의 굴절률과 빔이 이동하는 방향의 위상 이동에 따라 달라지는 광학 경로의 개념이 있습니다. 액정층을 통과하는 광선은 투과 각도에 따라 광 경로 길이가 다릅니다. 분자 나선의 대칭 모양을 통해 각 회색 레벨에 대해 상단 및 하단 절반의 광학 경로 길이에 대한 정확한 추가를 얻을 수 있으며, 그 결과 표시되는 음영이 시야각에 거의 완전히 의존하지 않게 됩니다. 이 속성 덕분에 IPS 패널은 그래픽 작업을 목표로 하는 대부분의 모니터에 사용됩니다.
광파가 통과하면 결과 벡터의 회전 방향(그림 5 참조)은 분자에 의해 형성된 나선의 구부러진 모양을 부분적으로 반복합니다. 따라서 파동이 LC 재료의 첫 번째 부분을 통과할 때 편광 평면의 회전은 한 방향으로 발생하고 두 번째 부분을 통해 반대 방향으로 발생합니다. 적용된 전압에 따라 파동 구성 요소 중 하나의 위상 지연이 다르기 때문에 결과 벡터의 방향이 어액정 층의 출구에서 원래의 것과 다르기 때문에 광속의 특정 부분이 분석기를 통과할 수 있습니다. 다른 모든 기술과 마찬가지로 편광기와 분석기의 광 투과 평면은 서로에 대해 90도 각도로 이동됩니다.
현재 생산되는 모든 변형(S-IPS, AFFS, SA-SFT)은 2-도메인 셀 설계를 사용합니다. 이를 위해 분자를 두 방향으로 회전시키는 지그재그 모양의 전극이 사용됩니다. 접두사 "Super" 및 "Advanced" 없이 단순히 "IPS" 및 "FFS"로 지정된 초기 버전은 모노 도메인이므로 색상 변화가 있었고 시야각도 더 작았습니다(140/140 대비 감소에서 10: 첫 번째 IPS의 경우 1).
평면 방향에는 일반적으로 비틀림 방향(또는 비틀린 방향)이 포함됩니다. 이 경우, 기판의 베이스를 따라 분자의 정렬은 표면을 닦아서 달성되지만, 상부 기판과 하부 기판을 닦는 방향이 서로 오프셋된다는 차이점이 있습니다. 네마틱 물질의 이러한 정렬 결과로 디렉터는 콜레스테릭 나선과 유사한 나선을 형성하며, 나선의 올바른 형성을 위해 키랄 분자를 포함하는 특수 첨가제가 LC 혼합물에 사용됩니다. 트위스트 방향은 가장 널리 사용되는 TN(또는 TN+Film) 기술에 사용됩니다. 여기서 TN 디자인을 설명하고 설명하는 것은 의미가 없습니다. 이는 유사한 주제에 대한 수많은 자료에서 반복적으로 수행되었으므로 잘 알려져 있다고 말할 수 있습니다.
2. 수직 방향
MVA와 PVA가 이 그룹에 속합니다. 디렉터는 유리 기판의 베이스에 수직으로 배향되는데, 이는 기판 코팅에 계면활성제를 사용하여 달성됩니다. 일반 전극과 픽셀 전극은 반대쪽 기판에 위치하며 필드는 수직으로 향합니다. 여기서는 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 물질이 사용되므로 인가된 전압으로 인해 LC 분자가 자기장 선에 대해 회전하게 됩니다. MVA는 상단 또는 두 기판 모두의 분자를 미리 기울이기 위한 미세한 세로 돌출부(돌출부)가 존재하는 것이 특징이므로 초기 수직 정렬이 완전하지 않습니다. 이러한 돌출부를 따라 정렬된 분자는 약간의 사전 경사를 받아 세포의 각 영역(도메인)에 대해 장의 영향을 받아 분자가 회전하는 특정 방향을 설정할 수 있습니다. PVA에는 그러한 돌출부가 없으며 전압이 없을 때 방향자는 표면에 수직으로 배향되고 픽셀과 공통 전극은 서로에 대해 오프셋되어 생성된 필드가 수직이 아니지만 경사진 구성 요소를 포함합니다. (그림 10).
수직 방향 방향의 기술에는 Sharp가 개발한 ASV도 포함됩니다. 하위 픽셀 내에는 모서리가 둥근 사각형 모양의 여러 픽셀 전극이 있습니다. 기본 원리는 동일합니다. 공통 전극은 반대편 기판에 위치하고 분자는 필드가 없을 때 수직으로 배향되며 음의 유전 이방성을 갖는 액정 재료가 사용됩니다. 생성된 필드는 뚜렷이 비스듬한 구성 요소를 가지며 분자는 필드의 방향과 반대 방향으로 회전하여 방향자의 방향이 픽셀 전극 중앙에 중심을 둔 우산 모양과 유사한 구조를 만듭니다.
또한 전압이 없을 때 셀의 상태에 따라 LCD 모듈을 유형으로 구분합니다. 일반적으로 흰색 패널은 셀의 전압이 0일 때 완전히 열려서 화면에 흰색이 재현되는 패널입니다. TN 기술을 사용하여 제작된 모든 패널은 일반적으로 흰색입니다. 전압이 없을 때 빛의 통과를 차단하는 패널은 노멀리 블랙(Normal Black)으로 분류되며, 다른 모든 기술은 이 유형에 속합니다.
백라이트 모듈
...형광등을 기반으로 함
백라이트 램프의 초기 광속 중 3% 이하의 극히 일부만이 패널 본체(편광판, 전극, 컬러 필터 등)를 통과합니다. 따라서 백라이트 모듈의 고유 밝기는 매우 중요하며 일반적으로 사용되는 램프의 밝기는 30,000cd/m2 이상입니다.
조명에는 CCFL 냉음극 형광 램프(음극 필라멘트 없음)가 사용됩니다. CCFL 램프는 소량의 수은 혼합물이 포함된 불활성 가스로 채워진 밀봉된 유리관입니다(그림 11). 이 경우, 교류가 전원 공급에 사용되므로 음극은 동일한 전극입니다. 백열(열) 음극 램프와 비교하여 CCFL 전극은 구조가 다르며 크기도 더 큽니다. 음극의 작동 온도는 상당히 다릅니다. 뜨거운 음극이 있는 램프의 경우 80-150oC 대 약 900oC이며 램프 자체의 온도는 각각 30-75oC 및 40oC와 비슷합니다. CCFL의 작동 전압은 600-900V이고 시작 전압은 900-1600V입니다(사용되는 램프 범위가 매우 넓기 때문에 숫자는 매우 임의적입니다). 빛의 형성은 가스 이온화 중에 발생하며 냉음극 램프에서 발생하는 데 필요한 조건은 고전압입니다. 따라서 이러한 램프를 시동하려면 작동 전압보다 훨씬 높은 전압을 수백 마이크로초 동안 전극에 인가해야 합니다. 높은 교류 전압을 인가하면 가스가 이온화되고 전극 사이의 틈이 파괴되어 방전이 발생합니다.
방전 갭의 붕괴는 다음과 같은 이유로 발생합니다. 정상적인 조건에서 램프를 채우는 가스는 유전체입니다. 전기장이 나타나면 항상 가스 부피에 존재하는 소수의 이온과 전자가 움직이기 시작합니다. 충분히 높은 전압이 전극에 가해지면 전기장은 이온에 매우 빠른 속도를 부여하여 중성 분자와 충돌할 때 전자가 빠져나와 이온이 형성됩니다. 장의 영향을 받아 이동하는 새로 형성된 전자와 이온도 이온화 과정에 들어가며, 이 과정은 눈사태와 같은 특성을 갖습니다. 이온이 음극에 부딪혀 전자를 녹아웃시킬 만큼 충분한 에너지를 받기 시작하면 자체 방전이 발생합니다. 방전이 아크인 열음극 램프와 달리 CCFL의 방전 유형은 글로우입니다.
방전은 소위 음극 전위 강하로 인해 유지됩니다. 방전 시 전위(전압) 강하의 주요 부분은 음극 영역에서 발생합니다. 높은 전위차를 가지고 이 틈을 통과하는 이온은 음극에서 전자를 밀어내기에 충분한 높은 운동 에너지를 얻습니다. 동일한 전위차로 인해 녹아웃된 전자는 다시 방전으로 가속되어 그곳에서 새로운 이온과 전자 쌍을 생성합니다. 이 쌍의 이온은 음극으로 돌아가서 방전과 음극 사이의 전압 강하에 의해 가속되고 다시 전자를 녹아웃시킵니다.
전류의 에너지로 인해 램프의 수은이 액체 상태에서 기체 상태로 전환됩니다. 전자가 수은 원자와 충돌하면 원자가 불안정한 상태에서 안정된 상태로 되돌아가면서 에너지가 방출됩니다. 이 경우 자외선 영역에서 강한 방사선이 발생하는데, 자외선이 차지하는 비율은 전체 방사선의 약 60%이다.
가시광선은 유리 내부 표면에 도포된 인광체 코팅에 의해 생성됩니다. 수은에 의해 방출된 자외선 광자는 인광체 코팅의 원자를 여기시켜 전자의 에너지 수준을 증가시킵니다. 전자가 원래의 에너지 준위로 돌아오면 코팅의 원자는 가시광선의 광자 형태로 에너지를 생성합니다. 형광체는 램프의 가장 중요한 구성 요소이며 방출 스펙트럼의 특성은 이에 따라 달라집니다. CCFL 스펙트럼은 뚜렷하게 좁은 피크를 포함하여 매우 고르지 않습니다. 다층 인광체 코팅을 사용하더라도 (최대 밝기를 희생하여) 색 영역 측면에서 CRT 모니터를 "추월"할 수는 없습니다. 따라서 패널을 생산할 때 허용 가능한 색 영역을 달성하려면 컬러 필터를 정확하게 선택해야 하며, 이 필터의 통과 대역은 램프의 방출 스펙트럼 피크와 가능한 한 밀접하게 일치해야 합니다.
원색의 단색 소스와 고품질 컬러 필터의 조합을 통해 이상적으로 최대 색 영역을 제공할 수 있습니다. 소위 레이저 LED는 "준단색" 광원의 역할을 주장할 수 있지만 생산 기술은 아직 백라이트 모듈에서의 사용 수익성을 보장하지 않습니다. 따라서 현재로서는 RGB LED 패키지(아래 참조)를 기반으로 하는 백라이트 모듈을 통해 최상의 색 영역을 구현할 수 있습니다.
램프 작동에 필요한 수백 볼트의 전압을 생성하기 위해 특수 변환기와 인버터가 사용됩니다. CCFL 밝기는 두 가지 방법으로 조정할 수 있습니다. 첫 번째는 램프의 방전 전류를 변경하는 것입니다. 방전 전류 값은 3-8mA이며 램프의 상당 부분은 더 좁은 범위를 갖습니다. 전류가 낮을수록 글로우의 균일성이 저하되고, 전류가 높을수록 램프 수명이 크게 단축됩니다. 이 조정 방법의 단점은 매우 작은 범위에서 밝기를 변경할 수 있지만 크게 줄이는 것은 불가능하다는 것입니다. 따라서 이 조정을 적용한 모니터는 낮은 주변 조명 조건에서 작업할 때 밝기가 0인 경우에도 너무 밝아지는 경우가 많습니다. 두 번째 방법을 사용하면 램프에 공급되는 전압의 펄스 폭 변조(PWM)가 생성됩니다(폭, 즉 펄스 지속 시간이 제어됩니다. 단일 펄스의 폭을 변경하여 평균 전압 레벨이 조절됩니다.). 이 방식의 단점은 200Hz 이하의 저주파에서 PWM을 구현할 때 램프가 깜박이는 현상이 나타나는 경우가 있지만, 실제로는 PWM을 이용한 조정이 밝기를 200Hz 이하로 변경할 수 있기 때문에 가장 합리적인 접근 방식입니다. 넓은 범위.
램프의 빛을 고르게 분배하기 위해 도광판, 디퓨저 및 프리즘 시스템이 사용됩니다. 배광 구성에는 여러 가지 옵션이 있으며 그 중 하나가 그림 12에 나와 있습니다.
패널의 상단과 하단에 램프를 배치하는 솔루션이 가장 일반적이며, 이러한 배열은 제품의 전체 두께를 크게 줄일 수 있습니다. 17인치 및 19인치 모듈에는 원칙적으로 상단에 2개, 하단에 2개 등 총 4개의 램프가 설치됩니다. 이러한 패널의 하우징 끝 부분에는 특수 기술 구멍이 있으므로 램프를 제거하기 위해 하우징을 분해할 필요가 없습니다(그림 13-b). 이러한 배열을 가진 램프는 종종 두 조각의 블록으로 결합됩니다(그림 13-a).
또 다른 옵션은 모듈 뒷면의 전체 영역에 램프를 배열하는 것입니다(그림 13-c). 이 솔루션은 8개 이상의 램프가 있는 다중 램프 패널과 U자형을 사용할 때 사용됩니다. CCFL.
이제 패널 제조업체의 최소 램프 수명은 일반적으로 4만~5만 시간으로 지정됩니다(수명은 램프의 광도가 50% 감소하는 시간으로 정의됩니다).
...LED 기반
형광등 외에 발광 다이오드(LED)도 광원으로 사용할 수 있습니다. LED 기반 백라이트 모듈은 "백색" LED 또는 원색 LED(RGB-LED) 패키지로 제작됩니다.
RGB-LED 패키지는 가장 큰 색 영역을 제공합니다. 사실 "백색" LED는 노란색 형광체 코팅이 적용된 파란색 LED이거나 "빨간색", "녹색" 및 "파란색" 형광체 코팅이 결합된 자외선 LED입니다. "백색" LED의 스펙트럼은 형광등 스펙트럼의 모든 단점에서 자유롭지 않습니다. 또한 RGB-LED 패키지는 '백색' LED와 달리 원색 LED 그룹의 발광 강도를 별도로 제어해 백라이트의 색온도를 빠르게 조절할 수 있다.
결과적으로 두 가지 목표가 달성되었습니다.
- 보다 이상적인 백라이트 스펙트럼으로 인해 색 영역이 확장됩니다.
- 색상 보정 기능이 확장되었습니다. 이미지 픽셀의 색상 좌표 변환 테이블을 기반으로 하는 표준 방법에 백라이트의 색상 균형을 조정하는 기능이 추가되었습니다.
LED의 전류-전압 특성의 기울기가 크면 넓은 범위에 걸쳐 방사선 밝기를 원활하게 조정할 수 없습니다. 그러나 이 장치는 펄스 모드에서 작동할 수 있기 때문에 실제로 펄스 폭 변조 방법은 LED(및 형광등)의 밝기를 조정하는 데 가장 자주 사용됩니다.
올렉 메드베데프, 막심 프로스쿠르냐LCD(액정 디스플레이) 또는 LCD(액정) TV는 일반적으로 LCD 디스플레이와 램프 백라이트를 갖춘 TV입니다. 액정, 디스플레이(모니터) 자체가 이를 기반으로 제작되었음을 의미합니다. 액정
LCD TFT(영어: Thin Film Transistor) - 활성 매트릭스 제어를 사용하는 일종의 액정 디스플레이 박막 트랜지스터. 각 하위 픽셀(매트릭스 요소)에 대한 증폭기는 디스플레이 이미지의 속도, 대비 및 선명도를 높이는 데 사용됩니다.
액정오스트리아의 식물학자에 의해 처음 발견되었습니다. 라이니처 V 1888 g., 그러나 오직 1930 -영국 기업의 연구원 마르코니산업용으로 특허를 받았지만 기술 기반이 취약하여 당시에는 이 분야의 활발한 발전이 불가능했습니다.
과학자들이 최초로 획기적인 발전을 이루었습니다. 퍼거슨그리고 윌리엄스미국 기업에서 RCA. 그 중 한 명은 선택적 반사 효과를 사용하여 액정 기반 열 센서를 만들었고, 다른 한 명은 네마틱 결정에 대한 전기장이 미치는 영향을 연구했습니다. 그래서 결국에는 1966 시, 법인 RCA LCD 모니터 프로토타입 시연 - 디지털 시계. 세계 최초의 계산기 - CS10A에서 생산되었습니다 1964 법인 날카로운, 일명 10월 1975 올해에는 LCD 디스플레이를 탑재한 최초의 컴팩트 디지털 시계를 출시했습니다. 아쉽게도 사진은 찾을 수 없었지만 아직도 많은 사람들이 이 시계와 계산기를 기억하고 있습니다.
70년대 후반에는 8세그먼트 LCD 표시기에서 각 지점을 처리하는(제어 기능) 매트릭스 생산으로 전환이 시작되었습니다. 그래서, 1976 연도, 회사 날카로운는 160x120 픽셀 해상도의 LCD 매트릭스를 기반으로 화면 대각선 5.5 인치의 흑백 TV를 출시했습니다.
LCD 기술 개발의 다음 단계는 장치가 사용되기 시작한 80년대에 시작되었습니다. STN 요소대비가 높아졌습니다. 그런 다음 컬러 이미지를 재현할 때 오류를 제거하는 다층 구조로 대체되었습니다. 비슷한 시기에 기술을 기반으로 한 능동형 매트릭스가 등장했습니다. a-Si TFT. 첫 번째 모니터 프로토타입 a-Si TFT LCD에서 생성되었습니다 1982 기업 산요, 도시바그리고 대포, 글쎄, 그 당시 우리는 LCD 디스플레이로 이런 장난감을 가지고 노는 것을 좋아했습니다.
이제 LCD 디스플레이는 시장의 CRT TV를 거의 완전히 대체하여 구매자에게 휴대용 소형 "주방"부터 대각선이 1미터가 넘는 대형 주방까지 모든 크기를 제공합니다. 가격대도 매우 넓어 누구나 자신의 필요와 재정 능력에 따라 TV를 선택할 수 있습니다.
LCD TV의 회로 설계는 단순한 CRT TV보다 훨씬 더 복잡합니다. 소형 부품, 다층 기판, 고가의 장치... 관심 있는 분들을 위해 후면 덮개가 없는 LCD 패널이 있는 TV, 특수 부품을 제거하면 보호 스크린을 사용하면 회로의 다른 섹션을 볼 수 있지만 이렇게 하지 않는 것이 더 좋으며 마스터에게 맡기십시오.
직업 LCD 디스플레이(LCD) 현상을 기반으로 합니다. 광속의 편광. 소위 말하는 것으로 알려져 있습니다. 폴라로이드 크리스탈전자기 유도 벡터가 폴라로이드의 광학 평면과 평행한 평면에 있는 빛의 구성 요소만 전송할 수 있습니다. 나머지 광 출력 동안 폴라로이드는 불투명합니다. 이 효과를 빛의 편광.
아주 간단하게, 작은 둥근 공 형태의 "빛"을 상상해보십시오. 경로에 세로 절단 (편광판)이있는 그리드를 넣으면 그 뒤에는 "공"에서 평평한 "팬케이크"(편광) 만 남게됩니다. 이제 두 번째 메시에 동일한 세로 절단이 있는 경우 팬케이크는 이를 통해 "미끄러져" 더 "빛날" 수 있지만 두 번째 메시에 수직 슬릿이 있는 경우 수평 조명 "팬케이크"는 빛을 발할 수 없습니다. 그것을 통과하고 "막히게" 될 것입니다
긴 분자가 정전기장과 전자기장에 민감하고 빛을 편광시킬 수 있는 액체 물질을 연구하면서 편광을 제어하는 것이 가능해졌습니다. 이러한 무정형 물질을 액정
구조적으로 디스플레이는 다음과 같이 구성됩니다. LCD 매트릭스(액정이 층 사이에 위치하는 유리판), 광원조명용, 접촉 하네스그리고 프레이밍( 주택), 일반적으로 플라스틱이며 강성의 금속 프레임이 있습니다.
모든 픽셀 LCD 매트릭스는 다음으로 구성됩니다. 분자층둘 사이 투명전극, 그리고 두 편광 필터, 편광면은 (보통) 수직입니다. 액정이 없으면 첫 번째 필터를 통해 전달된 빛은 두 번째 필터에 의해 거의 완전히 차단됩니다.
액정과 접촉하는 전극의 표면은 특수 처리되어 초기에 분자가 한 방향으로 배향되도록 합니다. TN 매트릭스에서 이러한 방향은 서로 수직이므로 장력이 없을 때 분자는 나선형 구조로 정렬됩니다. 이 구조는 두 번째 필터가 통과하기 전에 편광면이 회전하고 빛이 손실 없이 통과하는 방식으로 빛을 굴절시킵니다. 첫 번째 필터에 의해 비편광된 빛의 절반이 흡수되는 것을 제외하면 손실 수준이 상당하기는 하지만 셀은 투명한 것으로 간주될 수 있습니다.
전극에 전압을 가하면 분자가 전기장의 방향으로 정렬되는 경향이 있으며, 이로 인해 나사 구조가 왜곡됩니다. 이 경우 탄성력이 이에 대응하여 전압을 끄면 분자가 원래 위치로 돌아갑니다. 전계 강도가 충분하면 거의 모든 분자가 평행하게 되어 불투명한 구조가 되며, 인가되는 전압을 변경하여 투명도를 조절할 수 있습니다.
광원(LCD 매트릭스 백라이트)은 냉음극 형광등(램프 내부의 전자 방출 음극(음극)이 램프를 켜기 위해 주변 온도 이상으로 가열될 필요가 없기 때문에 이렇게 불립니다.) 이것은 LCD TV용 램프의 모습입니다. 오른쪽 사진에는 대형 대각선 LCD 디스플레이가 있는 TV용 "작동 중인 램프 어셈블리"가 있습니다.
램프 자체(흰색의 밝은 빛)는 특수한 위치에 있습니다. 바디 클램프, 그들 뒤에 - 반사기, 광속 손실을 줄이기 위해. LCD 매트릭스가 균일하게 켜지도록 하려면(램프가 설치될 때 줄무늬가 생기지 않도록) 다음이 필요합니다. 디퓨저, 이는 광속을 전체 영역에 고르게 분포시킵니다. 불행하게도 이곳에서는 램프의 "밝기"가 상당히 손실되었습니다.
최신 LCD 매트릭스는 이미지 품질(색상, 밝기) 손실 없이 상당히 좋은 시야각(약 160도)을 가지고 있습니다. 이 매트릭스에서 볼 수 있는 가장 불쾌한 점은 다음과 같습니다. 불량 픽셀, 그러나 크기가 매우 작기 때문에 이러한 "번아웃된" 픽셀 한두 개는 영화 및 프로그램 시청을 크게 방해하지 않지만 모니터 화면에서는 이미 상당히 불쾌할 수 있습니다.
CRT TV에 비해 LCD 패널은 초점 맞추기와 선명도가 뛰어나고 수렴 오류나 이미지 기하학 위반이 없으며 화면이 깜박이지 않고 가볍고 공간을 덜 차지합니다. 단점은 CRT에 비해 밝기와 대비가 약하다는 것입니다. 매트릭스는 키네스코프 화면, 디지털 브레이크 세트, 아날로그 또는 약한 신호의 결함, 소스 자료의 처리 불량 등 내구성이 떨어집니다.
모든 액정 모니터의 "핵심"은 LCD 매트릭스(Liquid Cristall Display)입니다. LCD 패널은 복잡한 다층 구조입니다. 컬러 TFT LCD 패널의 단순화된 다이어그램이 그림 2에 나와 있습니다.
모든 액정 화면의 작동 원리는 액정에 적용된 전압에 비례하여 통과하는 빛의 편광면을 변경(회전)시키는 액정의 특성에 기초합니다. 편광 필터(편광판)를 편광 빛이 액정을 통과하는 경로에 배치하면, 액정에 인가되는 전압을 변경하여 편광 필터를 통과하는 빛의 양을 조절할 수 있습니다. 액정을 통과하는 빛의 편광면과 빛 필터 사이의 각도가 0도이면 빛은 손실 없이 편광판을 통과합니다(최대 투명도). 90도이면 빛 필터는 최소량의 빛을 전송합니다(최소 투명도).
그림 1. LCD 모니터. LCD 기술의 작동 원리.
따라서, 액정을 사용하면 다양한 투명도를 갖는 광학 소자를 생산할 수 있습니다. 이 경우 해당 요소의 광 투과 수준은 해당 요소에 적용되는 전압에 따라 달라집니다. 컴퓨터 모니터, 노트북, 태블릿 또는 TV의 모든 LCD 화면에는 크기가 1mm 미만인 수십만에서 수백만 개의 이러한 셀이 포함되어 있습니다. 그것들은 LCD 매트릭스로 결합되고 도움을 받아 액정 화면 표면에 이미지를 형성할 수 있습니다.
액정은 19세기 말에 발견되었습니다. 그러나 이를 기반으로 한 최초의 디스플레이 장치는 20세기 60년대 후반에야 등장했습니다. 컴퓨터에 LCD 화면을 사용하려는 첫 번째 시도는 지난 세기 80년대에 이루어졌습니다. 최초의 액정 모니터는 흑백이었고 음극선관(CRT) 디스플레이에 비해 화질이 훨씬 떨어졌습니다. 1세대 LCD 모니터의 주요 단점은 다음과 같습니다.
- - 낮은 성능 및 이미지 관성;
- - 그림 요소의 이미지에 있는 "꼬리"와 "그림자"
- - 이미지 해상도가 좋지 않습니다.
- - 색심도가 낮은 흑백 또는 컬러 이미지
- - 등등.
그러나 진전은 멈추지 않았고 시간이 지남에 따라 액정 모니터 제조에 새로운 재료와 기술이 개발되었습니다. 마이크로 전자 공학 기술의 발전과 액정 특성을 지닌 새로운 물질의 개발로 인해 LCD 모니터의 성능이 크게 향상되었습니다.
TFT LCD 매트릭스의 설계 및 작동.
주요 성과 중 하나는 박막 트랜지스터(박막 트랜지스터)가 포함된 액정 매트릭스인 LCD TFT 매트릭스 기술의 발명이었습니다. TFT 모니터는 픽셀 속도를 획기적으로 향상시켰고, 이미지 색상 깊이를 증가시켰으며 "꼬리"와 "그림자"를 제거했습니다.
TFT 기술을 사용하여 제조된 패널의 구조는 그림 2에 나와 있습니다.
그림 2. TFT LCD 매트릭스 구조 다이어그램.
LCD 매트릭스의 풀 컬러 이미지는 개별 도트(픽셀)로 구성되며, 각 도트(픽셀)는 일반적으로 각 색상 주요 구성 요소의 밝기를 담당하는 세 가지 요소(하위 픽셀)로 구성됩니다. 일반적으로 빨간색(R), 녹색(G) 및 파란색(B) - RGB. 모니터의 비디오 시스템은 매트릭스의 모든 하위 픽셀을 지속적으로 스캔하여 각 하위 픽셀의 밝기에 비례하는 전하 수준을 저장 커패시터에 기록합니다. 박막 트랜지스터(TFT(Thin Film Trasistor) - 실제로 TFT 매트릭스가 그렇게 불리는 이유)는 정보가 특정 서브픽셀에 기록될 때 저장 커패시터를 데이터 버스에 연결하고 저장 커패시터를 전하 보존으로 전환합니다. 나머지 시간 동안 모드.
TFT 매트릭스의 메모리 커패시터에 저장된 전압은 특정 하위 픽셀의 액정에 작용하여 백라이트에서 통과하는 빛의 편광 평면을 이 전압에 비례하는 각도만큼 회전시킵니다. 빛은 액정이 있는 셀을 통과한 후 매트릭스 광 필터로 들어가고, 매트릭스 광 필터에는 각 하위 픽셀에 대해 기본 색상(RGB) 중 하나의 광 필터가 형성됩니다. 서로 다른 색상의 도트의 상대적 위치 패턴은 LCD 패널 유형마다 다르지만 이는 별개의 주제입니다. 다음으로 생성된 원색의 광속은 외부 편광 필터로 들어가는데, 외부 편광 필터의 빛 투과율은 입사되는 광파의 편광 각도에 따라 달라집니다. 편광 필터는 편광 평면이 자체 편광 평면과 평행한 광파에 대해 투명합니다. 이 각도가 증가함에 따라 편광 필터는 90도 각도에서 최대 감쇠까지 점점 더 적은 양의 빛을 투과하기 시작합니다. 이상적으로는 편광 필터가 자체 편광 평면에 직각으로 편광된 빛을 투과해서는 안 되지만 실제로는 빛의 작은 부분이 통과합니다. 따라서 모든 LCD 디스플레이는 블랙 심도가 부족하며 특히 백라이트 밝기 수준이 높을 때 더욱 두드러집니다.
결과적으로 LCD 디스플레이에서 일부 하위 픽셀의 광속은 손실 없이 편광 필터를 통과하고, 다른 하위 픽셀의 광속은 일정량만큼 감쇠되며 일부 하위 픽셀의 광속은 거의 완전히 흡수됩니다. 따라서 개별 하위 픽셀의 각 기본 색상 수준을 조정하면 해당 하위 픽셀에서 모든 색상 음영의 픽셀을 얻을 수 있습니다. 그리고 많은 색상의 픽셀에서 전체 화면 컬러 이미지를 만듭니다.
LCD 모니터는 컴퓨터 기술에 획기적인 발전을 가져왔고 많은 사람들이 사용할 수 있게 되었습니다. 더욱이 LCD 화면이 없으면 노트북, 넷북, 태블릿, 휴대폰과 같은 휴대용 컴퓨터를 만드는 것이 불가능합니다. 하지만 액정 디스플레이를 사용하면 모든 것이 그렇게 장밋빛일까요?
이미 검증된 LCD+TFT 기술(박막 트랜지스터) 외에도 OLED+TFT 유기발광다이오드 기술, 즉 AMOLED-액티브 매트릭스 OLED가 활발히 추진되고 있다. 후자의 주요 차이점은 편광판, LCD 층 및 광 필터의 역할이 세 가지 색상의 유기 LED에 의해 수행된다는 것입니다.
본질적으로 이들은 전류가 흐르면 빛을 방출할 수 있는 분자이며, 흐르는 전류량에 따라 기존 LED에서 발생하는 것과 유사하게 색상 강도가 변경됩니다. 패널에서 편광판과 LCD를 제거하면 패널을 더 얇고 유연하게 만들 수 있습니다!
터치 패널에는 어떤 종류가 있나요?
현재 센서는 LCD와 OLED 디스플레이에 더 많이 사용되므로 이에 대해 바로 이야기하는 것이 합리적이라고 생각합니다.터치 스크린 또는 터치 패널에 대한 매우 자세한 설명이 제공되므로(소스는 한 번 살았으나 어떤 이유로 사라졌음) 모든 유형의 터치 패널을 설명하지 않고 저항성 및 용량성이라는 두 가지 주요 패널에만 중점을 둘 것입니다.
저항성 센서부터 시작해 보겠습니다. 이는 4가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 전체 터치 패널의 캐리어인 유리 패널(1), 저항성 코팅이 있는 두 개의 투명 폴리머 멤브레인(2, 4), 이러한 멤브레인을 분리하는 마이크로 절연체 층(3), 터치를 "읽는" 역할을 하는 4, 5 또는 8개의 와이어.
저항성 센서 장치 다이어그램
이러한 센서를 특정 힘으로 누르면 멤브레인이 접촉하고 전기 회로가 닫히고 아래 그림과 같이 저항이 측정되어 좌표로 변환됩니다.
4선 저항성 디스플레이의 좌표 계산 원리()
모든 것이 매우 간단합니다.
두 가지를 기억하는 것이 중요합니다. a) 많은 중국 휴대폰의 저항 센서는 품질이 좋지 않습니다. 이는 멤브레인 사이의 거리가 고르지 않거나 품질이 낮은 마이크로 절연체, 즉 "뇌" 때문일 수 있습니다. 휴대폰이 측정된 저항을 좌표로 적절하게 변환할 수 없습니다. b) 이러한 센서는 한 멤브레인을 다른 멤브레인으로 누르고 밀어야 합니다.
정전 용량 센서는 저항 센서와 약간 다릅니다. 현재 iPhone 및 기타 휴대용 장치에 사용되는 투영 용량 센서에 대해서만 이야기한다는 점을 바로 언급할 가치가 있습니다.
이러한 터치스크린의 작동 원리는 매우 간단합니다. 전극 그리드가 스크린 내부에 적용되고 외부는 인듐 주석 복합 산화물인 ITO 등으로 코팅됩니다. 유리를 만지면 손가락이 전극이 있는 작은 커패시터를 형성하고 처리 전자 장치가 이 커패시터의 커패시턴스를 측정합니다(전류 펄스를 공급하고 전압을 측정함).
따라서 정전 용량 센서는 단단한 접촉과 전도성 물체에만 반응합니다. 즉, 이러한 화면은 손톱으로 만지거나 아세톤에 담그거나 탈수된 손으로 만지면 매번 작동합니다. 아마도 저항막 방식에 비해 이 터치스크린의 가장 큰 장점은 상당히 강한 베이스, 특히 Gorilla Glass와 같은 견고한 유리를 만들 수 있다는 점일 것입니다.
표면 용량 성 센서의 작동 방식()
E-Ink 디스플레이는 어떻게 작동하나요?
아마도 E-Ink는 LCD에 비해 훨씬 간단할 것입니다. 다시 한번, 우리는 이미지 형성을 담당하는 능동 매트릭스를 다루고 있지만 여기에는 LCD 크리스탈이나 백라이트 램프의 흔적이 없으며 대신 음전하를 띤 검은색과 양전하를 띤 흰색이라는 두 가지 유형의 입자가 있는 원뿔이 있습니다. 이미지는 이러한 마이크로콘 내부에 특정 전위차와 입자 재분배를 적용하여 형성됩니다. 이는 아래 그림에 명확하게 나와 있습니다.
위는 E-Ink 디스플레이의 작동 방식을 보여주는 다이어그램이고, 아래는 이러한 작업 디스플레이의 실제 현미경 사진입니다()
이것이 충분하지 않은 경우 다음 비디오에서 전자 종이 작동 원리를 보여줍니다.
E-Ink 기술 외에도 한 가지 유형의 입자만 있고 "채우기" 자체가 검은색인 SiPix 기술이 있습니다.
SiPix 디스플레이 작동 방식 ()
"자기"전자 종이에 대해 진지하게 알고 싶은 분들은 여기로 가십시오. 한때 Perst에 훌륭한 기사가 있었기 때문입니다.
실용적인 부분
중국폰 vs 한국 스마트폰(저항성 센서)
중국 휴대폰의 나머지 보드와 디스플레이를 "신중하게" 드라이버로 분해한 후 휴대폰 마더보드에서 한국의 유명 제조업체에 대한 언급을 발견하고 매우 놀랐습니다.
삼성과 중국폰은 하나다!
나는 모든 편광판이 손상되지 않도록 스크린을 조심스럽고 조심스럽게 분해했습니다. 그래서 나는 단순히 그것들을 가지고 놀 수 없었고 해부되는 물체의 일하는 형과 함께 광학 작업장을 기억했습니다.
2개의 편광 필터가 작동하는 방식은 다음과 같습니다. 한 위치에서는 광속이 실제로 통과하지 못하고 90도 회전하면 완전히 통과합니다.
모든 조명은 단 4개의 작은 LED를 기반으로 한다는 점에 유의하세요(총 전력은 1W를 넘지 않는 것 같습니다).
그러다가 다소 두꺼운 소켓이 될 것이라고 진심으로 믿고 오랫동안 센서를 찾았습니다. 그것은 정반대로 밝혀졌습니다. 중국과 한국 휴대폰 모두에서 센서는 여러 장의 플라스틱으로 구성되어 있으며 외부 패널 유리에 매우 잘 접착되어 있습니다.
왼쪽이 중국폰 센서, 오른쪽이 한국폰 센서
중국 휴대폰의 저항성 센서는 더 비싼 한국 휴대폰과 달리 "단순할수록 좋다"는 방식으로 만들어졌습니다. 틀렸다면 댓글로 정정해 주시는데, 사진 왼쪽이 일반적인 4핀 센서, 오른쪽이 8핀 센서입니다.
중국 전화 LCD 디스플레이
중국폰은 아직 디스플레이가 깨져 있고, 한국폰은 약간만 파손이 되었기 때문에 첫 번째 예를 들어 LCD에 대해 이야기해보겠습니다. 하지만 지금은 완전히 깨뜨리지는 않고 광학현미경으로 살펴보겠습니다.
중국 전화기 LCD 디스플레이의 수평선에 대한 광학현미경 사진. 왼쪽 상단 사진은 "잘못된" 색상으로 인해 우리의 시력을 일부 속이고 있습니다. 흰색의 얇은 띠가 접촉부입니다.
하나의 와이어가 두 라인의 픽셀에 동시에 전력을 공급하고, 이들 사이의 디커플링은 완전히 특이한 "전기 버그"(오른쪽 아래 사진)를 사용하여 배열됩니다. 이 전체 전기 회로 뒤에는 빨간색(R), 녹색(G), 파란색(B) 등 적절한 색상으로 칠해진 필터 트랙이 있습니다.
케이블이 연결된 위치와 관련하여 매트릭스의 반대쪽 끝에서 유사한 색상 분석, 트랙 번호 및 동일한 스위치를 찾을 수 있습니다. 누군가가 댓글에서 이것이 어떻게 작동하는지 명확히 설명할 수 있다면 매우 멋질 것입니다! ):
방-방-방...
현미경으로 보면 작동하는 LCD 디스플레이의 모습은 다음과 같습니다.
그게 다야, 이제 우리는이 아름다움을 더 이상 볼 수 없을 것입니다. 문자 그대로의 의미로 그것을 부수고 약간의 고통을 겪은 후 그러한 부스러기 하나를 두 개의 별도 유리 조각으로 "나누어"주요 부분을 구성합니다. 디스플레이의...
이제 개별 필터 트랙을 볼 수 있습니다. 나중에 그것들의 어두운 "점"에 대해 이야기하겠습니다.
이상한 점이 있는 필터의 광학현미경 사진
이제 전자 현미경에 관한 작은 방법론적 측면이 있습니다. 동일한 색상 줄무늬가 있지만 전자현미경으로 관찰하면 색상이 사라졌습니다! 앞서 말했듯이(예를 들어 첫 번째 기사에서) 전자빔이 유색 물질과 상호 작용하는지 여부에 관계없이 전자빔은 완전히 "흑백"입니다.
같은 줄무늬인 것 같은데 색이 없네...
다른 쪽을 살펴 보겠습니다. 트랜지스터가 그 위에 있습니다.
광학현미경으로 컬러로...
그리고 전자현미경 - 흑백 이미지!
이는 광학 현미경에서는 조금 더 악화되는 것으로 보이지만 SEM을 사용하면 각 하위 픽셀의 줄무늬를 볼 수 있습니다. 이는 다음 결론에 매우 중요합니다.
그렇다면 이 이상하고 어두운 부분은 무엇일까요?! 나는 오랫동안 생각하고 고민하고 많은 소스를 읽었으며 (아마 가장 접근하기 쉬운 것은 Wiki 일 것입니다) 그런데 이런 이유로 2 월 23 일 목요일에 기사 공개를 연기했습니다. 그리고 이것이 제가 내린 결론입니다(아마 제가 틀렸을 수도 있습니다. 정정해 주세요!).
VA 또는 MVA 기술은 가장 간단한 기술 중 하나이며 중국인이 새로운 것을 생각해낸 것은 아닌 것 같습니다. 모든 하위 픽셀은 검은색이어야 합니다. 즉, "정상" 상태(외부 영향 없음)에서 액정의 방향이 잘못되어 빛이 나오지 않는다는 사실을 고려하여 빛이 통과하지 않습니다(작동 및 비작동 디스플레이의 예가 제공됨). "필요한" 편광을 사용하려면 각 하위 픽셀에 자체 LCD 필름이 있다고 가정하는 것이 논리적입니다.
따라서 전체 패널은 단일 마이크로 LCD 디스플레이로 조립됩니다. 각 개별 하위 픽셀의 가장자리에 대한 메모는 여기에 유기적으로 들어맞습니다. 저에게는 기사를 준비하던 중 예상치 못한 발견이었죠!
나는 한국 전화기의 디스플레이를 깨뜨린 것을 후회했다. 결국 우리는 아이들과 우리 교수진에 소풍을 오는 사람들에게 무언가를 보여줘야 한다. 그 외에는 딱히 흥미로운 볼거리는 없었던 것 같아요.
또한, 자기 만족을 위해 두 개의 주요 커뮤니케이터 제조업체인 HTC와 Apple의 픽셀 "구성"에 대한 예를 제시하겠습니다. iPhone 3는 고통 없는 작동을 위해 친절한 사람이 기증했으며 HTC Desire HD는 실제로 내 것입니다.
HTC Desire HD 디스플레이의 현미경 사진
HTC 디스플레이에 대한 작은 메모: 구체적으로 살펴보진 않았지만, 위쪽 두 개의 마이크로사진 가운데에 있는 이 줄무늬가 동일한 용량성 센서의 일부일 수 있을까요?!
iPhone 3 디스플레이의 현미경 사진
내 기억이 정확하다면 HTC에는 superLCD 디스플레이가 있고 iPhone 3에는 일반 LCD가 있습니다. 소위 Retina 디스플레이, 즉 액정 전환을 위한 두 접점이 동일한 평면에 있는 LCD인 In-Plane Switching(IPS)이 이미 iPhone 4에 설치되어 있습니다.
3DNews의 지원을 받아 다양한 디스플레이 기술을 비교하는 주제에 대한 기사가 곧 출판되기를 바랍니다. 지금은 HTC 디스플레이가 정말 특이하다는 사실을 언급하고 싶습니다. 개별 하위 픽셀의 접점은 iPhone 3과 달리 비표준 방식으로 상단에 배치됩니다.
마지막으로 이 섹션에서는 중국 휴대폰의 한 하위 픽셀 크기가 50 x 200 마이크로미터이고 HTC는 25 x 100 마이크로미터이며 iPhone은 15-20 x 70 마이크로미터라는 점을 추가하겠습니다.
유명한 우크라이나 제조업체의 E-Ink
아마도 "픽셀"또는 오히려 이미지 형성을 담당하는 셀과 같은 평범한 것부터 시작해 보겠습니다.
E-Ink 디스플레이의 활성 매트릭스의 광학 현미경 사진
이러한 셀의 크기는 약 125 마이크로미터입니다. 우리는 매트릭스가 적용된 유리를 통해 매트릭스를 보고 있기 때문에 "배경"의 노란색 층에 주의를 기울이시기 바랍니다. 이것은 금도금이므로 나중에 제거해야 합니다.
포옹으로 앞으로!
수평(왼쪽)과 수직(오른쪽) “입력” 비교
무엇보다도 유리 기판에서는 흥미로운 점이 많이 발견되었습니다. 예를 들어, 생산 시 디스플레이를 테스트하기 위한 것으로 보이는 위치 표시 및 접점은 다음과 같습니다.
마크 및 테스트 패드의 광학 현미경 사진
물론 이런 일이 자주 발생하는 것은 아니며 일반적으로 사고로 발생하지만 디스플레이가 깨질 때도 있습니다. 예를 들어, 사람의 머리카락 두께보다 거의 눈에 띄지 않는 이 균열은 답답한 모스크바 지하철에서 Foggy Albion에 대해 좋아하는 책을 읽는 즐거움을 영원히 박탈할 수 있습니다.
디스플레이가 파손되면 누군가가 필요하다는 뜻입니다. 예를 들어 저는요!
그건 그렇고, 여기에 내가 언급 한 금이 있습니다. 잉크와의 고품질 접촉을위한 셀의 매끄러운 영역 "바닥"입니다 (자세한 내용은 아래 참조). 금을 기계적으로 제거한 결과는 다음과 같습니다.
당신은 배짱이 많아요. 그들이 어떻게 생겼는지 봅시다! (와 함께)
얇은 금 필름 아래에는 활성 매트릭스의 제어 구성 요소가 숨겨져 있습니다.
그러나 가장 흥미로운 것은 물론 "잉크" 자체입니다.
활성 매트릭스 표면의 잉크 SEM 현미경 사진.
물론 내부를 들여다보고 "흰색"과 "검은색" 색소 입자를 볼 수 있는 파괴된 마이크로캡슐을 하나 이상 찾는 것은 어렵습니다.
전자 "잉크" 표면의 SEM 현미경 사진
"잉크"의 광학 현미경 사진
아니면 아직 안에 뭔가가 있는 걸까요?!
구형이 파괴되었거나 지지 폴리머가 찢어졌습니다.
개별 볼의 크기, 즉 E-Ink의 하위 픽셀과 유사한 크기는 20-30 마이크론에 불과하며 이는 LCD 디스플레이의 하위 픽셀의 기하학적 치수보다 훨씬 낮습니다. 이러한 캡슐이 절반 크기로 작동할 수 있다면 우수한 고품질 E-Ink 디스플레이에서 얻은 이미지는 LCD보다 훨씬 더 쾌적합니다.
디저트로는 E-Ink 디스플레이가 현미경으로 어떻게 작동하는지에 대한 비디오가 있습니다.