Mūsdienu LCD monitoru noslēpumi. Video adapteru veidi No kā sastāv LCD ekrāns?

Grafikas karšu ieviešanai ir trīs galvenās iespējas:

Paplašināšanas kartes.Šajā gadījumā tiek pieņemts, ka tiks izmantotas atsevišķas paplašināšanas kartes ar PCI Express, AGP vai PCI interfeisu. Tas nodrošina visaugstāko veiktspēju, lielu atmiņas ietilpību un atbalstu lielākajam funkciju skaitam.

Mikroshēmojums ar integrētu grafikas kodolu.Šie ir vispieejamākie risinājumi, taču to veiktspēja ir ļoti zema, it īpaši, ja tiek darbinātas 3D spēles un citas grafikas intensīvas lietojumprogrammas. Tas nodrošina arī zemāku izšķirtspēju un atsvaidzes intensitāti, nekā izmantojot paplašināšanas kartes. Visizplatītākie integrētie mikroshēmojumi ir pieejami budžeta klēpjdatoru modeļos, kā arī dažos to vidējās klases modeļos;

Procesors ar integrētu grafisko kodolu (Intel).

Parasti galddatori, kas izmanto microATX, FlexATX, microBTX, PicoBTX vai MiniITX mātesplates, ir aprīkoti ar grafisko kodolu, kas integrēts Intel, VIA Technology, SiS u.c. ražotajā mikroshēmojumā.

Videokartes savienotāji

Video adapteri MDA, Hercules, CGA un EGA bija aprīkoti ar 9 kontaktu D-Sub savienotāju. Reizēm bija pieejams arī koaksiālais Composite Video savienotājs, kas ļāva izvadīt melnbaltu attēlu uz televīzijas uztvērēju vai monitoru, kas aprīkots ar zemas frekvences video ieeju.

Analogais D-Sub savienotājs

VGA un jaunākiem video adapteriem parasti bija tikai viens VGA savienotājs (15 kontaktu D-Sub). Reizēm sākotnējām VGA adapteru versijām bija arī iepriekšējās paaudzes savienotājs (9 kontaktu), lai nodrošinātu saderību ar vecākiem monitoriem. Darba izvades izvēli iestatīja video adaptera plates slēdži.

DVI ir salīdzinoši jauns standarta interfeiss, ko visbiežāk izmanto digitālajai video izvadei. DVI portam ir divi veidi. DVI-I ietver arī analogos signālus, kas ļauj pievienot VGA monitoru, izmantojot D-SUB adapteri. DVI-D to neatļauj.

DVI savienotājs (variācijas: DVI-I un DVI-D)

Nesen plaši izplatījies jauns mājsaimniecības interfeiss - High Definition Multimedia Interface. Šis standarts nodrošina vienlaicīgu vizuālās un audio informācijas pārraidi pa vienu kabeli, tas ir paredzēts televīzijai un kino, bet datoru lietotāji to var izmantot arī video datu izvadīšanai, izmantojot HDMI savienotāju. HDMI ļauj pārsūtīt pret kopēšanu aizsargātu audio un video digitālā formātā, izmantojot vienu kabeli; pirmā standarta versija balstījās uz 5 Gb/s joslas platumu, un HDMI 1.3 paplašināja šo ierobežojumu līdz 10,2 Gb/s.

HDMI savienotājs

DisplayPort ir salīdzinoši jauna digitālā video saskarne, kuras pirmo versiju VESA (Video Electronics Standards Association) pieņēma 2006. gada pavasarī. Tas nosaka jaunu universālu digitālo interfeisu, bez licencēm un bez autoratlīdzības, kas paredzēts datoru un monitoru, kā arī citu multivides iekārtu savienošanai.

Dispay Port ļauj pievienot līdz četrām ierīcēm, tostarp skaļruņiem, USB centrmezgliem un citām ievades/izvades ierīcēm. Tas atbalsta līdz četrām datu līnijām, no kurām katra var pārraidīt 1,62 vai 2,7 gigabitus/s. Atbalsta režīmus ar krāsu dziļumu no 6 līdz 16 bitiem katrā krāsu kanālā

DVI un HDMI pieslēgvietas ir evolūcijas stadijas video signāla pārraides standarta izstrādē, tāpēc ierīču savienošanai ar šāda veida pieslēgvietām var izmantot adapterus.

Videokarte var uzņemt arī saliktās un S-Video ieejas un izejas.

Kompozītu savienotājs

S-Video savienotāji 4 un 7 kontakti

Rīsi. 28 – savienotāju komplekts Palit GeForce GTS 450 Sonic 1Gb DDR5 128bit PCI-E videokartei (2xDVI, 1 D-Sub, 1 miniHDMI)

Ir ierasts izšķirt trīs vielas stāvokļus: cietu, šķidru un gāzveida. Bet dažām organiskām vielām, izkausējot noteiktā fāzē, piemīt īpašības, kas raksturīgas gan kristāliem, gan šķidrumiem. Ieguvuši šķidrumiem raksturīgo plūstamību, šajā fāzē tie nezaudē cietajiem kristāliem raksturīgo molekulu secību. Šo fāzi var saukt par ceturto agregācijas stāvokli. Tiesa, nevajadzētu aizmirst, ka tas ir tikai dažām vielām un tikai noteiktā temperatūras diapazonā.

Šķidro kristālu molekulu telpisko orientāciju tā sauktajā miera stāvoklī sauc par šķidro kristālu kārtību. Saskaņā ar Frīdela klasifikāciju ir trīs galvenās FA kārtas kategorijas: smektiskā, nematiskā un holesteriskā (1. att.).

Smektiskie LC ir visizplatītākie un pēc struktūras ir tuvāki parastajiem cietajiem kristāliem. Papildus vienkāršajai molekulu savstarpējai orientācijai tās ir arī sadalītas plaknēs.

Šķidrajos kristālos esošo molekulu garo asu preferenciālās orientācijas virzienu norāda ar garuma vienības vektoru, ko sauc par direktoru.

Galvenā interese ir par materiāliem ar nematisku kārtību, tos izmanto visu veidu modernajos šķidro kristālu paneļos (TN, IPS un VA). Nemātikā normāls stāvoklis ir molekulu stāvoklis ar sakārtotu molekulāro orientāciju visā tilpumā, kas raksturīgs kristāliem, bet ar haotisku to smaguma centru stāvokli, kas raksturīgs šķidrumiem. Tajos esošās molekulas ir orientētas salīdzinoši paralēli, un pa virziena asi tās ir nobīdītas dažādos attālumos.

Šķidrie kristāli ar holesterisku secību pēc struktūras atgādina nemātiku, sadalīti slāņos. Katrā nākamajā slānī esošās molekulas tiek pagrieztas attiecībā pret iepriekšējo ar noteiktu nelielu leņķi, un režisors vienmērīgi griežas spirālē. Šī slāņveida daba, ko veido molekulu optiskā aktivitāte, ir galvenā holesteriskās kārtības iezīme. Holesterikus dažreiz sauc par "savītu nemātiku".

Robeža starp nematisko un holesterisko kārtu ir zināmā mērā patvaļīga. Holesterisko kārtību var iegūt ne tikai no holesteriskā materiāla tīrā veidā, bet arī pievienojot nematiskajam materiālam speciālas piedevas, kas satur hirālas (optiski aktīvas) molekulas. Šādas molekulas satur asimetrisku oglekļa atomu un atšķirībā no nematiskajām molekulām ir spoguļasimetriskas.

Šķidro kristālu secību nosaka starpmolekulārie spēki, kas rada LC materiāla elastību. Jā, šeit mēs varam runāt tieši par elastīgajām īpašībām, lai gan to raksturs atšķiras no parasto kristālu elastības īpašībām, jo ​​šķidrajiem kristāliem joprojām ir plūstamība. Normālā (vai pamata) stāvoklī molekulām ir tendence atgriezties savā "atpūtas stāvoklī", piemēram, nematiskā materiālā stāvoklī ar tādu pašu direktora orientāciju.

LC elastība ir par vairākām kārtām zemāka nekā parasto kristālu elastība un sniedz pilnīgi unikālu iespēju kontrolēt to stāvokli, izmantojot ārēju ietekmi. Šāda ietekme var būt, piemēram, elektriskais lauks.

Tagad aplūkosim tuvāk, kā šis lauks var ietekmēt molekulu orientāciju.

Ņemsim paraugu, kas sastāv no divām stikla plāksnēm, starp kurām atstarpe ir piepildīta ar nemātisku materiālu. Attālums starp augšējo un apakšējo plāksni un attiecīgi šķidro kristālu slāņa biezums ir vairāki mikroni. Lai iestatītu vēlamo molekulu direktora orientāciju materiālā, tiek izmantota īpaša substrāta virsmas apstrāde. Lai to izdarītu, uz virsmas tiek uzklāts plāns caurspīdīga polimēra slānis, pēc kura virsmai tiek piešķirts reljefs ar īpašu berzi (berzi) - vissmalkākās rievas vienā virzienā. Gar reljefu orientētas iegarenas kristāla molekulas slānī, kas atrodas tiešā saskarē ar virsmu. Starpmolekulārie spēki liek visām pārējām molekulām ieņemt tādu pašu orientāciju.

Šķidro kristālu molekulu sakārtotais izvietojums nosaka dažu to fizikālo īpašību anizotropiju (atgādināšu, ka anizotropija ir vides īpašību atkarība no virziena telpā). Šķidrumi ar nejaušu molekulu izvietojumu ir izotropi. Bet šķidrajiem kristāliem jau ir anizotropija, kas ir svarīga īpašība, kas ļauj tiem ietekmēt caur tiem ejošās gaismas īpašības.

Dielektriskās konstantes anizotropiju izmanto, lai kontrolētu molekulu stāvokli. Tas atspoguļo atšķirību

Δε = ε || + ε ⊥ kur ε || dielektriskā konstante virzienā, kas ir paralēls virziena vektoram, ε ⊥ dielektriskā konstante virzienā, kas ir perpendikulārs virziena vektoram. Δε vērtība var būt pozitīva vai negatīva.

Ņem paraugu, kas sastāv no divām stikla plāksnēm ar vairāku mikronu attālumu starp plāksnēm, kas piepildītas ar nematisku materiālu un noslēgtas. Lai iestatītu vēlamo molekulu virzītāja orientāciju materiālā, tiek izmantota īpaša substrāta virsmas apstrāde, šim nolūkam uz virsmas tiek uzklāts plāns caurspīdīga polimēra slānis, pēc kura virsmai tiek piešķirts reljefs. īpaša berze - plānās rievas vienā virzienā. Slānī, kas atrodas tiešā saskarē ar virsmu, iegarenās kristālu molekulas ir orientētas gar reljefu, un starpmolekulārie spēki liek visām pārējām molekulām ieņemt tādu pašu orientāciju. Ja paraugā tiek izveidots elektriskais lauks, šķidro kristālu enerģija šajā laukā būs atkarīga no molekulu stāvokļa attiecībā pret lauka virzienu. Ja molekulu novietojums neatbilst minimālajai enerģijai, tās griezīsies atbilstošā leņķī. Materiālā ar pozitīvu dielektrisko konstanti (pozitīva dielektriskā anizotropija) molekulām būs tendence griezties pa elektriskā lauka virzienu, materiālā ar negatīvu dielektrisko anizotropiju - pāri lauka virzienam. Rotācijas leņķis attiecīgi būs atkarīgs no pielietotā sprieguma.

Lai materiālam paraugā ir pozitīva dielektriskā anizotropija, elektriskā lauka virziens ir perpendikulārs molekulu sākotnējai orientācijai (2. att.). Pieliekot spriegumu, molekulām ir tendence griezties pa lauku. Bet tie sākotnēji ir orientēti atbilstoši parauga iekšējo virsmu reljefam, kas izveidots berzes rezultātā, un ir savienoti ar tiem ar diezgan ievērojamu saķeri. Tā rezultātā, mainoties režisora ​​orientācijai, radīsies griezes momenti pretējā virzienā. Kamēr lauks ir pietiekami vājš, elastīgie spēki notur molekulas nemainīgā stāvoklī. Palielinoties spriegumam, sākot no noteiktas vērtības E c, elektriskā lauka orientācijas spēki pārsniedz elastības spēkus, un sākas molekulu rotācija. Šo pārorientāciju lauka ietekmē sauc par Frederika pāreju. Frederika pāreja ir būtiska šķidro kristālu vadības organizēšanai, un uz tā ir balstīts visu LCD paneļu darbības princips.

Tiek izveidots funkcionējošs mehānisms:

• no vienas puses, elektriskais lauks liks šķidro kristālu molekulām pagriezties vēlamajā leņķī (atkarībā no pielietotā sprieguma vērtības);
• no otras puses, starpmolekulāro saišu radītie elastīgie spēki, atbrīvojoties no spriedzes, tiecas atgriezties sākotnējā virzītāja orientācijā.

Ja režisora ​​sākotnējā orientācija un elektriskā lauka virzieni nav stingri perpendikulāri, tad lauka sliekšņa vērtība E c samazinās, ļaujot ietekmēt molekulu stāvokli ar daudz mazāku lauku.

Šajā brīdī mums būs nedaudz jāatkāpjas no šķidrajiem kristāliem, lai izskaidrotu jēdzienus "gaismas polarizācija" un "polarizācijas plakne", bez tiem tālāka prezentācija nebūs iespējama.

Gaismu var attēlot kā šķērsvirziena elektromagnētisko vilni, kura elektriskās un magnētiskās sastāvdaļas svārstās savstarpēji perpendikulārās plaknēs (3. att.).

Dabiskā gaisma (saukta arī par dabiski polarizētu vai nepolarizētu) satur vektora svārstības E, vienlīdz iespējams visos virzienos, kas ir perpendikulāri vektoram k(4. att.).

Daļēji polarizētai gaismai ir preferenciāls vektora svārstību virziens E. Daļēji polarizētai gaismai gaismas viļņa laukā projekcijas E amplitūda uz vienu no savstarpēji perpendikulārajiem virzieniem vienmēr ir lielāka nekā uz otru. Attiecības starp šīm amplitūdām nosaka polarizācijas pakāpi.

Lineāri polarizēta gaisma ir gaisma, kurai ir viens vektora virziens E visiem viļņiem. Lineāri polarizētas gaismas jēdziens ir abstrakts. Praksē, kad mēs runājam par lineāri polarizētu gaismu, mēs parasti domājam daļēji polarizētu gaismu ar augstu polarizācijas pakāpi.

Plakne, kurā atrodas vektors E un viļņu virziena vektors k, sauc par polarizācijas plakni.

Tagad atgriezīsimies pie LCD.

Otra svarīgākā šķidro kristālu fizikālā īpašība pēc dielektriskās anizotropijas, ko izmanto, lai kontrolētu gaismas plūsmu caur tiem, ir optiskā anizotropija. Šķidrajiem kristāliem ir dažādas gaismas laušanas koeficienta vērtības izplatīšanās virzienam paralēli un perpendikulāri virzienam. Tas ir, gaismas stara izplatīšanās ātrums paralēli vai perpendikulāri virzienam būs atšķirīgs; ar lielāku koeficientu tas, kā zināms, ir mazāks. Optiskā anizotropija vai refrakcijas indeksa anizotropija ir atšķirība starp diviem koeficientiem:

Δ n= n|| + n⊥ Kur n|| laušanas koeficients polarizācijas plaknei, kas ir paralēla virzienam; n⊥ laušanas koeficients polarizācijas plaknei, kas ir perpendikulāra režisoram.

Divu dažādu nozīmju klātbūtne materiālā n|| Un n⊥ rada dubultlaušanas efektu. Kad gaisma saskaras ar divkāršotu materiālu, piemēram, nemātiku, gaismas viļņa elektriskā lauka komponents sadalās divās vektora komponentēs, vibrējot ātrā asī un vibrējot lēnajā asī. Šīs sastāvdaļas attiecīgi sauc par parastajiem un neparastajiem stariem. Parasto un ārkārtējo staru polarizācijas virzieni ir savstarpēji ortogonāli. Un “ātro” un “lēno” asu klātbūtne materiālā ir saistīta ar iepriekš minēto - atšķirīgiem refrakcijas rādītājiem stariem, kas izplatās attiecīgi paralēli vai perpendikulāri režisora ​​virzienam.

5. attēlā parādīta viļņu izplatīšanās pa “ātro” un “lēno” asīm. Jāuzsver, ka ass šajā gadījumā nav fiksēta taisne, bet gan plaknes virziens, kurā vilnis svārstās.

Tā kā parasto un ārkārtējo staru fāzes ātrumi ir atšķirīgi, to fāzu atšķirības mainīsies, viļņam izplatoties. Mainot šo ortogonālo komponentu fāzu starpību, mainās gaismas viļņa polarizācijas virziens. Attēlā skaidrības labad ortogonālo komponentu summa ir attēlota ar iegūto vektoru E r. Var redzēt, ka, vilnim izplatoties, vektora virziens griežas E r. Tādējādi viļņu pievienošana divkāršā materiāla izvadā radīs vilni, kuras polarizācijas virziens ir mainīts attiecībā pret sākotnējo.

Polarizācijas plaknes griešanās leņķis būs atkarīgs no molekulu orientācijas materiālā.

Paneļu dizains

Ir vairākas LCD paneļu tehnoloģijas. Lai ilustrētu dizainu šajā gadījumā, TN ir parādīts kā visizplatītākais (6. att.).

Visi monitoru šķidro kristālu paneļi ir caurlaidīgi – attēls tajos veidojas, pārveidojot gaismas plūsmu no avota, kas atrodas aiz tā. Gaismas plūsmas modulācija tiek veikta šķidro kristālu optiskās aktivitātes dēļ (to spēja pagriezt pārraidītās gaismas polarizācijas plakni). Tas tiek īstenots šādi. Izejot cauri pirmajam polarizatoram, fona apgaismojuma lampu gaisma kļūst lineāri polarizēta. Pēc tam tas iziet cauri šķidro kristālu slānim, kas atrodas telpā starp divām glāzēm. LC molekulu stāvokli katrā paneļa šūnā regulē elektriskais lauks, kas izveidots, pieliekot elektrodiem spriegumu. Pārraidītās gaismas polarizācijas plaknes rotācija ir atkarīga no molekulu stāvokļa. Tādējādi, apgādājot šūnas ar nepieciešamo sprieguma vērtību, tiek kontrolēta polarizācijas plaknes rotācija.

Lai piegādātu spriegumu apakšpikselim, tiek izmantotas vertikālās (datu līnijas) un horizontālās (vārtu līnijas) datu līnijas, kas ir metāla vadošās trases, kas nogulsnētas uz iekšējā (vistuvāk fona apgaismojuma modulim) stikla pamatnes. Elektrisko lauku, kā jau minēts, rada spriegums uz elektrodiem - vispārējā un pikseļu. Izmantotais spriegums ir mainīgs, jo konstanta sprieguma izmantošana izraisa jonu mijiedarbību ar elektrodu materiālu, traucē LC materiāla molekulu sakārtotu izvietojumu un izraisa šūnu degradāciju. Plānās kārtiņas tranzistors pilda slēdža lomu, kas aizveras, kad skenēšanas līnijā ir izvēlēta vajadzīgās šūnas adrese, ļauj “uzrakstīt” vajadzīgo sprieguma vērtību un skenēšanas cikla beigās atkal atveras, ļaujot maksa jāsaglabā noteiktu laika periodu. Uzlāde notiek laika gaitā T= Tf/n , Kur Tf kadru parādīšanas laiks ekrānā (piemēram, ar atsvaidzes intensitāti 60 Hz, kadru parādīšanas laiks ir 1 s / 60 = 16,7 ms), n paneļu līniju skaits (piemēram, 1024 paneļiem ar fizisko izšķirtspēju 1280x1024). Tomēr šķidro kristālu materiāla raksturīgā jauda nav pietiekama, lai uzturētu uzlādi intervālā starp atsvaidzināšanas cikliem, kam vajadzētu izraisīt sprieguma kritumu un rezultātā kontrasta samazināšanos. Tāpēc, papildus tranzistoram, katra šūna ir aprīkota ar uzglabāšanas kondensatoru, kas arī tiek uzlādēts, kad tranzistors ir ieslēgts, un palīdz kompensēt sprieguma zudumus pirms nākamā skenēšanas cikla sākuma.

Vertikālās un horizontālās datu līnijas, izmantojot līmētus plakanos lokanos kabeļus, ir savienotas ar paneļa vadības mikroshēmām - draiveriem, attiecīgi kolonnveida (avota draiveris) un rindas (vārtu draiveris), kas apstrādā no kontrollera nākošo digitālo signālu un ģenerē spriegumu. atbilst katras šūnas saņemtajiem datiem.

Pēc šķidro kristālu slāņa uz stikla paneļa iekšējās virsmas tiek uzklāti krāsu filtri, kurus izmanto krāsaina attēla veidošanai. Tiek izmantota parastā trīskrāsu piedevu sintēze: krāsas veidojas trīs pamatkrāsu (sarkanā, zaļā un zilā) starojuma optiskās sajaukšanas rezultātā. Šūna (pikselis) sastāv no trim atsevišķiem elementiem (apakšpikseļiem), no kuriem katrs ir saistīts ar sarkanu, zaļu vai zilu krāsu filtru, kas atrodas virs tās; 256 iespējamo toņu vērtību kombinācijas katram apakšpikselim var radīt līdz 16,77 miljoniem pikseļu krāsas.

Paneļa struktūra (metāla vertikālās un horizontālās datu līnijas, plānslāņa tranzistori) un šūnu robežas apgabali, kur tiek traucēta molekulārā orientācija, ir jāpaslēpj zem necaurspīdīga materiāla, lai izvairītos no nevēlamiem optiskiem efektiem. Šim nolūkam tiek izmantota tā sauktā melnā matrica, kas atgādina plānu sietu, kas aizpilda spraugas starp atsevišķiem krāsu filtriem. Melnajai matricai izmantotais materiāls ir hroms vai melni sveķi.

Galīgo lomu attēla veidošanā spēlē otrais polarizators, ko bieži sauc par analizatoru. Tā polarizācijas virziens attiecībā pret pirmo ir nobīdīts par 90 grādiem. Lai iedomāties analizatora mērķi, varat to nosacīti noņemt no pievienotā paneļa virsmas. Šajā gadījumā mēs redzēsim visus apakšpikseļus maksimāli izgaismotus, tas ir, vienmērīgi baltu ekrāna aizpildījumu neatkarīgi no tajā redzamā attēla. Tā kā gaisma ir kļuvusi polarizēta, un tās polarizācijas plakni katra šūna griež atšķirīgi, atkarībā no tai pieliktā sprieguma, mūsu acīm vēl nekas nav mainījies. Analizatora funkcija ir precīzi nogriezt nepieciešamos viļņu komponentus, kas ļauj izejā redzēt vajadzīgo rezultātu.

Tagad parunāsim par to, kā notiek šī nepieciešamo komponentu nogriešana. Ņemsim par piemēru polarizatoru ar vertikālu polarizācijas virzienu, t.i. raidot viļņus, kas orientēti vertikālā plaknē.

7. attēlā parādīts vilnis, kas izplatās plaknē, kas atrodas noteiktā leņķī attiecībā pret polarizācijas vertikālo virzienu. Krītošā viļņa elektriskā lauka vektoru var sadalīt divās savstarpēji perpendikulārās komponentēs: paralēli polarizatora optiskajai asij un perpendikulāri tai. Pirmais komponents, kas ir paralēls optiskajai asij, iet garām, otrais (perpendikulārs) tiek bloķēts.

Tādējādi ir acīmredzamas divas galējās pozīcijas:

• vilnis, kas izplatās stingri vertikālā plaknē, tiks pārraidīts bez izmaiņām;
• vilnis, kas izplatās horizontālā plaknē, tiks bloķēts, jo tam nav vertikālas sastāvdaļas.

Šīs divas galējās pozīcijas atbilst šūnas pilnībā atvērtai un pilnībā aizvērtai pozīcijai. Apkoposim:

• Lai pēc iespējas pilnīgāk bloķētu šūnas (apakšpikseļa) pārraidīto gaismu, šīs gaismas polarizācijas plaknei ir jābūt ortogonālai analizatora pārraides plaknei (polarizācijas virziens);
• Lai šūna maksimāli pārraidītu gaismu, tās polarizācijas plaknei jāsakrīt ar polarizācijas virzienu;
• Vienmērīgi regulējot šūnu elektrodiem pievadīto spriegumu, ir iespējams kontrolēt šķidro kristālu molekulu stāvokli un līdz ar to arī caurlaidīgās gaismas polarizācijas plaknes rotāciju. Un tādējādi mainiet šūnas pārraidītās gaismas daudzumu.

Tā kā polarizācijas plaknes griešanās leņķis ir atkarīgs no gaismas nobrauktā attāluma šķidro kristālu slānī, šim slānim ir jābūt stingri konsekventam biezumam visā panelī. Lai saglabātu vienmērīgu attālumu starp brillēm (ar visu uz tiem uzlikto struktūru), tiek izmantoti speciāli starplikas.

Vienkāršākais variants ir tā sauktie lodīšu starplikas. Tās ir caurspīdīgas polimēra vai stikla lodītes ar stingri noteiktu diametru un tiek uzklātas uz stikla iekšējās struktūras, izsmidzinot. Attiecīgi tie atrodas haotiski pa visu šūnas laukumu, un to klātbūtne negatīvi ietekmē tās viendabīgumu, jo starplika kalpo kā defektīvās zonas centrs un molekulas ir nepareizi orientētas tieši blakus.

Tiek izmantota arī cita tehnoloģija: kolonnu starplikas (kolonnu starplikas, foto starplikas, stabu starplikas). Šādi starplikas ar fotogrāfisku precizitāti atrodas zem melnās matricas (8. att.). Šīs tehnoloģijas priekšrocības ir acīmredzamas: palielināts kontrasts, jo pie starplikām nav gaismas noplūdes, precīzāka spraugu viendabīguma kontrole, pateicoties sakārtotam starplikas izvietojumam, palielināta paneļa stingrība un viļņošanās trūkums, nospiežot uz virsmas.

TN panelis, kura dizains tika parādīts 6. att., ir vislētāk ražot, kas nosaka tā dominējošo stāvokli masu monitoru tirgū. Papildus tam ir vairākas citas tehnoloģijas, kas atšķiras pēc elektrodu izvietojuma, konfigurācijas un materiāla, polarizatoru orientācijas, izmantotajiem LCD maisījumiem, režisora ​​sākotnējās orientācijas šķidro kristālu materiālā utt. Saskaņā ar režisora ​​sākotnējo orientāciju visas esošās tehnoloģijas var iedalīt divās grupās:

1. Plaknes orientācija

Tas ietver visas IPS tehnoloģijas (S-IPS, SA-SFT utt.), kā arī FFS (pašlaik AFFS), ko izstrādājis un reklamējis Boe HyDis. Molekulas ir izlīdzinātas horizontāli, paralēli substrātu pamatnei, berzes norādītajā virzienā, augšējo un apakšējo substrātu berzējot vienā virzienā. Visi elektrodi, gan pikseļi, gan kopējie, atrodas uz viena paneļa stikla substrāta - iekšējā, kopā ar datu līnijām un tranzistoriem. IPS tehnoloģijās pikseļi un kopīgie elektrodi atrodas paralēli, mainoties viens ar otru (9. att.). Lauka līnijas iet horizontāli, bet noteiktā leņķī attiecībā pret berzes virzienu. Tāpēc, pieliekot spriegumu, molekulas, kurām šajā gadījumā ir pozitīva dielektriskā anizotropija, tiecoties izlīdzināties pieliktā lauka virzienā, griežas tajā pašā plaknē par leņķi atkarībā no tā (lauka) stipruma. FFS gadījumā kopējais elektrods atrodas zem pikseļa ar šo dizainu, elektrodiem pievadītais spriegums rada elektrisko lauku, kurā ir gan horizontāli, gan vertikāli komponenti. Ja IPS koordinātu asīs, kas parādītas 9. attēlā, lauku var raksturot kā E y, tad FFS atbilstošās vērtības izskatīsies šādi E y Un E z. Šis lauka līniju izvietojums ļauj izmantot LC materiālus gan ar pozitīvu, gan negatīvu dielektrisko anizotropiju. Molekulārā rotācija, līdzīgi kā IPS, notiek tajā pašā plaknē horizontālā lauka komponentes virzienā, taču mazāku robežzonu dēļ tiek pagriezts ievērojami lielāks skaits molekulu, kas ļauj sašaurināt melnās matricas režģa platumu. un panākt lielāku paneļa apertūras attiecību.

Viena no galvenajām priekšrocībām tehnoloģijām ar plaknes režisora ​​orientāciju ir ārkārtīgi neliela paletes krāsu nobīde, mainoties skata leņķim. Šī stabilitāte ir izskaidrojama ar spirāles konfigurāciju, ko lauka ietekmē veido šķidro kristālu materiāla molekulas un kurai šajā gadījumā ir simetriska forma. 9. attēlā shematiski parādīts LC molekulu stāvoklis, kad elektrodiem tiek pielikts spriegums, ir acīmredzams, ka maksimālais griešanās leņķis tiek sasniegts vidējos slāņos. Šāda neviendabība ir saistīta ar to, ka, kā jau minēts, molekulu orientācija vēlamajā virzienā paralēli substrātu pamatnei tiek iegūta, iepriekš apstrādājot (noslaukot) to virsmas. Tāpēc molekulu mobilitāti slānī, kas atrodas tieši blakus substrātam, ierobežo substrāta topogrāfija, bet turpmākajos tuvējos slāņos - starpmolekulārie spēki. Rezultātā lauka ietekmē molekulas veido spirāli, kas atgādina lenti, kuras gali ir fiksēti vienā plaknē un centrālā daļa ir pagriezta. Pastāv optiskā ceļa jēdziens, kas ir atkarīgs no vides refrakcijas indeksa, kurā stars izplatās, un no tā izrietošās fāzes nobīdes virzienā, kurā tas pārvietojas. Gaismas stariem, kas iet caur šķidro kristālu slāni, ir atšķirīgs optiskā ceļa garums atkarībā no pārraides leņķa. Molekulārās spirāles simetriskā forma ļauj katram pelēkajam līmenim iegūt precīzu optiskā ceļa garuma papildinājumu tā augšējā un apakšējā daļā; sekas ir gandrīz pilnīga parādīto toņu atkarības no skata leņķiem neesamība. Pateicoties šim īpašumam, IPS paneļi tiek izmantoti lielākajā daļā monitoru, kas paredzēti darbam ar grafiku.

Gaismas vilnim pārejot, iegūtā vektora rotācijas virziens (skat. 5. att.) daļēji atkārto molekulu veidotās spirāles līkuma formu. Tāpēc polarizācijas plaknes rotācija, kad vilnis iet caur LC materiāla pirmo daļu, notiek vienā virzienā, bet caur otro pretējā virzienā. Viena viļņa komponenta atšķirīgā fāzes nobīde atkarībā no pielietotā sprieguma noved pie tā, ka iegūtā vektora virziens E r pie izejas no šķidro kristālu slāņa atšķiras no sākotnējā, tas ļauj noteiktai gaismas plūsmas daļai iziet cauri analizatoram. Polarizatora un analizatora gaismu caurlaidīgās plaknes, tāpat kā visās citās tehnoloģijās, tiek nobīdītas viena pret otru 90 grādu leņķī.

Visās pašlaik ražotajās variācijās (S-IPS, AFFS, SA-SFT) tiek izmantots 2 domēnu šūnu dizains. Šim nolūkam tiek izmantoti zigzaga formas elektrodi, kas liek molekulām griezties divos virzienos. Sākotnējās versijas, kas apzīmētas vienkārši “IPS” un “FFS”, bez prefiksiem “Super” un “Advanced”, bija monodomēnas, tāpēc tām bija krāsu nobīde un mazāki skata leņķi (no 140/140 kontrasta kritums līdz 10: 1 pirmajai IPS).

Plakanā orientācija parasti ietver vērpjot orientāciju (vai savīti orientāciju). Šajā gadījumā molekulu izlīdzināšana gar substrātu pamatni tiek panākta arī, noslaukot to virsmas, ar atšķirību, ka augšējā un apakšējā substrāta tīrīšanas virzieni ir nobīdīti viens pret otru. Šīs izlīdzināšanas rezultātā nematiskajā materiālā direktors veido spirāli, kas atgādina holesterisku, pareizai spirāles veidošanai LC maisījumos tiek izmantotas īpašas hirālas molekulas saturošas piedevas. Twist orientācija tiek izmantota visplašāk izmantotajā TN (vai TN+Film) tehnoloģijā. Šeit nav jēgas aprakstīt un ilustrēt TN dizainu; tas ir izdarīts vairākkārt daudzos materiālos par līdzīgām tēmām; mēs varam teikt, ka tas ir labi zināms.

2. Homeotropā orientācija

MVA un PVA pieder šai grupai. Režisors ir orientēts perpendikulāri stikla pamatnes pamatnei, tas tiek panākts, izmantojot virsmaktīvās vielas pamatnes pārklājumā. Vispārējie un pikseļu elektrodi atrodas uz pretējiem substrātiem, lauks ir orientēts vertikāli. Šeit tiek izmantoti šķidro kristālu materiāli ar negatīvu dielektrisko anizotropiju, tāpēc pielietotais spriegums liek LC molekulām griezties pret lauka līnijām. MVA raksturo mikroskopisku garenvirziena izvirzījumu (izvirzījumu) klātbūtne, lai iepriekš sasvērtu molekulas augšpusē vai abos substrātos, tāpēc sākotnējā vertikālā izlīdzināšana nav pabeigta. Molekulas, kas sakārtotas gar šiem izvirzījumiem, saņem nelielu iepriekšēju slīpumu, kas ļauj katram šūnas reģionam (domēnam) iestatīt noteiktu virzienu, kurā molekulas griezīsies lauka ietekmē. PVA šādu izvirzījumu nav, un, ja nav sprieguma, direktors ir orientēts stingri perpendikulāri virsmai, un pikseļi un kopīgie elektrodi ir nobīdīti viens pret otru tā, lai radītais lauks nebūtu stingri vertikāls, bet satur slīpu komponentu. (10. att.).

Tehnoloģijas ar homeotropisko režisoru orientāciju ietver arī ASV, ko izstrādājis Sharp. Apakšpikselī ir vairāki pikseļu elektrodi, kas veidoti kā kvadrāti ar noapaļotām malām. Pamatprincipi ir vienādi: kopējais elektrods atrodas uz pretējā substrāta, molekulas ir orientētas vertikāli, ja nav lauka, un tiek izmantoti šķidro kristālu materiāli ar negatīvu dielektrisko anizotropiju. Izveidotajam laukam ir izteikta slīpā komponente un molekulas, griežoties pret lauka virzienu, veido struktūru, kurā režisora ​​virziens atgādina lietussarga formu, kas centrēta pikseļa elektroda vidū.

Pastāv arī LCD moduļu sadalījums tipos atkarībā no šūnu stāvokļa, ja nav sprieguma. Parasti baltie paneļi ir tie, kuros pie nulles sprieguma uz elementiem tie ir pilnībā atvērti; attiecīgi ekrānā tiek atveidota balta krāsa. Visi paneļi, kas izgatavoti, izmantojot TN tehnoloģiju, parasti ir balti. Paneļi, kas bloķē gaismas pāreju, ja nav sprieguma, tiek klasificēti kā parasti melni (parasti melni), visas pārējās tehnoloģijas pieder šim tipam.

Fona apgaismojuma modulis

...pamatojoties uz dienasgaismas spuldzēm

Tikai neliela daļa no sākotnējās gaismas plūsmas no fona apgaismojuma lampām iet caur paneļa korpusu (polarizatori, elektrodi, krāsu filtri utt.), Ne vairāk kā 3%. Tāpēc fona apgaismojuma moduļa raksturīgajam spilgtumam jābūt diezgan nozīmīgam, parasti izmantoto lampu spilgtums pārsniedz 30 000 cd/m2.

Apgaismošanai tiek izmantotas CCFL aukstā katoda dienasgaismas spuldzes (bez katoda pavedieniem). CCFL lampa ir noslēgta stikla caurule, kas pildīta ar inertu gāzi ar nelielu dzīvsudraba piejaukumu (11. att.). Šajā gadījumā katodi ir vienādi elektrodi, jo barošanai tiek izmantota maiņstrāva. Salīdzinot ar lampām ar kvēlspuldžu (karsto) katodu, CCFL elektrodiem ir atšķirīga struktūra un tie ir lielāki. Katoda darba temperatūra būtiski atšķiras: 80-150 o C pret aptuveni 900 o C lampām ar karsto katodu, ar līdzīgu pašas lampas temperatūru - attiecīgi 30-75 o C un 40 o C. CCFL darba spriegums ir 600–900 V, palaišanas spriegums ir 900–1600 V (skaitļi ir diezgan patvaļīgi, jo izmantoto lampu klāsts ir ļoti plašs). Gaismas veidošanās notiek gāzes jonizācijas laikā, un nepieciešamais nosacījums tās rašanās aukstā katoda lampā ir augsts spriegums. Tāpēc, lai iedarbinātu šādu lampu, uz elektrodiem vairākus simtus mikrosekunžu ir jāpieliek spriegums, kas ir ievērojami lielāks par darba spriegumu. Pielietotais augsts maiņspriegums izraisa gāzes jonizāciju un spraugas sadalīšanos starp elektrodiem, un notiek izlāde.

Izplūdes spraugas sabojāšanās notiek šādu iemeslu dēļ. Normālos apstākļos gāze, kas pilda lampu, ir dielektrisks. Kad parādās elektriskais lauks, neliels skaits jonu un elektronu, kas vienmēr atrodas gāzes tilpumā, sāk kustēties. Ja elektrodiem tiek pielikts pietiekami augsts spriegums, elektriskais lauks joniem piešķir tik lielu ātrumu, ka tiem saduroties ar neitrālām molekulām, no tiem tiek izsisti elektroni un veidojas joni. Jaunizveidotie elektroni un joni, pārvietojoties lauka ietekmē, arī nonāk jonizācijas procesā, process iegūst lavīnai līdzīgu raksturu. Kad joni sāk saņemt pietiekami daudz enerģijas, lai izsistītu elektronus, atsitoties pret katodu, notiek pašizlāde. Atšķirībā no karstā katoda lampām, kur izlāde ir loka, CCFL izlādes veids ir spīdums.

Izlāde tiek uzturēta tā sauktā katoda potenciāla krituma dēļ. Galvenā izlādes potenciāla (sprieguma) krituma daļa notiek katoda reģionā. Joni, kas iet caur šo spraugu ar lielu potenciālu starpību, iegūst augstu kinētisko enerģiju, kas ir pietiekama, lai izsist elektronus no katoda. Izsistie elektroni vienas un tās pašas potenciālu starpības dēļ tiek paātrināti atpakaļ izlādē, radot tur jaunus jonu un elektronu pārus. Joni no šiem pāriem atgriežas katodā, tos paātrina sprieguma kritums starp izlādi un katodu un atkal izsit elektronus.

Elektriskās strāvas enerģija liek dzīvsudrabam lampā pāriet no šķidruma uz gāzveida stāvokli. Elektroniem saduroties ar dzīvsudraba atomiem, atomu atgriešanās no nestabila stāvokļa dēļ izdalās enerģija. Šajā gadījumā ultravioletajā reģionā notiek intensīvs starojums, ultravioletā starojuma daļa ir aptuveni 60% no kopējā starojuma.

Redzamu gaismu rada fosfora pārklājums, kas uzklāts uz stikla iekšējās virsmas. Dzīvsudraba izdalītie ultravioletie fotoni ierosina fosfora pārklājuma atomus, palielinot elektronu enerģijas līmeni. Kad elektroni atgriežas sākotnējā enerģijas līmenī, pārklājuma atomi ražo enerģiju redzamās gaismas fotonu veidā. Fosfors ir vissvarīgākā lampas sastāvdaļa, no tā ir atkarīgas emisijas spektra īpašības. CCFL spektrs ir ārkārtīgi nevienmērīgs, un tajā ir izteikti šauri pīķi. Pat daudzslāņu fosfora pārklājuma izmantošana (uz maksimālā spilgtuma rēķina) neļauj “apsteigt” CRT monitorus krāsu gammas ziņā. Tāpēc paneļa ražošanā, lai panāktu pieņemamu krāsu gammu, nepieciešams arī precīzi izvēlēties krāsu filtrus, kuru caurlaides joslām pēc iespējas tuvāk jāatbilst lampu emisijas spektra virsotnēm.

Maksimālo krāsu gammu ideālā gadījumā varētu nodrošināt monohromatisku primāro krāsu avotu un augstas kvalitātes krāsu filtru kombinācija. Tā sauktās lāzera gaismas diodes var pretendēt uz “kvazi-monohromatisku” gaismas avotu lomu, taču ražošanas tehnoloģija vēl nenodrošina to izmantošanas izdevīgumu fona apgaismojuma moduļos. Tāpēc šobrīd vislabāko krāsu gammu var sasniegt ar fona apgaismojuma moduļiem, kuru pamatā ir RGB LED paketes (skatīt zemāk).

Lai radītu vairāku simtu voltu spriegumu, kas nepieciešams lampas darbībai, tiek izmantoti speciāli pārveidotāji un invertori. CCFL spilgtumu var regulēt divos veidos. Pirmais ir mainīt izlādes strāvu lampā. Izlādes strāvas vērtība ir 3-8 mA, ievērojamai daļai lampu ir vēl šaurāks diapazons. Pie mazākas strāvas mirdzuma vienmērīgums cieš, pie lielākas strāvas lampas kalpošanas laiks ievērojami samazinās. Šīs regulēšanas metodes trūkums ir tāds, ka tā ļauj mainīt spilgtumu ļoti mazā diapazonā, savukārt to nav iespējams būtiski samazināt. Tāpēc monitori ar šo regulējumu, strādājot vājā apkārtējā apgaismojuma apstākļos, bieži vien izrādās pārāk spilgti pat pie nulles spilgtuma. Ar otro metodi tiek ģenerēta lampu pievadošā sprieguma impulsa platuma modulācija (PWM) (tiek kontrolēts platums, t.i., impulsa ilgums; mainot viena impulsa platumu, tiek regulēts vidējais sprieguma līmenis.). Šīs metodes trūkumi dažreiz tiek attiecināti uz lampas mirgošanas parādīšanos, kad PWM tiek ieviests zemā frekvencē 200 Hz un zemāk, taču patiesībā pielāgošana, izmantojot PWM, ir vissaprātīgākā pieeja, jo tā ļauj mainīt spilgtumu. plašs diapozons.

Lai vienmērīgi sadalītu lampu gaismu, tiek izmantota gaismas vadu, difuzoru un prizmu sistēma. Gaismas sadales organizēšanai ir daudz iespēju, viena no tām ir parādīta 12. att.

Visizplatītākie ir risinājumi ar lampām, kas atrodas paneļa augšējā un apakšējā galā, un šāds izvietojums var ievērojami samazināt izstrādājuma kopējo biezumu. 17 un 19 collu moduļos parasti ir uzstādīti četri lukturi: divi augšpusē un divi apakšā. Šādu paneļu korpusa gala daļā ir speciāli tehnoloģiski caurumi, tāpēc nav nepieciešams izjaukt korpusu, lai noņemtu lampas (13.-b att.). Lampas ar šādu izkārtojumu bieži tiek apvienotas blokos no diviem gabaliem (13-a att.).

Vēl viena iespēja ir novietot lampas pa visu moduļa aizmugures laukumu (13.-c att.) šis risinājums tiek izmantots vairāku lampu paneļos ar astoņām vai vairāk lampām, kā arī izmantojot U-veida lampas. CCFL.

Paneļu ražotāju minimālais lampu kalpošanas laiks tagad parasti ir noteikts no četrdesmit līdz piecdesmit tūkstošiem stundu (dzīves ilgums tiek definēts kā laiks, kurā lampu spilgtums samazinās par 50%).

...pamatojoties uz gaismas diodēm

Papildus dienasgaismas spuldzēm kā gaismas avotu var izmantot arī gaismas diodes (LED). Uz LED fona apgaismojuma moduļi ir veidoti vai nu uz “baltām” gaismas diodēm, vai uz primāro krāsu gaismas diožu (RGB-LED) komplektiem.

Lielāko krāsu gammu nodrošina RGB-LED paketes. Fakts ir tāds, ka “baltā” gaismas diode ir zila gaismas diode ar dzeltenu fosfora pārklājumu vai ultravioletā gaismas diode ar “sarkanā”, “zaļā” un “zilā” fosfora pārklājuma kombināciju. “Balto” gaismas diožu spektrs nav brīvs no visiem luminiscences spuldžu spektra trūkumiem. Turklāt, atšķirībā no “baltajām” gaismas diodēm, RGB-LED pakete ļauj ātri pielāgot fona apgaismojuma krāsu temperatūru, atsevišķi kontrolējot katras primāro krāsu gaismas diožu grupas spīduma intensitāti.

Rezultātā tiek sasniegti divi mērķi:

• krāsu gamma ir paplašināta ideālāka fona apgaismojuma spektra dēļ,
• krāsu kalibrēšanas iespējas ir paplašinātas: standarta metodei, kuras pamatā ir attēla pikseļu krāsu koordinātu pārveidošanas tabulas, tiek pievienota iespēja pielāgot fona apgaismojuma krāsu līdzsvaru.

Lielais gaismas diodes strāvas-sprieguma raksturlieluma slīpums neļauj vienmērīgi regulēt starojuma spilgtumu plašos diapazonos. Bet, tā kā ierīce ļauj darboties impulsa režīmā, praksē visbiežāk tiek izmantota impulsa platuma modulācijas metode, lai regulētu gaismas diožu spilgtumu (kā arī dienasgaismas spuldzēm).

Oļegs Medvedevs, Maksims Proskurņa

LCD(šķidro kristālu displejs) vai LCD(šķidro kristālu) televizors, kā tos tautā sauc, ir televizors ar LCD displeju un lampas apgaismojumu. Šķidrais kristāls, nozīmē, ka pats displejs (monitors) ir izgatavots uz pamata šķidrie kristāli

LCD TFT(angļu: Thin film tranzistor) - šķidro kristālu displeja veids, kas izmanto aktīvās matricas vadību plānslāņa tranzistori. Katram apakšpikselim (matricas elementam) tiek izmantots pastiprinātājs, lai palielinātu displeja attēla ātrumu, kontrastu un skaidrību.

Nedaudz vēstures:

Šķidrie kristāli pirmo reizi atklāja austriešu botāniķis Reinicers V 1888 g., bet tikai iekšā 1930 -pētnieki no britu korporācijas Markoni saņēma patentu to rūpnieciskai izmantošanai, tomēr tehnoloģiskās bāzes vājums tolaik neļāva šai jomai aktīvi attīstīties.

Zinātnieki veica pirmo īsto izrāvienu Fergesons Un Viljamss no amerikāņu korporācijas RCA. Viens no tiem izveidoja termosensoru uz šķidro kristālu bāzes, izmantojot to selektīvo atstarojošo efektu, otrs pētīja elektriskā lauka ietekmi uz nematiskajiem kristāliem. Un tā, beigās 1966 pilsēta, korporācija RCA demonstrēja LCD monitora prototipu - digitālais pulkstenis. Pasaulē pirmais kalkulators - CS10A gadā tika ražots 1964 korporācija Ass, aka, oktobrī 1975 gadā izlaida pirmo kompakto digitālo pulksteni ar LCD displeju. Diemžēl es nevarēju atrast nevienu fotoattēlu, bet daudzi joprojām atceras šo pulksteni un kalkulatoru

70. gadu otrajā pusē sākās pāreja no astoņu segmentu LCD indikatoriem uz matricu izgatavošanu ar katra punkta adresēšanu (spēju kontrolēt). Tātad, iekšā 1976 gads, uzņēmums Ass izlaida melnbaltu televizoru ar 5,5 collu ekrāna diagonāli, kura pamatā ir LCD matrica ar izšķirtspēju 160x120 pikseļi.

Nākamais LCD tehnoloģiju attīstības posms sākās 80. gados, kad sāka lietot ierīces STN elementi ar palielinātu kontrastu. Tad tās tika aizstātas ar daudzslāņu struktūrām, kas novērš kļūdas krāsu attēlu reproducēšanas laikā. Aptuveni tajā pašā laikā parādījās aktīvās matricas, kuru pamatā ir tehnoloģija a-Si TFT. Pirmais monitora prototips a-Si TFT LCD tika izveidots gadā 1982 korporācijas Sanjo, Toshiba Un Lielgabals, nu, toreiz mums patika spēlēties ar tādām rotaļlietām kā šīs ar LCD displeju

Tagad LCD displeji gandrīz pilnībā ir nomainījuši tirgū esošos CRT televizorus, piedāvājot pircējam jebkura izmēra: no pārnēsājamas un mazas “virtuves” līdz milzīgiem, kuru diagonāles pārsniedz metru. Arī cenu diapazons ir ļoti plašs un ļauj katram izvēlēties televizoru atbilstoši savām vajadzībām un finansiālajām iespējām.

LCD televizoru shēmas dizains ir daudz sarežģītāks nekā vienkāršiem CRT televizoriem: miniatūras detaļas, daudzslāņu plates, dārgi bloki... Tiem, kam interesē, televizors ar LCD paneli bez aizmugures vāciņa un, ja noņem speciālo aizsargekrāni, jūs varat redzēt citas ķēdes sadaļas, taču labāk to nedarīt, atstājiet to meistariem

Dizains un darbības princips:

Darbs LCD displejs(LCD) pamatā ir parādība gaismas plūsmas polarizācija. Zināms, ka t.s polaroīdu kristāli spēj pārraidīt tikai to gaismas sastāvdaļu, kuras elektromagnētiskās indukcijas vektors atrodas plaknē, kas ir paralēla polaroīda optiskajai plaknei. Atlikušajā gaismas jaudas daļā Polaroid būs necaurspīdīgs. Šo efektu sauc gaismas polarizācija.

Pavisam vienkārši, iedomājieties “gaismu” mazu apaļu bumbiņu formā, ja tā ceļā ievietosiet režģi ar gareniskiem griezumiem (polarizatoru), tad pēc tā no “bumbiņām” paliks tikai plakanas “pankūkas” (polarizēta gaisma). Tagad, ja otrajam sietam būs vienādi gareniski griezumi, pankūkas varēs “izlīst” cauri un “spīdēt” tālāk, bet, ja otrajam sietam ir vertikālas spraugas, tad horizontālās gaišās “pankūkas” nevarēs. iet tam cauri un “iestrēgs”

Kad tika pētītas šķidrās vielas, kuru garās molekulas ir jutīgas pret elektrostatiskajiem un elektromagnētiskajiem laukiem un spēj polarizēt gaismu, radās iespēja kontrolēt polarizāciju. Šīs amorfās vielas sauca šķidrie kristāli

Strukturāli displejs sastāv no LCD matricas(stikla plāksne, starp kuras slāņiem atrodas šķidrie kristāli), gaismas avoti apgaismojumam, kontaktsiksnas un ierāmēšana ( mājoklis), parasti plastmasas, ar stingru metāla rāmi.

Katrs pikseļu LCD matrica sastāv no molekulu slānis starp diviem caurspīdīgi elektrodi, un divi polarizācijas filtri, kuras polarizācijas plaknes (parasti) ir perpendikulāras. Ja nav šķidro kristālu, pirmā filtra raidītā gaisma gandrīz pilnībā tiek bloķēta otrajā.

Elektrodu virsma, kas saskaras ar šķidrajiem kristāliem, ir īpaši apstrādāta, lai sākotnēji molekulas orientētu vienā virzienā. TN matricā šie virzieni ir savstarpēji perpendikulāri, tāpēc molekulas, ja nav spriedzes, sarindojas spirālveida struktūrā. Šī struktūra lauž gaismu tā, ka tās polarizācijas plakne griežas pirms otrā filtra un gaisma iet caur to bez zudumiem. Neatkarīgi no tā, ka pirmais filtrs absorbē pusi no nepolarizētās gaismas, šūnu var uzskatīt par caurspīdīgu, lai gan zudumu līmenis ir ievērojams.

Ja elektrodiem tiek pieslēgts spriegums, molekulām ir tendence sakārtoties elektriskā lauka virzienā, kas izkropļo skrūves struktūru. Šajā gadījumā elastīgie spēki to neitralizē, un, kad spriegums tiek izslēgts, molekulas atgriežas sākotnējā stāvoklī. Ar pietiekamu lauka intensitāti gandrīz visas molekulas kļūst paralēlas, kas noved pie necaurspīdīgas struktūras; caurspīdīguma pakāpi var kontrolēt, mainot pielietoto spriegumu.

Gaismas avots (LCD matricas fona apgaismojums) ir aukstā katoda dienasgaismas spuldzes(tos sauc par to, jo lampas iekšpusē esošais elektronu izstarojošais katods (negatīvais elektrods) nav jāuzsilda virs apkārtējās vides temperatūras, lai lampa iedegtos.) Šādi varētu izskatīties LCD televizora lampa; labajā fotoattēlā ir redzams televizoram ar lielu diagonālu LCD displeju "lampu komplekts darbībā":

Pašas lampas (balts spilgts spīdums) atrodas īpašās ķermeņa skavas, aiz viņiem - atstarotājs, lai samazinātu gaismas plūsmas zudumus. Lai LCD matrica iedegtos vienmērīgi (nevis svītraina, jo ir uzstādītas lampas), ir difuzors, kas vienmērīgi sadala gaismas plūsmu visā tās zonā. Diemžēl šajā vietā ir arī ievērojams lampu “spilgtuma” zudums.

Mūsdienu LCD matricām ir diezgan labs skata leņķis (apmēram 160 grādi), nezaudējot attēla kvalitāti (krāsas, spilgtumu), visnepatīkamākais, ko uz tām var redzēt, ir šīs bojāti pikseļi, tomēr, ņemot vērā, ka to izmērs ir ļoti mazs, viens vai divi šādi “izdeguši” pikseļi īpaši netraucēs skatīties filmas un raidījumus, bet monitora ekrānā tas jau var būt diezgan nepatīkami

Priekšrocības un trūkumi:

Salīdzinot ar CRT televizoriem, LCD paneļiem ir lieliska fokusēšana un skaidrība, nav konverģences kļūdu vai attēla ģeometrijas pārkāpumu, ekrāns nekad nemirgo, tie ir vieglāki un aizņem mazāk vietas.Pie trūkumiem var minēt vāju (salīdzinot ar CRT) spilgtumu un kontrastu, matrica nav tik izturīga kā kineskopa ekrāns, digitālo bremžu komplekts un traucējumi ar analogu vai vāju signālu, kā arī slikta izejmateriāla apstrāde

Jebkura šķidro kristālu monitora “sirds” ir LCD matrica (šķidro kristālu displejs). LCD panelis ir sarežģīta daudzslāņu struktūra. Krāsu TFT LCD paneļa vienkāršota diagramma ir parādīta 2. att.

Jebkura šķidro kristālu ekrāna darbības princips ir balstīts uz šķidro kristālu īpašību mainīt (pagriezt) caur tiem ejošās gaismas polarizācijas plakni proporcionāli tiem pievadītajam spriegumam. Ja polarizētās gaismas ceļā, kas iet cauri šķidrajiem kristāliem, tiek novietots polarizējošs filtrs (polarizators), tad mainot šķidrajiem kristāliem pievadīto spriegumu, var kontrolēt polarizējošā filtra raidītās gaismas daudzumu. Ja leņķis starp gaismas polarizācijas plaknēm, kas iet cauri šķidrajiem kristāliem un gaismas filtru, ir 0 grādi, tad gaisma izies cauri polarizatoram bez zudumiem (maksimālā caurspīdīgums), ja tas ir 90 grādi, tad gaismas filtrs pārraida minimālu gaismas daudzumu (minimālā caurspīdīgums).

1. att. LCD monitors. LCD tehnoloģijas darbības princips.

Tādējādi, izmantojot šķidros kristālus, ir iespējams ražot optiskos elementus ar mainīgu caurspīdīguma pakāpi. Šajā gadījumā šāda elementa gaismas caurlaidības līmenis ir atkarīgs no tam pieliktā sprieguma. Jebkurš LCD ekrāns datora monitorā, klēpjdatorā, planšetdatorā vai televizorā satur no vairākiem simtiem tūkstošu līdz vairākiem miljoniem šo šūnu, kuru izmērs ir milimetrs. Tie ir apvienoti LCD matricā un ar to palīdzību mēs varam veidot attēlu uz šķidro kristālu ekrāna virsmas.
Šķidrie kristāli tika atklāti 19. gadsimta beigās. Tomēr pirmās uz tām balstītās displeja ierīces parādījās tikai 20. gadsimta 60. gadu beigās. Pirmie mēģinājumi izmantot LCD ekrānus datoros tika veikti pagājušā gadsimta astoņdesmitajos gados. Pirmie šķidro kristālu monitori bija vienkrāsaini, un tiem bija daudz zemāka attēla kvalitāte nekā katodstaru lampu (CRT) displejiem. Pirmo LCD monitoru paaudžu galvenie trūkumi bija:

• - zema veiktspēja un attēla inerce;
• - “astes” un “ēnas” attēlā no attēla elementiem;
• - slikta attēla izšķirtspēja;
• - melnbalts vai krāsains attēls ar zemu krāsu dziļumu;
• - un tā tālāk.

Tomēr progress neapstājās, un laika gaitā šķidro kristālu monitoru ražošanā tika izstrādāti jauni materiāli un tehnoloģijas. Mikroelektronikas tehnoloģiju sasniegumi un jaunu vielu ar šķidro kristālu īpašībām izstrāde ir būtiski uzlabojusi LCD monitoru veiktspēju.

TFT LCD matricas dizains un darbība.

Viens no galvenajiem sasniegumiem bija LCD TFT matricas tehnoloģijas izgudrojums - šķidro kristālu matrica ar plānslāņa tranzistoriem (Thin Film Transistori). TFT monitoriem ir ievērojami palielinājies pikseļu ātrums, palielināts attēla krāsu dziļums un izdevies atbrīvoties no “astes” un “ēnām”.
Izmantojot TFT tehnoloģiju ražotā paneļa uzbūve parādīta 2. att

2. att. TFT LCD matricas struktūras diagramma.
Pilnkrāsu attēls uz LCD matricas tiek veidots no atsevišķiem punktiem (pikseļiem), no kuriem katrs parasti sastāv no trim elementiem (apakšpikseļiem), kas ir atbildīgi par katras galvenās krāsas sastāvdaļas spilgtumu - parasti sarkanu (R), zaļš (G) un zils (B) - RGB. Monitora video sistēma nepārtraukti skenē visus matricas apakšpikseļus, glabāšanas kondensatoros ierakstot uzlādes līmeni, kas ir proporcionāls katra apakšpikseļa spilgtumam. Plānās plēves tranzistori (Thin Film Trasistor (TFT) - patiesībā tāpēc TFT matricu tā sauc) savieno uzglabāšanas kondensatorus ar datu kopni brīdī, kad informācija tiek ierakstīta noteiktā apakšpikselī, un pārslēdz uzglabāšanas kondensatoru, lai uzlādētu taupību. režīmā pārējā laikā.
TFT matricas atmiņas kondensatorā saglabātais spriegums iedarbojas uz noteiktā apakšpikseļa šķidrajiem kristāliem, pagriežot caur tiem gaismas polarizācijas plakni no fona apgaismojuma par leņķi, kas ir proporcionāls šim spriegumam. Izejot cauri šūnai ar šķidrajiem kristāliem, gaisma nonāk matricas gaismas filtrā, uz kura katram apakšpikselim tiek izveidots vienas no pamatkrāsu (RGB) gaismas filtrs. Dažādu krāsu punktu relatīvo pozīciju raksts katram LCD paneļa veidam ir atšķirīgs, taču tā ir atsevišķa tēma. Tālāk ģenerētā primāro krāsu gaismas plūsma nonāk ārējā polarizējošā filtrā, kura gaismas caurlaidība ir atkarīga no uz to krītošā gaismas viļņa polarizācijas leņķa. Polarizācijas filtrs ir caurspīdīgs tiem gaismas viļņiem, kuru polarizācijas plakne ir paralēla savai polarizācijas plaknei. Palielinoties šim leņķim, polarizācijas filtrs sāk raidīt arvien mazāk gaismas, līdz maksimālajam vājinājumam 90 grādu leņķī. Ideālā gadījumā polarizācijas filtram nevajadzētu pārraidīt gaismu, kas polarizēta ortogonāli savai polarizācijas plaknei, taču reālajā dzīvē neliela gaismas daļa iziet cauri. Tāpēc visiem LCD displejiem ir nepietiekams melnās krāsas dziļums, kas ir īpaši izteikts pie augsta fona apgaismojuma spilgtuma.
Rezultātā LCD displejā gaismas plūsma no dažiem apakšpikseļiem bez zudumiem iziet caur polarizācijas filtru, no citiem apakšpikseļiem tā tiek vājināta par noteiktu daudzumu, un no dažiem apakšpikseļiem tā tiek gandrīz pilnībā absorbēta. Tādējādi, pielāgojot katras pamatkrāsas līmeni atsevišķos apakšpikseļos, no tiem ir iespējams iegūt jebkuras krāsas toņa pikseļus. Un no daudziem krāsainiem pikseļiem izveidojiet pilnekrāna krāsu attēlu.
LCD monitors ļāva veikt lielu izrāvienu datortehnoloģijās, padarot to pieejamu lielam skaitam cilvēku. Turklāt bez LCD ekrāna nebūtu iespējams izveidot portatīvos datorus, piemēram, klēpjdatorus un netbooks, planšetdatorus un mobilos tālruņus. Bet vai viss ir tik rožaini, izmantojot šķidro kristālu displejus?

Papildus labi pārbaudītajai LCD + TFT tehnoloģijai (plānās plēves tranzistori) ir aktīvi reklamēta OLED + TFT organisko gaismas diožu tehnoloģija, tas ir, AMOLED - aktīvās matricas OLED. Galvenā atšķirība starp pēdējiem ir tā, ka polarizatora, LCD slāņa un gaismas filtru lomu spēlē trīs krāsu organiskās gaismas diodes.

Būtībā tās ir molekulas, kas spēj izstarot gaismu, kad plūst elektriskā strāva, un atkarībā no plūstošās strāvas daudzuma maina krāsas intensitāti, līdzīgi kā tas notiek parastajās gaismas diodēs. Noņemot polarizatorus un LCD no paneļa, mēs potenciāli varam padarīt to plānāku un, pats galvenais, elastīgu!

Kādi skārienpaneļu veidi pastāv?

Tā kā sensori šobrīd vairāk tiek izmantoti ar LCD un OLED displejiem, manuprāt, būtu saprātīgi par tiem runāt uzreiz.

Tiek dots ļoti detalizēts skārienekrānu jeb skārienpaneļu apraksts (avots kādreiz dzīvoja, bet nez kāpēc pazuda), tāpēc neaprakstīšu visus skārienpaneļu veidus, koncentrēšos tikai uz diviem galvenajiem: pretestības un kapacitatīvo.

Sāksim ar pretestības sensoru. Tas sastāv no 4 galvenajām sastāvdaļām: stikla paneļa (1), kas ir visa skārienpaneļa nesējs, divām caurspīdīgām polimēru membrānām ar pretestības pārklājumu (2, 4), mikroizolatoru slāņa (3), kas atdala šīs membrānas, un 4, 5 vai 8 vadi, kas ir atbildīgi par pieskāriena “nolasīšanu”.

Rezistīvā sensora ierīces diagramma

Nospiežot šādu sensoru ar noteiktu spēku, membrānas saskaras, elektriskā ķēde tiek aizvērta, kā parādīts attēlā zemāk, tiek mērīta pretestība, kas pēc tam tiek pārvērsta koordinātēs:

Koordinātu aprēķināšanas princips 4 vadu pretestības displejam ()

Viss ir ārkārtīgi vienkārši.

Ir svarīgi atcerēties divas lietas: a) daudzu Ķīnas tālruņu pretestības sensori nav augstas kvalitātes, tas var būt saistīts tieši ar nevienmērīgu attālumu starp membrānām vai sliktas kvalitātes mikroizolatoriem, tas ir, "smadzenēm" tālrunis nevar adekvāti pārvērst izmērītās pretestības koordinātēs; b) šāds sensors prasa nospiešanu, stumjot vienu membrānu uz otru.

Kapacitatīvie sensori nedaudz atšķiras no pretestības sensoriem. Tūlīt ir vērts pieminēt, ka mēs runāsim tikai par projektīvi-kapacitatīviem sensoriem, kas tagad tiek izmantoti iPhone un citās pārnēsājamās ierīcēs.

Šāda skārienekrāna darbības princips ir diezgan vienkāršs. Ekrāna iekšpusē tiek uzklāts elektrodu režģis, un ārpuse ir pārklāta, piemēram, ar ITO, sarežģītu indija alvas oksīdu. Pieskaroties stiklam, mūsu pirksts ar šādu elektrodu veido nelielu kondensatoru, un apstrādes elektronika mēra šī kondensatora kapacitāti (piegādā strāvas impulsu un mēra spriegumu).

Attiecīgi kapacitatīvs sensors reaģē tikai uz stingru pieskārienu un tikai ar vadošiem objektiem, tas ir, šāds ekrāns darbosies katru otro reizi, ja tam pieskaras nagla, kā arī ar acetonā samērcētu vai dehidrētu roku. Iespējams, ka šī skārienekrāna galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar rezistīvo ir iespēja izveidot diezgan stingru pamatni - īpaši stipru stiklu, piemēram, Gorilla Glass.

Virsmas kapacitatīvā sensora () darbības shēma

Kā darbojas E-tintes displejs?

Varbūt E-tinte ir daudz vienkāršāka salīdzinājumā ar LCD. Atkal ir darīšana ar aktīvo matricu, kas ir atbildīga par attēla veidošanu, taču šeit nav ne LCD kristālu, ne fona apgaismojuma lampu pēdas, tā vietā ir konusi ar divu veidu daļiņām: negatīvi lādētu melnu un pozitīvi lādētu baltu. Attēls tiek veidots, piemērojot noteiktu potenciālu starpību un daļiņu pārdali šādos mikrokonos, tas ir skaidri parādīts attēlā zemāk:

Augšpusē ir diagramma par to, kā darbojas E-tintes displejs, zemāk ir reālas šāda darba displeja mikrofotogrāfijas ()

Ja kādam ar to nepietiek, elektroniskā papīra darbības princips ir parādīts šajā video:

Papildus E-Ink tehnoloģijai ir SiPix tehnoloģija, kurā ir tikai viena veida daļiņas, un pats “pildījums” ir melns:

SiPix displeja darbības shēma ()

Tiem, kas nopietni vēlas iepazīties ar “magnētisko” elektronisko papīru, lūdzu, dodieties šeit, reiz Perstā bija lielisks raksts.

Praktiskā daļa

Chinaphone vs korejiešu viedtālrunis (rezistīvais sensors)

Pēc “uzmanīgas” ķīniešu tālruņa atlikušās plates un displeja izjaukšanas ar skrūvgriezi es biju ļoti pārsteigts, kad tālruņa mātesplatē atradu pieminējumu par vienu pazīstamu korejiešu ražotāju:

Samsung un ķīniešu tālrunis ir viens!

Es rūpīgi un rūpīgi izjaucu ekrānu - tā, lai visi polarizatori paliktu neskarti, tāpēc es vienkārši nevarēju nepaspēlēties ar tiem un ar preparējamā objekta strādājošo lielo brāli un atcerēties optikas darbnīcu:

Tā darbojas 2 polarizējošie filtri: vienā pozīcijā gaismas plūsma tiem praktiski neiet cauri, pagriežot par 90 grādiem, iziet pilnībā

Lūdzu, ņemiet vērā, ka visa apgaismojuma pamatā ir tikai četras mazas gaismas diodes (manuprāt, to kopējā jauda nav lielāka par 1 W).

Tad ilgi meklēju sensoru, patiesi ticot, ka tā būs diezgan bieza ligzda. Izrādījās gluži otrādi. Gan ķīniešu, gan korejiešu tālruņos sensors sastāv no vairākām plastmasas loksnēm, kas ir ļoti labi un cieši pielīmētas pie ārējā paneļa stikla:

Kreisajā pusē ir Ķīnas tālruņa sensors, labajā pusē ir Korejas tālruņa sensors

Ķīniešu tālruņa pretestības sensors ir izgatavots pēc shēmas “jo vienkāršāks, jo labāk”, atšķirībā no tā dārgākā līdzinieka no Dienvidkorejas. Ja kļūdos, izlabojiet mani komentāros, bet bildē pa kreisi ir tipisks 4 kontaktu sensors, bet labajā pusē ir 8 kontaktu sensors.

Ķīniešu tālruņa LCD displejs

Tā kā ķīniešu telefona displejs joprojām bija salauzts, bet korejiešu tikai nedaudz bojāts, es mēģināšu runāt par LCD, izmantojot pirmā piemēru. Bet pagaidām mēs to pilnībā neizjauksim, bet paskatīsimies optiskā mikroskopā:

Ķīniešu telefona LCD displeja horizontālo līniju optiskais mikrogrāfs. Augšējā kreisajā fotoattēlā mūsu redzējums ir maldināts “nepareizo” krāsu dēļ: kontakts ir balta plānā sloksne.

Viens vads vienlaikus darbina divas pikseļu rindas, un atsaiste starp tām tiek sakārtota, izmantojot pilnīgi neparastu “elektrisko kļūdu” (foto apakšējā labajā stūrī). Aiz visas šīs elektriskās ķēdes ir filtra celiņi, kas nokrāsoti atbilstošās krāsās: sarkanā (R), zaļā (G) un zilā (B).

Matricas pretējā galā attiecībā pret kabeļa piestiprināšanas vietu var atrast līdzīgu krāsu sadalījumu, celiņu numurus un tos pašus slēdžus (ja kāds komentāros varētu precizēt, kā tas darbojas, būtu ļoti forši! ):

Istabas-istabas-istabas...

Šādi izskatās funkcionējošs LCD displejs zem mikroskopa:

Tas arī viss, tagad šo skaistumu vairs neredzēsim, sasmalcināju vārda tiešā nozīmē un, nedaudz paciešoties, vienu tādu drupatiņu “sašķēlu” divos atsevišķos stikla gabaliņos, kas veido galveno daļu. no displeja...

Tagad varat apskatīt atsevišķus filtru celiņus. Par tumšajiem “plankumiem” uz tiem es runāšu nedaudz vēlāk:

Filtru optiskais mikrogrāfs ar noslēpumainiem plankumiem...

Un tagad neliels metodoloģiskais aspekts saistībā ar elektronu mikroskopiju. Tās pašas krāsas svītras, bet zem elektronu mikroskopa stara: krāsa ir pazudusi! Kā jau teicu iepriekš (piemēram, pašā pirmajā rakstā), elektronu staram ir pilnīgi “melnbalts” neatkarīgi no tā, vai tas mijiedarbojas ar krāsainu vielu vai nē.

Šķiet, ka tādas pašas svītras, bet bez krāsas...

Paskatīsimies uz otru pusi. Uz tā atrodas tranzistori:

Optiskajā mikroskopā - krāsainā...

Un elektronu mikroskops - melnbalts attēls!

Optiskā mikroskopā tas ir redzams nedaudz sliktāk, taču SEM ļauj redzēt katra apakšpikseļa malas - tas ir diezgan svarīgi, lai izdarītu nākamo secinājumu.

Tātad, kas ir šīs dīvainās tumšās zonas?! Ilgi domāju, lauzīju smadzenes, lasīju daudzus avotus (iespējams, vispieejamākais bija Wiki) un, starp citu, šī iemesla dēļ raksta iznākšanu aizkavēju ceturtdien, 23. februārī. Un pie šāda secinājuma es nonācu (iespējams, es kļūdos - izlabojiet mani!).

VA vai MVA tehnoloģija ir viena no vienkāršākajām, un es nedomāju, ka ķīnieši ir nākuši klajā ar kaut ko jaunu: katram apakšpikselim jābūt melnam. Tas ir, gaisma caur to neiziet (tiek dots darba un nestrādājoša displeja piemērs), ņemot vērā faktu, ka “normālā” stāvoklī (bez ārējas ietekmes) šķidrais kristāls ir nepareizi orientēts un nedod. "nepieciešamā" polarizācija, ir loģiski pieņemt, ka katram atsevišķam apakšpikselim ir sava LCD plēve.

Tādējādi viss panelis ir salikts no atsevišķiem mikro-LCD displejiem. Šeit organiski iederas piezīme par katra atsevišķa apakšpikseļa apmalēm. Man tas kļuva par sava veida negaidītu atklājumu tieši raksta gatavošanas laikā!

Es nožēloju, ka salauzu korejiešu telefona displeju: galu galā mums ir kaut kas jāparāda bērniem un tiem, kas ierodas mūsu fakultātē ekskursijā. Es nedomāju, ka tur bija kaut kas cits interesants, ko redzēt.

Tālāk, sevis izbaudīšanas labad es sniegšu piemēru pikseļu “organizēšanai” no diviem vadošajiem komunikatoru ražotājiem: HTC un Apple. iPhone 3 nesāpīgai operācijai uzdāvināja laipns cilvēks, un HTC Desire HD patiesībā ir mans:

HTC Desire HD displeja mikrofotogrāfijas

Neliela piezīme par HTC displeju: es īpaši neskatījos, bet vai šī svītra divu augšējo mikrofotogrāfiju vidū varētu būt daļa no tā paša kapacitatīvā sensora?!

iPhone 3 displeja mikrofotogrāfijas

Ja atmiņa mani neviļ, tad HTC ir superLCD displejs, savukārt iPhone 3 ir parasts LCD. Tā sauktais Retina displejs, tas ir, LCD, kurā abi šķidro kristālu pārslēgšanas kontakti atrodas vienā plaknē, In-Plane Switching - IPS, jau ir instalēts iPhone 4.

Ceru, ka drīzumā tiks publicēts raksts par tēmu dažādu displeja tehnoloģiju salīdzināšana ar 3DNews atbalstu. Pagaidām tikai gribu atzīmēt faktu, ka HTC displejs ir patiesi neparasts: kontakti atsevišķos apakšpikseļos ir novietoti nestandarta veidā - kaut kā augšā, atšķirībā no iPhone 3.

Un visbeidzot šajā sadaļā piebildīšu, ka viena apakšpikseļa izmēri ķīniešu telefonam ir 50x200 mikrometri, HTC ir 25x100 mikrometri un iPhone 15-20x70 mikrometri.

E-tinte no slavenā Ukrainas ražotāja

Sāksim, iespējams, ar banālām lietām - “pikseļiem”, vai drīzāk šūnām, kas ir atbildīgas par attēla veidošanu:

E-tintes displeja aktīvās matricas optiskais mikrogrāfs

Šādas šūnas izmērs ir aptuveni 125 mikrometri. Tā kā mēs skatāmies uz matricu caur stiklu, uz kura tā ir uzklāta, es lūdzu pievērst uzmanību dzeltenajam slānim “fonā” - tas ir zelta pārklājums, no kura mums vēlāk būs jāatbrīvojas.

Uz priekšu uz ambrazūru!

Horizontālo (pa kreisi) un vertikālo (labo) “ievadu” salīdzinājums

Cita starpā uz stikla pamatnes tika atklātas daudzas interesantas lietas. Piemēram, pozīcijas atzīmes un kontakti, kas acīmredzot ir paredzēti displeja testēšanai ražošanā:

Atzīmju un testa paliktņu optiskie mikrogrāfi

Protams, tas nenotiek bieži un parasti ir nelaimes gadījums, taču displeji dažreiz saplīst. Piemēram, šī tikko pamanāmā plaisa, kas ir mazāka par cilvēka matu biezumu, var uz visiem laikiem atņemt jums prieku lasīt savu iecienīto grāmatu par Foggy Albion smacīgajā Maskavas metro:

Ja displeji saplīst, tas nozīmē, ka kādam vajag... Man, piemēram!

Starp citu, šeit tas ir, manis pieminētais zelts - gluda šūnas “apakšējā daļa” augstas kvalitātes kontaktam ar tinti (vairāk par tiem zemāk). Mēs noņemam zeltu mehāniski, un rezultāts ir šāds:

Jums ir daudz prāta. Redzēsim, kā viņi izskatās! (ar)

Zem plānas zelta plēves ir paslēptas aktīvās matricas vadības komponentes, ja to tā var nosaukt.

Bet visinteresantākā lieta, protams, ir pati “tinte”:

Tintes SEM mikrogrāfs uz aktīvās matricas virsmas.

Protams, ir grūti atrast vismaz vienu iznīcinātu mikrokapsulu, kurā ieskatīties iekšā un redzēt “baltās” un “melnas” pigmenta daļiņas:

Elektroniskās "tintes" virsmas SEM mikrogrāfs

"Tintes" optiskais mikrogrāfs

Vai arī kaut kas vēl ir iekšā?!

Vai nu iznīcināta sfēra, vai arī izrauts no atbalsta polimēra

Atsevišķu bumbiņu izmērs, tas ir, daži E-Ink apakšpikseļa analogi, var būt tikai 20-30 mikroni, kas ir ievērojami mazāks par apakšpikseļu ģeometriskajiem izmēriem LCD displejos. Ja šāda kapsula var darboties uz pusi mazāka, tad uz labiem, kvalitatīviem E-Ink displejiem iegūtais attēls ir daudz patīkamāks nekā LCD.

Un desertā - video par to, kā zem mikroskopa darbojas E-Ink displeji.