Sekrety współczesnych monitorów LCD. Rodzaje kart wideo Z czego składa się ekran LCD?

Istnieją trzy główne opcje wdrażania kart graficznych:

    Karty rozszerzeń. Zakłada się w tym przypadku, że zastosowane zostaną osobne karty rozszerzeń z interfejsem PCI Express, AGP lub PCI. Zapewnia to najwyższą wydajność, dużą pojemność pamięci i obsługę największej liczby funkcji.

    Chipset ze zintegrowanym rdzeniem graficznym. Są to rozwiązania najtańsze, jednak ich wydajność jest bardzo niska, zwłaszcza przy uruchamianiu gier 3D i innych aplikacji intensywnie korzystających z grafiki. Zapewnia to również niższe rozdzielczości i częstotliwości odświeżania niż w przypadku korzystania z kart rozszerzeń. Najpopularniejsze zintegrowane chipsety można znaleźć w budżetowych modelach laptopów, a także w niektórych modelach średniej klasy;

    Procesor ze zintegrowanym rdzeniem graficznym (Intel).

Z reguły komputery stacjonarne korzystające z płyt głównych microATX, FlexATX, microBTX, PicoBTX lub MiniITX są wyposażone w rdzeń graficzny zintegrowany z chipsetem firmy Intel, VIA Technology, SiS itp.

Złącza karty graficznej

Karty wideo MDA, Hercules, CGA i EGA zostały wyposażone w 9-pinowe złącze D-Sub. Czasami obecne było również koncentryczne złącze Composite Video, umożliwiające przesyłanie czarno-białego obrazu do odbiornika telewizyjnego lub monitora wyposażonego w wejście wideo o niskiej częstotliwości.

Złącze analogowe D-Sub

Karty wideo VGA i nowsze zwykle miały tylko jedno złącze VGA (15-pinowe złącze D-Sub). Czasami wczesne wersje adapterów VGA miały również złącze poprzedniej generacji (9-pinowe) zapewniające kompatybilność ze starszymi monitorami. Wybór wyjścia roboczego został ustawiony za pomocą przełączników na karcie adaptera wideo.

DVI to stosunkowo nowy standardowy interfejs, najczęściej używany do cyfrowego wyjścia wideo. Port DVI występuje w dwóch wersjach. DVI-I zawiera również sygnały analogowe, które umożliwiają podłączenie monitora VGA za pośrednictwem adaptera D-SUB. DVI-D na to nie pozwala.

Złącze DVI (odmiany: DVI-I i DVI-D)

Ostatnio powszechny stał się nowy interfejs gospodarstwa domowego - interfejs multimedialny wysokiej rozdzielczości. Standard ten zapewnia jednoczesną transmisję informacji wizualnych i dźwiękowych za pomocą jednego kabla, przeznaczony jest dla telewizji i kina, ale użytkownicy komputerów PC mogą go również używać do przesyłania danych wideo za pomocą złącza HDMI. HDMI umożliwia przesyłanie zabezpieczonego przed kopiowaniem dźwięku i obrazu w formacie cyfrowym za pomocą jednego kabla; pierwsza wersja standardu opierała się na przepustowości 5 Gb/s, a HDMI 1.3 rozszerzyło ten limit do 10,2 Gb/s.

Złącze HDMI

DisplayPort to stosunkowo nowy cyfrowy interfejs wideo, którego pierwsza wersja została przyjęta przez VESA (Video Electronics Standards Association) wiosną 2006 roku. Definiuje nowy uniwersalny interfejs cyfrowy, wolny od licencji i opłat licencyjnych, przeznaczony do łączenia komputerów i monitorów, a także innego sprzętu multimedialnego.

Dispay Port umożliwia podłączenie aż czterech urządzeń, w tym głośników, koncentratorów USB i innych urządzeń wejścia/wyjścia. Obsługuje do czterech linii danych, z których każda może przesyłać 1,62 lub 2,7 gigabitów/s. Obsługuje tryby z głębią kolorów od 6 do 16 bitów na kanał koloru

Porty DVI i HDMI stanowią ewolucyjne etapy rozwoju standardu transmisji sygnału wideo, dlatego też do podłączenia urządzeń wyposażonych w tego typu porty można wykorzystać adaptery.

Karta graficzna może także obsługiwać wejścia i wyjścia kompozytowe oraz S-Video.

Złącze kompozytowe

Złącza S-Video 4 i 7 pinowe

Ryż. 28 – Zestaw złączy do karty graficznej Palit GeForce GTS 450 Sonic 1Gb DDR5 128bit PCI-E (2xDVI, 1 D-Sub, 1 miniHDMI)

Zwyczajowo rozróżnia się trzy stany skupienia: stały, ciekły i gazowy. Ale niektóre substancje organiczne po stopieniu w określonej fazie wykazują właściwości właściwe zarówno kryształom, jak i cieczom. Uzyskawszy płynność charakterystyczną dla cieczy, w tej fazie nie tracą one porządku cząsteczek charakterystycznego dla kryształów stałych. Fazę tę można z powodzeniem nazwać czwartym stanem agregacji. To prawda, że ​​\u200b\u200bnie powinniśmy zapominać, że mają go tylko niektóre substancje i tylko w określonym zakresie temperatur.

Przestrzenna orientacja cząsteczek ciekłokrystalicznych w tzw. pozycji spoczynkowej nazywana jest porządkiem ciekłokrystalicznym. Według klasyfikacji Friedela wyróżnia się trzy główne kategorie rzędu FA: smektyczny, nematyczny i cholesteryczny (ryc. 1).

Smektyczne LC są najbardziej uporządkowane i mają strukturę bliższą zwykłym stałym kryształom. Oprócz prostej wzajemnej orientacji cząsteczek, mają one także swój podział na płaszczyzny.

Kierunek preferowanej orientacji długich osi cząsteczek w ciekłych kryształach jest wskazywany przez wektor o jednostkowej długości, zwany reżyserem.

Głównym zainteresowaniem cieszą się materiały o porządku nematycznym, stosowane w nowoczesnych panelach ciekłokrystalicznych wszystkich typów (TN, IPS i VA). W nematyce stan normalny to położenie cząsteczek o uporządkowanej orientacji molekularnej w całej objętości, charakterystycznej dla kryształów, ale z chaotycznym położeniem ich środków ciężkości, charakterystycznym dla cieczy. Cząsteczki w nich są zorientowane stosunkowo równolegle i wzdłuż osi reżysera są przesunięte w różnych odległościach.

Ciekłe kryształy o cholesterycznym porządku w strukturze przypominają nematyki, podzielone na warstwy. Cząsteczki w każdej kolejnej warstwie są obracane względem poprzedniej o pewien mały kąt, a reżyser płynnie skręca się po spirali. Ta warstwowa natura, utworzona przez optyczną aktywność cząsteczek, jest główną cechą porządku cholesterycznego. Cholesteryki są czasami nazywane „skręconymi nematykami”.

Granica między porządkiem nematycznym i cholesterycznym jest w pewnym stopniu dowolna. Porządek cholesteryczny można uzyskać nie tylko z materiału cholesterycznego w czystej postaci, ale także poprzez dodanie do materiału nematycznego specjalnych dodatków zawierających cząsteczki chiralne (optycznie czynne). Takie cząsteczki zawierają asymetryczny atom węgla i w przeciwieństwie do cząsteczek nematycznych są lustrzanie asymetryczne.

Porządek w ciekłych kryształach jest wyznaczany przez siły międzycząsteczkowe, które tworzą elastyczność materiału LC. Tak, tutaj możemy mówić konkretnie o właściwościach elastycznych, chociaż ich charakter różni się od właściwości elastycznych zwykłych kryształów, ponieważ ciekłe kryształy nadal mają płynność. W stanie normalnym (lub podstawowym) cząsteczki mają tendencję do powrotu do swojej „pozycji spoczynkowej”, na przykład w materiale nematycznym do pozycji o tej samej orientacji reżyserskiej.

Elastyczność LC jest o kilka rzędów wielkości niższa niż elastyczność konwencjonalnych kryształów i zapewnia zupełnie wyjątkową możliwość kontrolowania ich położenia za pomocą wpływów zewnętrznych. Takim wpływem może być na przykład pole elektryczne.

Przyjrzyjmy się teraz bliżej, jak to pole może wpływać na orientację cząsteczek.

Weźmy próbkę składającą się z dwóch płytek szklanych, których przestrzeń wypełniona jest materiałem nematycznym. Odległość między górną i dolną płytą i odpowiednio grubość warstwy ciekłokrystalicznej wynosi kilka mikronów. Aby ustawić pożądaną orientację dyrektora cząsteczek w materiale, stosuje się specjalną obróbkę powierzchni podłoża. Aby to zrobić, na powierzchnię nakłada się cienką warstwę przezroczystego polimeru, po czym na powierzchni nadaje się relief poprzez specjalne pocieranie (tarcie) - najdrobniejsze rowki w jednym kierunku. Wydłużone cząsteczki kryształów w warstwie stykającej się bezpośrednio z powierzchnią są zorientowane wzdłuż reliefu. Siły międzycząsteczkowe zmuszają wszystkie inne cząsteczki do przyjęcia tej samej orientacji.

Uporządkowany układ cząsteczek ciekłych kryształów determinuje anizotropię niektórych ich właściwości fizycznych (przypomnę, że anizotropia to zależność właściwości ośrodka od kierunku w przestrzeni). Ciecze, ze względu na losowy układ cząsteczek, są izotropowe. Jednak ciekłe kryształy mają już anizotropię, która jest ważną cechą pozwalającą im wpływać na charakterystykę przechodzącego przez nie światła.

Anizotropia stałej dielektrycznej służy do kontrolowania położenia cząsteczek. Reprezentuje różnicę

Δε = ε || + ε ⊥ gdzie ε || stała dielektryczna w kierunku równoległym do wektora reżysera, ε ⊥ stała dielektryczna w kierunku prostopadłym do wektora reżysera. Wartość Δε może być dodatnia lub ujemna.

Weźmy próbkę składającą się z dwóch płytek szklanych oddalonych od siebie o kilka mikronów, wypełnionych materiałem nematycznym i uszczelnionych. Aby ustawić pożądaną orientację dyrektora cząsteczek w materiale, stosuje się specjalną obróbkę powierzchni podłoża, w tym celu na powierzchnię nakłada się cienką warstwę przezroczystego polimeru, po czym na powierzchnię zostaje naniesiony relief poprzez specjalne pocieranie - cienkie rowki w jednym kierunku. Wydłużone cząsteczki kryształów w warstwie stykającej się bezpośrednio z powierzchnią są zorientowane wzdłuż reliefu, a siły międzycząsteczkowe zmuszają wszystkie pozostałe cząsteczki do przyjęcia tej samej orientacji. Jeżeli w próbce wytworzy się pole elektryczne, energia ciekłych kryształów w tym polu będzie zależała od położenia cząsteczek względem kierunku pola. Jeśli położenie cząsteczek nie odpowiada minimalnej energii, będą one obracać się o odpowiedni kąt. W materiale o dodatniej stałej dielektrycznej (dodatnia anizotropia dielektryczna) cząsteczki będą miały tendencję do obracania się wzdłuż kierunku pola elektrycznego, w materiale o ujemnej anizotropii dielektrycznej – w poprzek kierunku pola. Kąt obrotu będzie odpowiednio zależał od przyłożonego napięcia.

Niech materiał w próbce ma dodatnią anizotropię dielektryczną, kierunek pola elektrycznego jest prostopadły do ​​początkowej orientacji cząsteczek (ryc. 2). Po przyłożeniu napięcia cząsteczki będą miały tendencję do obracania się wzdłuż pola. Ale początkowo są one zorientowane zgodnie z reliefem wewnętrznych powierzchni próbki, powstałym w wyniku pocierania, i są z nimi połączone dość znaczną adhezją. W konsekwencji, gdy zmieni się orientacja reżysera, pojawią się momenty w przeciwnym kierunku. Dopóki pole jest wystarczająco słabe, siły sprężyste utrzymują cząsteczki w stałym położeniu. Wraz ze wzrostem napięcia zaczynając od określonej wartości E ok, siły orientacyjne pola elektrycznego przekraczają siły sprężystości i zaczyna zachodzić rotacja cząsteczek. Ta reorientacja pod wpływem pola nazywa się przejściem Fredericksa. Przejście Fredericksa ma fundamentalne znaczenie dla organizacji sterowania ciekłokrystalicznego i na nim opiera się zasada działania wszystkich paneli LCD.

Tworzy się działający mechanizm:

  • z jednej strony pole elektryczne będzie wymuszać obrót cząsteczek ciekłego kryształu pod żądanym kątem (w zależności od wartości przyłożonego napięcia);
  • z drugiej strony siły sprężyste wywołane wiązaniami międzycząsteczkowymi będą miały tendencję do przywracania pierwotnej orientacji reżysera po zwolnieniu naprężenia.

Jeżeli początkowa orientacja reżysera i kierunki pola elektrycznego nie są ściśle prostopadłe, wówczas wartość pola progowego E ok maleje, dzięki czemu można wpływać na położenie cząsteczek znacznie mniejszym polem.

W tym miejscu będziemy musieli trochę odejść od ciekłych kryształów, aby wyjaśnić pojęcia „polaryzacja światła” i „płaszczyzna polaryzacji”, bez nich dalsze przedstawienie nie będzie możliwe.

Światło można przedstawić jako poprzeczną falę elektromagnetyczną, której składowa elektryczna i magnetyczna oscylują we wzajemnie prostopadłych płaszczyznach (ryc. 3).

Światło naturalne (zwane także naturalnie spolaryzowanym lub niespolaryzowanym) zawiera oscylacje wektorowe mi, jednakowo prawdopodobne we wszystkich kierunkach prostopadłych do wektora k(ryc. 4).

Światło częściowo spolaryzowane ma preferowany kierunek oscylacji wektora mi. Dla światła częściowo spolaryzowanego w polu fali świetlnej amplituda rzutu E w jednym z wzajemnie prostopadłych kierunków jest zawsze większa niż w drugim. Zależność pomiędzy tymi amplitudami określa stopień polaryzacji.

Światło spolaryzowane liniowo to światło, które ma jeden kierunek wektora mi dla wszystkich fal. Koncepcja światła spolaryzowanego liniowo jest abstrakcyjna. W praktyce, gdy mówimy o świetle spolaryzowanym liniowo, zwykle mamy na myśli światło częściowo spolaryzowane o wysokim stopniu polaryzacji.

Płaszczyzna, w której leży wektor mi i wektor kierunku fali k, nazywana jest płaszczyzną polaryzacji.

Wróćmy teraz do LCD.

Drugą najważniejszą właściwością fizyczną ciekłych kryształów, po anizotropii dielektrycznej, służącą do kontrolowania przepływu światła przez nie, jest anizotropia optyczna. Ciekłe kryształy mają różne wartości współczynnika załamania światła dla kierunku propagacji równoległego i prostopadłego do reżysera. Oznacza to, że prędkość propagacji wiązki światła równolegle lub prostopadle do reżysera będzie inna, przy wyższym współczynniku wiadomo, że jest niższa. Anizotropia optyczna lub anizotropia współczynnika załamania światła to różnica między dwoma współczynnikami:

Δ N= N|| + N⊥ Gdzie N|| współczynnik załamania światła dla płaszczyzny polaryzacji równoległej do reżysera; N⊥ współczynnik załamania światła dla płaszczyzny polaryzacji prostopadłej do reżysera.

Obecność w materiale dwóch różnych znaczeń N|| I N⊥ powoduje efekt dwójłomności. Kiedy światło uderza w materiał dwójłomny, taki jak nematyk, składowa pola elektrycznego fali świetlnej rozdziela się na dwie składowe wektorowe, wibrujące w osi szybkiej i wibrujące w osi wolnej. Składniki te nazywane są odpowiednio promieniami zwyczajnymi i nadzwyczajnymi. Kierunki polaryzacji promieni zwyczajnych i nadzwyczajnych są wzajemnie prostopadłe. A obecność w materiale osi „szybkiej” i „wolnej” wynika z tego, co wspomniano powyżej - różnych współczynników załamania promieni rozchodzących się odpowiednio równolegle lub prostopadle do kierunku reżysera.

Rysunek 5 przedstawia propagację fal wzdłuż osi „szybkiej” i „wolnej”. Należy podkreślić, że osią w tym przypadku nie jest stała linia prosta, ale kierunek płaszczyzny, w której oscyluje fala.

Ponieważ prędkości fazowe wiązek zwyczajnych i nadzwyczajnych są różne, różnica faz będzie się zmieniać wraz z propagacją fali. Zmiana różnicy faz tych składowych ortogonalnych powoduje zmianę kierunku polaryzacji fali świetlnej. Dla przejrzystości na rysunku suma składowych ortogonalnych jest reprezentowana przez wynikowy wektor E r. Można zauważyć, że w miarę rozchodzenia się fali kierunek wektora się zmienia E r. Zatem dodanie fal na wyjściu materiału dwójłomnego spowoduje wytworzenie fali o kierunku polaryzacji zmienionym w stosunku do pierwotnego.

Kąt obrotu płaszczyzny polaryzacji będzie zależał od orientacji cząsteczek w materiale.

Projekt panelu

Istnieje kilka technologii paneli LCD. Aby zilustrować projekt w tym przypadku, najczęściej pokazano TN (ryc. 6).

Wszystkie panele ciekłokrystaliczne do monitorów są transmisyjne - obraz w nich powstaje poprzez konwersję strumienia światła ze źródła znajdującego się za nim. Modulacja strumienia świetlnego odbywa się dzięki aktywności optycznej ciekłych kryształów (ich zdolności do obracania płaszczyzny polaryzacji przepuszczanego światła). Jest to realizowane w następujący sposób. Po przejściu przez pierwszy polaryzator światło z lamp podświetlających zostaje spolaryzowane liniowo. Następnie przechodzi przez warstwę ciekłych kryształów zawartych w przestrzeni pomiędzy dwiema szklankami. Położenie cząsteczek LC w każdej komórce panelu jest regulowane przez pole elektryczne wytwarzane przez przyłożenie napięcia do elektrod. Rotacja płaszczyzny polaryzacji przechodzącego światła zależy od położenia cząsteczek. Tym samym poprzez dostarczenie ogniwom wymaganej wartości napięcia kontrolowany jest obrót płaszczyzny polaryzacji.

Do dostarczenia napięcia do subpiksela wykorzystywane są pionowe (linia danych) i poziome (linia bramki) linie danych, które są metalowymi ścieżkami przewodzącymi osadzonymi na wewnętrznym (najbliżej modułu podświetlenia) szklanym podłożu. Pole elektryczne, jak już wspomniano, jest tworzone przez napięcie na elektrodach - ogólne i pikselowe. Stosowane napięcie jest zmienne, gdyż zastosowanie stałego napięcia powoduje oddziaływanie jonów z materiałem elektrody, zaburzenie uporządkowanego układu cząsteczek materiału LC i prowadzi do degradacji ogniw. Tranzystor cienkowarstwowy pełni rolę przełącznika, który zamyka się po wybraniu adresu żądanej komórki na linii skanowania, umożliwia „zapisanie” wymaganej wartości napięcia i ponownie otwiera się po zakończeniu cyklu skanowania, umożliwiając opłatę należy przechowywać przez określony czas. Ładowanie następuje z czasem T= Tf/N , Gdzie Tf czas wyświetlania klatki na ekranie (przykładowo przy częstotliwości odświeżania 60 Hz czas wyświetlania klatki wynosi 1 s / 60 = 16,7 ms), N liczba linii panelowych (na przykład 1024 dla paneli o fizycznej rozdzielczości 1280x1024). Jednak wrodzona pojemność materiału ciekłokrystalicznego nie jest wystarczająca do utrzymania ładunku w przerwie między cyklami odświeżania, co powinno prowadzić do spadku napięcia, a w rezultacie zmniejszenia kontrastu. Dlatego oprócz tranzystora każde ogniwo jest wyposażone w kondensator magazynujący, który jest również ładowany po włączeniu tranzystora i pomaga kompensować straty napięcia przed rozpoczęciem kolejnego cyklu skanowania.

Pionowe i poziome linie danych, za pomocą klejonych płaskich, elastycznych kabli, podłączane są do układów sterujących panelu - sterowników odpowiednio kolumnowych (sterownik źródłowy) i rzędowych (sterownik bramki), które przetwarzają sygnał cyfrowy pochodzący ze sterownika i generują napięcie odpowiadające otrzymanym danym dla każdej komórki.

Po warstwie ciekłych kryształów na wewnętrzną powierzchnię szklanego panelu nakładane są kolorowe filtry, które służą do formowania kolorowego obrazu. Stosuje się typową trójbarwną syntezę addytywną: kolory powstają w wyniku optycznego mieszania promieniowania trzech podstawowych barw (czerwonej, zielonej i niebieskiej). Komórka (piksel) składa się z trzech oddzielnych elementów (subpikseli), z których każdy jest powiązany z umieszczonym nad nią filtrem koloru czerwonego, zielonego lub niebieskiego; kombinacje 256 możliwych wartości tonów dla każdego subpiksela mogą wytworzyć do 16,77 miliona pikseli zabarwienie.

Struktura panelu (metalowe pionowe i poziome linie danych, cienkowarstwowe tranzystory) oraz obszary graniczne komórek, w których zaburzona jest orientacja molekularna, muszą być ukryte pod nieprzezroczystym materiałem, aby uniknąć niepożądanych efektów optycznych. Wykorzystuje się do tego tzw. czarną matrycę, która wyglądem przypomina cienką siateczkę wypełniającą szczeliny pomiędzy poszczególnymi filtrami barwnymi. Materiałem użytym na czarną matrycę jest chrom lub czarne żywice.

Ostatnią rolę w tworzeniu obrazu pełni drugi polaryzator, często nazywany analizatorem. Jego kierunek polaryzacji jest przesunięty względem pierwszego o 90 stopni. Aby wyobrazić sobie cel analizatora, możesz warunkowo usunąć go z powierzchni podłączonego panelu. W tym przypadku zobaczymy maksymalnie podświetlone wszystkie subpiksele, czyli równomierne białe wypełnienie ekranu, niezależnie od wyświetlanego na nim obrazu. Ponieważ światło uległo polaryzacji, a płaszczyzna jego polaryzacji jest obracana przez każdą komórkę inaczej, w zależności od przyłożonego do niej napięcia, dla naszych oczu jeszcze nic się nie zmieniło. Zadaniem analizatora jest precyzyjne odcięcie niezbędnych składowych fali, co pozwala zobaczyć na wyjściu wymagany wynik.

Porozmawiajmy teraz o tym, jak następuje odcięcie niezbędnych komponentów. Weźmy jako przykład polaryzator z pionowym kierunkiem polaryzacji, tj. przepuszczające fale zorientowane w płaszczyźnie pionowej.

Rysunek 7 przedstawia falę rozchodzącą się w płaszczyźnie leżącej pod pewnym kątem w stosunku do pionowego kierunku polaryzacji. Wektor pola elektrycznego fali padającej można rozłożyć na dwie wzajemnie prostopadłe składowe: równoległą do osi optycznej polaryzatora i prostopadłą do niej. Pierwsza składowa, równoległa do osi optycznej, przechodzi, druga (prostopadła) jest blokowana.

Stąd oczywiste są dwa skrajne stanowiska:

  • fala rozchodząca się w płaszczyźnie ściśle pionowej będzie transmitowana bez zmian;
  • fala rozchodząca się w płaszczyźnie poziomej zostanie zablokowana jako nie posiadająca składowej pionowej.

Te dwa skrajne położenia odpowiadają całkowicie otwartemu i całkowicie zamkniętemu położeniu ogniwa. Podsumujmy:

  • Aby możliwie całkowicie zablokować światło przechodzące przez komórkę (subpiksel), wymagane jest, aby płaszczyzna polaryzacji tego światła była prostopadła do płaszczyzny transmisji analizatora (kierunek polaryzacji);
  • Aby zapewnić maksymalną transmisję światła przez ogniwo, płaszczyzna jego polaryzacji musi pokrywać się z kierunkiem polaryzacji;
  • Płynnie regulując napięcie dostarczane do elektrod ogniwa, można kontrolować położenie cząsteczek ciekłego kryształu, a co za tym idzie, obrót płaszczyzny polaryzacji przepuszczanego światła. A tym samym zmienić ilość światła przepuszczanego przez komórkę.

Ponieważ kąt obrotu płaszczyzny polaryzacji zależy od drogi, jaką przebywa światło w warstwie ciekłokrystalicznej, warstwa ta musi mieć ściśle stałą grubość w całym panelu. Aby zachować jednakową odległość pomiędzy szybami (z nałożoną na nie całą konstrukcją), stosuje się specjalne przekładki.

Najprostszą opcją są tak zwane przekładki kulkowe. Są to przezroczyste kulki polimerowe lub szklane o ściśle określonej średnicy, nanoszone na wewnętrzną strukturę szkła metodą natrysku. W związku z tym są one rozmieszczone chaotycznie na całej powierzchni komórki, a ich obecność negatywnie wpływa na jej jednorodność, ponieważ element dystansujący służy jako środek wadliwego obszaru, a cząsteczki są nieprawidłowo zorientowane bezpośrednio obok niego.

Stosowana jest również inna technologia: przekładki kolumnowe (przekładka kolumnowa, przekładka foto, przekładka słupkowa). Przekładki takie umiejscowiono z fotograficzną precyzją pod czarną matrycą (ryc. 8). Korzyści płynące z tej technologii są oczywiste: zwiększony kontrast dzięki brakowi prześwitów światła w pobliżu przekładek, dokładniejsza kontrola równomierności szczeliny dzięki uporządkowanemu rozmieszczeniu przekładek, zwiększona sztywność panelu i brak fałd przy dociskaniu do powierzchni.

Panel TN, którego konstrukcję pokazano na rys. 6, jest najtańszym w produkcji, co decyduje o jego dominacji na rynku monitorów masowych. Oprócz tego istnieje kilka innych technologii, które różnią się lokalizacją, konfiguracją i materiałem elektrod, orientacją polaryzatorów, zastosowanymi mieszaninami LCD, początkową orientacją reżysera w materiale ciekłokrystalicznym itp. Zgodnie z początkową orientacją reżysera wszystkie istniejące technologie można podzielić na dwie grupy:

1. Orientacja planarna

Obejmuje to wszystkie technologie IPS (S-IPS, SA-SFT itp.), a także FFS (obecnie AFFS), opracowane i promowane przez Boe HyDis. Cząsteczki ułożone są poziomo, równolegle do podstawy podłoża, w kierunku określonym przez pocieranie, przy czym podłoże górne i dolne pociera się w tym samym kierunku. Wszystkie elektrody, zarówno pikselowe, jak i wspólne, znajdują się na tym samym szklanym podłożu panelu – wewnętrznej, wraz z liniami danych i tranzystorami. W technologiach IPS elektrody pikselowe i wspólne są rozmieszczone równolegle, naprzemiennie (ryc. 9). Linie pola przebiegają poziomo, ale pod pewnym kątem w stosunku do kierunku tarcia. Dlatego po przyłożeniu napięcia cząsteczki, które w tym przypadku mają dodatnią anizotropię dielektryczną i mają tendencję do ustawiania się w kierunku przyłożonego pola, obracają się w tej samej płaszczyźnie o kąt zależny od jego natężenia (pola). W przypadku FFS w tej konstrukcji wspólna elektroda znajduje się pod pikselem, napięcie przyłożone do elektrod generuje pole elektryczne, które ma składową poziomą i pionową. Jeżeli dla IPS w osiach współrzędnych pokazanych na ryc. 9 pole można scharakteryzować jako E y, wówczas dla FFS będą wyglądać odpowiednie wartości E y I Ez. Taki układ linii pola pozwala na zastosowanie materiałów LC zarówno z dodatnią, jak i ujemną anizotropią dielektryczną. Rotacja cząsteczek, podobnie jak w IPS, odbywa się w tej samej płaszczyźnie w kierunku poziomej składowej pola, jednak ze względu na mniejszą liczbę stref granicznych obraca się znacznie większa liczba cząsteczek, co pozwala na zawężenie szerokości czarnej siatki matrycowej i uzyskać wyższy współczynnik apertury panelu.

Jedną z głównych zalet technologii z planarną orientacją reżyserską jest niezwykle niewielkie przesunięcie kolorów palety przy zmianie kąta widzenia. Stabilność tę tłumaczy się konfiguracją spirali utworzonej przez cząsteczki materiału ciekłokrystalicznego pod wpływem pola, które w tym przypadku ma kształt symetryczny. Rysunek 9 przedstawia schematycznie położenie cząsteczek LC po przyłożeniu napięcia do elektrod; oczywiste jest, że maksymalny kąt obrotu osiągany jest w warstwach środkowych. Ta niejednorodność wynika z faktu, że jak już wspomniano, orientację cząsteczek w pożądanym kierunku, równolegle do podstawy podłoży, uzyskuje się poprzez wstępną obróbkę (wycieranie) ich powierzchni. Dlatego ruchliwość cząsteczek w warstwie bezpośrednio przylegającej do podłoża jest ograniczona przez topografię podłoża, a w kolejnych sąsiednich warstwach przez siły międzycząsteczkowe. W rezultacie pod wpływem pola cząsteczki tworzą spiralę przypominającą wstęgę, której końce są unieruchomione w jednej płaszczyźnie, a część środkowa jest obrócona. Istnieje koncepcja ścieżki optycznej, która zależy od współczynnika załamania ośrodka, w którym rozchodzi się wiązka, i wynikającego z tego przesunięcia fazowego w kierunku jej przemieszczania się. Promienie świetlne przechodzące przez warstwę ciekłych kryształów mają różną długość drogi optycznej w zależności od kąta transmisji. Symetryczny kształt spirali molekularnej pozwala uzyskać dla każdego poziomu szarości dokładny dodatek do długości ścieżki optycznej w jej górnej i dolnej połowie, czego konsekwencją jest niemal całkowity brak zależności wyświetlanych odcieni od kąta widzenia. Dzięki tej właściwości panele IPS są stosowane w zdecydowanej większości monitorów przeznaczonych do pracy z grafiką.

Kiedy przechodzi fala świetlna, kierunek obrotu powstałego wektora (patrz ryc. 5) częściowo powtarza kształt zagięcia spirali utworzonej przez cząsteczki. Dlatego obrót płaszczyzny polaryzacji podczas przejścia fali przez pierwszą część materiału LC następuje w jednym kierunku, a przez drugą w przeciwnym kierunku. Różne opóźnienie fazowe jednej ze składowych fali w zależności od przyłożonego napięcia powoduje, że kierunek wektora wynikowego E r na wyjściu z warstwy ciekłokrystalicznej różni się od oryginalnej, pozwala to na przejście pewnej części strumienia świetlnego przez analizator. Płaszczyzny przepuszczające światło polaryzatora i analizatora, podobnie jak we wszystkich innych technologiach, są przesunięte względem siebie o kąt 90 stopni.

Wszystkie obecnie produkowane odmiany (S-IPS, AFFS, SA-SFT) wykorzystują konstrukcję komórek z 2 domenami. W tym celu stosuje się elektrody w kształcie zygzaka, które powodują obrót cząsteczek w dwóch kierunkach. Początkowe wersje, oznaczone po prostu „IPS” i „FFS”, bez przedrostków „Super” i „Advanced”, były monodomenowe, dlatego miały przesunięcie kolorów i mniejsze kąty widzenia (ze spadku kontrastu ze 140/140 do 10: 1 dla pierwszego IPS).

Orientacja planarna zwykle obejmuje orientację skrętną (lub orientację skręconą). W tym przypadku wyrównanie cząsteczek wzdłuż podstawy podłoży uzyskuje się również poprzez wycieranie ich powierzchni, z tą różnicą, że kierunki wycierania podłoża górnego i dolnego są przesunięte względem siebie. W wyniku tego ułożenia w materiale nematycznym reżyser tworzy helisę przypominającą cholesteryczną, dla prawidłowego powstania helisy w mieszaninach LC stosuje się specjalne dodatki zawierające cząsteczki chiralne. Orientacja skrętu jest stosowana w najpowszechniej stosowanej technologii TN (lub TN+folia). Nie ma sensu tutaj opisywać i ilustrować konstrukcji TN, robiono to wielokrotnie w wielu materiałach o podobnej tematyce, można powiedzieć, że jest to powszechnie znane.

2. Orientacja homeotropowa

Do tej grupy należą MVA i PVA. Reżyser jest zorientowany prostopadle do podstawy podłoża szklanego, osiąga się to poprzez zastosowanie w powłoce podłoża środków powierzchniowo czynnych. Elektrody ogólne i pikselowe znajdują się na przeciwległych podłożach, pole jest zorientowane pionowo. Stosowane są tutaj materiały ciekłokrystaliczne o ujemnej anizotropii dielektrycznej, więc przyłożone napięcie powoduje obrót cząsteczek LC względem linii pola. MVA charakteryzuje się obecnością mikroskopijnych podłużnych występów (występów), które wstępnie przechylają cząsteczki na wierzchu lub na obu podłożach, tak że początkowe wyrównanie w pionie nie jest zakończone. Cząsteczki ułożone wzdłuż tych występów otrzymują niewielkie wstępne nachylenie, co umożliwia ustawienie dla każdego obszaru (domeny) komórki określonego kierunku, w którym cząsteczki będą się obracać pod wpływem pola. W PVA nie ma takich występów i przy braku napięcia reżyser jest zorientowany ściśle prostopadle do powierzchni, a piksel i wspólne elektrody są przesunięte względem siebie tak, że utworzone pole nie jest ściśle pionowe, ale zawiera składową nachyloną (ryc. 10).

Technologie zorientowane na dyrektora homeotropowego obejmują również ASV opracowany przez firmę Sharp. W obrębie subpiksela znajduje się kilka elektrod pikselowych w kształcie kwadratów o zaokrąglonych krawędziach. Podstawowe zasady są takie same: wspólna elektroda znajduje się na przeciwległym podłożu, cząsteczki są zorientowane pionowo przy braku pola i stosowane są materiały ciekłokrystaliczne o ujemnej anizotropii dielektrycznej. Wytworzone pole ma wyraźną składową skośną, a cząsteczki obracając się przeciwnie do kierunku pola, tworzą strukturę, w której kierunek reżysera przypomina kształtem parasolki wyśrodkowanej pośrodku elektrody pikselowej.

Istnieje również podział modułów LCD na typy w zależności od stanu ogniw w przypadku braku napięcia. Zwykle białe panele to te, w których przy zerowym napięciu na ogniwach są całkowicie otwarte, w związku z czym na ekranie odtwarzany jest biały kolor. Wszystkie panele wykonane w technologii TN standardowo mają kolor biały. Panele blokujące przepływ światła w przypadku braku napięcia klasyfikowane są jako normalnie czarne (zwykle czarne), wszystkie pozostałe technologie należą do tego typu.

Moduł podświetlenia

...oparte na świetlówkach

Tylko niewielka część początkowego strumienia światła z lamp podświetlających przechodzi przez korpus panelu (polaryzatory, elektrody, filtry kolorowe itp.), Nie więcej niż 3%. Dlatego też wewnętrzna jasność modułu podświetlenia musi być dość znaczna, gdyż stosowane lampy mają z reguły jasność przekraczającą 30 000 cd/m2.

Do oświetlenia stosowane są lampy fluorescencyjne CCFL z zimną katodą (bez żarników katodowych). Lampa CCFL to szczelna szklana rurka wypełniona gazem obojętnym z niewielką domieszką rtęci (ryc. 11). W tym przypadku katody są równymi elektrodami, ponieważ do zasilania wykorzystywany jest prąd przemienny. W porównaniu do lamp z żarową (gorącą) katodą, elektrody CCFL mają inną budowę i są większe. Temperatura pracy katody jest znacząco różna: 80-150 o C w porównaniu do około 900 o C dla lamp z gorącą katodą, przy podobnej temperaturze samej lampy - odpowiednio 30-75 o C i 40 o C. Napięcie robocze dla CCFL wynosi 600–900 V, napięcie początkowe 900–1600 V (liczby są dość dowolne, ponieważ zakres stosowanych lamp jest bardzo szeroki). Powstawanie światła następuje podczas jonizacji gazu, a warunkiem koniecznym jego wystąpienia w lampie z zimną katodą jest wysokie napięcie. Dlatego, aby uruchomić taką lampę, konieczne jest przyłożenie do elektrod napięcia znacznie wyższego niż napięcie robocze na kilkaset mikrosekund. Przyłożone wysokie napięcie przemienne powoduje jonizację gazu i przebicie szczeliny pomiędzy elektrodami, w wyniku czego następuje wyładowanie.

Podział szczeliny wyładowczej następuje z następujących powodów. W normalnych warunkach gaz wypełniający lampę jest dielektrykiem. Kiedy pojawia się pole elektryczne, niewielka liczba jonów i elektronów, zawsze obecnych w objętości gazu, zaczyna się poruszać. Jeśli do elektrod zostanie przyłożone wystarczająco wysokie napięcie, pole elektryczne nadaje jonom tak dużą prędkość, że gdy zderzają się z cząsteczkami neutralnymi, wybijane są z nich elektrony i tworzą się jony. W proces jonizacji wchodzą także nowo powstałe elektrony i jony, poruszając się pod wpływem pola, proces ten ma charakter lawinowy. Gdy jony zaczną otrzymywać energię wystarczającą do wybicia elektronów poprzez uderzenie w katodę, następuje samorozładowanie. W przeciwieństwie do lamp z gorącą katodą, w których wyładowanie ma charakter łukowy, w CCFL rodzajem wyładowania jest jarzenie.

Wyładowanie utrzymuje się dzięki tzw. spadkowi potencjału katody. Główna część spadku potencjału (napięcia) w wyładowaniu występuje w obszarze katody. Jony przechodząc przez tę szczelinę z dużą różnicą potencjałów uzyskują dużą energię kinetyczną, wystarczającą do wybicia elektronów z katody. Wybite elektrony, dzięki tej samej różnicy potencjałów, są przyspieszane z powrotem do wyładowania, tworząc tam nowe pary jonów i elektronów. Jony z tych par wracają do katody, są przyspieszane przez spadek napięcia między wyładowaniem a katodą i ponownie wybijają elektrony.

Energia prądu elektrycznego powoduje, że rtęć w lampie przechodzi ze stanu ciekłego w stan gazowy. Kiedy elektrony zderzają się z atomami rtęci, uwalniana jest energia w wyniku powrotu atomów ze stanu niestabilnego do stabilnego. W tym przypadku intensywne promieniowanie występuje w obszarze ultrafioletu, udział promieniowania ultrafioletowego wynosi około 60% całkowitego promieniowania.

Światło widzialne jest wytwarzane przez powłokę fosforową nałożoną na wewnętrzną powierzchnię szkła. Fotony ultrafioletowe uwalniane przez rtęć pobudzają atomy powłoki fosforowej, zwiększając poziom energii elektronów. Kiedy elektrony powracają do pierwotnego poziomu energii, atomy w powłoce wytwarzają energię w postaci fotonów światła widzialnego. Fosfor jest najważniejszym składnikiem lampy, od niego zależy charakterystyka widma emisyjnego. Widmo CCFL jest wyjątkowo nierówne i zawiera wyraźne wąskie piki. Nawet zastosowanie wielowarstwowej powłoki fosforowej (kosztem maksymalnej jasności) nie pozwala „wyprzedzić” monitorów CRT pod względem gamy kolorów. Dlatego przy produkcji panelu, aby uzyskać akceptowalną gamę kolorów, konieczne jest również dokładne dobranie filtrów barwnych, których pasma przepustowe muszą jak najbliżej odpowiadać szczytom widma emisyjnego lamp.

Maksymalną gamę kolorów można w idealnym przypadku zapewnić poprzez połączenie monochromatycznych źródeł kolorów podstawowych i wysokiej jakości filtrów kolorów. Tzw. laserowe diody LED mogą pełnić rolę „quasi-monochromatycznych” źródeł światła, jednak technologia produkcji nie zapewnia jeszcze opłacalności ich stosowania w modułach podświetlających. Dlatego w chwili obecnej najlepszą gamę barw można uzyskać dzięki modułom podświetlenia opartym na pakietach LED RGB (patrz niżej).

Aby wygenerować napięcie kilkuset woltów wymagane do działania lampy, stosuje się specjalne konwertery i falowniki. Jasność CCFL można regulować na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest zmiana prądu rozładowania w lampie. Wartość prądu rozładowania wynosi 3-8 mA, znaczna część lamp ma jeszcze węższy zakres. Przy niższym prądzie pogarsza się równomierność świecenia, przy wyższym prądzie żywotność lampy jest znacznie zmniejszona. Wadą tej metody regulacji jest to, że pozwala ona na zmianę jasności w bardzo małym zakresie, podczas gdy nie da się jej znacząco zmniejszyć. Dlatego monitory z tą regulacją podczas pracy w warunkach słabego oświetlenia otoczenia często okazują się zbyt jasne, nawet przy zerowej jasności. W przypadku drugiej metody generowana jest modulacja szerokości impulsu (PWM) napięcia zasilającego lampę (kontrola szerokości, czyli czasu trwania impulsu; zmiana szerokości pojedynczego impulsu reguluje średni poziom napięcia). Wady tej metody są czasami przypisywane pojawianiu się migotania lampy, gdy PWM jest realizowane przy niskiej częstotliwości 200 Hz i niższej, ale w rzeczywistości regulacja za pomocą PWM jest najbardziej rozsądnym podejściem, ponieważ pozwala na zmianę jasności w ciągu szeroki zasięg.

Aby równomiernie rozprowadzić światło lamp, zastosowano system światłowodów, dyfuzorów i pryzmatów. Istnieje wiele opcji organizacji rozsyłu światła, jeden z nich pokazano na ryc. 12.

Najczęściej spotykane są rozwiązania z lampami umieszczonymi w górnej i dolnej części panelu, takie ustawienie może znacznie zmniejszyć całkowitą grubość produktu. W modułach 17 i 19 cali z reguły instalowane są cztery lampy: dwie u góry i dwie u dołu. W końcowej części obudowy takich paneli znajdują się specjalne otwory technologiczne, dzięki czemu nie ma konieczności demontażu obudowy w celu wyjęcia lamp (rys. 13-b). Lampy o takim układzie są często łączone w bloki składające się z dwóch części (ryc. 13-a).

Inną opcją jest rozmieszczenie lamp na całej powierzchni tylnej strony modułu (rys. 13-c) rozwiązanie to stosowane jest w panelach wielolampowych z ośmioma lub większą liczbą lamp, a także przy zastosowaniu w kształcie litery U CCFL.

Minimalna żywotność lamp producentów paneli jest obecnie podawana zwykle od czterdziestu do pięćdziesięciu tysięcy godzin (żywotność definiuje się jako czas, w którym jasność lamp spada o 50%).

...oparte na diodach LED

Oprócz świetlówek jako źródło światła można zastosować także diody elektroluminescencyjne (LED). Moduły podświetlenia oparte na diodach LED budowane są albo na „białych” diodach LED, albo na pakietach diod LED w kolorze podstawowym (LED-RGB).

Największą gamę barw zapewniają pakiety RGB-LED. Faktem jest, że „biała” dioda LED to niebieska dioda LED z żółtą powłoką fosforową lub ultrafioletowa dioda LED z kombinacją „czerwonej”, „zielonej” i „niebieskiej” powłoki fosforowej. Widmo „białych” diod LED nie jest wolne od wszystkich wad widma świetlówek. Dodatkowo w odróżnieniu od „białych” diod LED, pakiet RGB-LED umożliwia szybką regulację temperatury barwowej podświetlenia poprzez osobne sterowanie intensywnością świecenia każdej grupy diod LED o barwach podstawowych.

W efekcie osiągane są dwa cele:

  • gama kolorów jest rozszerzona dzięki bardziej idealnemu spektrum podświetlenia,
  • rozszerzono możliwości kalibracji kolorów: do standardowej metody opartej na tabelach konwersji współrzędnych kolorów dla pikseli obrazu dodano możliwość regulacji balansu kolorów podświetlenia.

Duże nachylenie charakterystyki prądowo-napięciowej diod LED nie pozwala na płynną regulację jasności promieniowania w szerokich zakresach. Ponieważ jednak urządzenie pozwala na pracę w trybie impulsowym, w praktyce najczęściej stosuje się metodę modulacji szerokości impulsu do regulacji jasności diod LED (a także świetlówek).

Oleg Miedwiediew, Maksym Proskurnya

LCD(Wyświetlacz ciekłokrystaliczny) lub LCD Telewizor (ciekłokrystaliczny), jak się je popularnie nazywa, to telewizor z wyświetlaczem LCD i podświetleniem lampki. Płynny kryształ, oznacza, że ​​sam wyświetlacz (monitor) jest wykonany na tej podstawie ciekłe kryształy

LCD TFT(angielski: Thin film tranzystor) – rodzaj wyświetlacza ciekłokrystalicznego wykorzystującego aktywną matrycę sterowaną tranzystory cienkowarstwowe. Wzmacniacz dla każdego subpiksela (elementu matrycy) służy do zwiększenia szybkości, kontrastu i przejrzystości wyświetlanego obrazu

  • Trochę historii:

    • Ciekłe kryształy zostały po raz pierwszy odkryte przez austriackiego botanika Reinitzera V 1888 g., ale tylko w 1930 -naukowcy z brytyjskiej korporacji Marconiego otrzymały patent na ich przemysłowe zastosowanie, jednak słabość bazy technologicznej nie pozwalała wówczas na aktywny rozwój tej dziedziny.

    Naukowcy dokonali pierwszego prawdziwego przełomu Fergesona I Williamsa od amerykańskiej korporacji RCA. Jeden z nich stworzył czujnik termiczny oparty na ciekłych kryształach, wykorzystując ich selektywny efekt odbicia, drugi badał wpływ pola elektrycznego na kryształy nematyczne. I tak na koniec 1966 miasto, korporacja RCA zademonstrował prototyp monitora LCD - zegar cyfrowy. Pierwszy na świecie kalkulator - CS10A został wyprodukowany w 1964 Korporacja Ostry czyli w październiku 1975 roku wypuścił na rynek pierwszy kompaktowy zegarek cyfrowy z wyświetlaczem LCD. Niestety nie udało mi się znaleźć żadnych zdjęć, ale wielu pamięta ten zegarek i kalkulator

    W drugiej połowie lat 70. rozpoczęło się przechodzenie od ośmiosegmentowych wskaźników LCD do produkcji matryc z adresowaniem (możliwością sterowania) każdym punktem. Więc w 1976 rok, firma Ostry wypuściła na rynek czarno-biały telewizor o przekątnej ekranu 5,5 cala, oparty na matrycy LCD o rozdzielczości 160x120 pikseli.

    Kolejny etap rozwoju technologii LCD rozpoczął się w latach 80-tych, kiedy zaczęto używać urządzeń Elementy STN ze zwiększonym kontrastem. Następnie zastąpiono je strukturami wielowarstwowymi, które eliminują błędy przy odtwarzaniu kolorowych obrazów. Mniej więcej w tym samym czasie pojawiły się aktywne matryce oparte na technologii a-Si TFT. Prototyp pierwszego monitora a-Si TFT LCD powstał w 1982 korporacje Sanyo, Toshiby I Armata cóż, w tamtym czasie uwielbialiśmy bawić się takimi zabawkami z wyświetlaczem LCD

    Teraz wyświetlacze LCD niemal całkowicie wyparły z rynku telewizory CRT, oferując kupującemu dowolny rozmiar: od przenośnych i małych „kuchni” po ogromne, o przekątnych przekraczających metr. Rozpiętość cenowa również jest bardzo szeroka i pozwala każdemu wybrać telewizor według swoich potrzeb i możliwości finansowych.

    Konstrukcja obwodów telewizorów LCD jest znacznie bardziej złożona niż w przypadku prostych telewizorów CRT: miniaturowe części, płytki wielowarstwowe, drogie jednostki... Dla zainteresowanych telewizor z panelem LCD bez tylnej obudowy i po zdjęciu specjalnego ekrany ochronne, możesz zobaczyć inne sekcje obwodu, ale lepiej tego nie robić, zostaw to mistrzom

  • Konstrukcja i zasada działania:

    • Stanowisko wyświetlacz LCD(LCD) opiera się na tym zjawisku polaryzacja strumienia świetlnego. Wiadomo, że tzw kryształy polaroidu są w stanie przepuszczać tylko tę składową światła, której wektor indukcji elektromagnetycznej leży w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny optycznej polaroidu. Przez pozostałą część strumienia świetlnego Polaroid będzie nieprzezroczysty. Efekt ten nazywa się polaryzacja światła.

    Całkiem proste, wyobraź sobie „światło” w postaci małych okrągłych kulek, jeśli umieścisz na swojej drodze siatkę z podłużnymi nacięciami (polaryzator), to po niej z „kulek” pozostaną tylko płaskie „naleśniki” (światło spolaryzowane). Teraz, jeśli druga siatka ma takie same podłużne nacięcia, naleśniki będą mogły się przez nią „prześlizgiwać” i „świecić” dalej, ale jeśli druga siatka ma pionowe szczeliny, to poziome lekkie „naleśniki” nie będą mogły przejść przez to i „utknąć”

    Kiedy badano substancje ciekłe, których długie cząsteczki są wrażliwe na pola elektrostatyczne i elektromagnetyczne i są zdolne do polaryzacji światła, stało się możliwe kontrolowanie polaryzacji. Te bezpostaciowe substancje nazwano ciekłe kryształy

    Strukturalnie wyświetlacz składa się z matryce LCD(płytka szklana, pomiędzy warstwami których znajdują się ciekłe kryształy), źródła światła do oświetlenia, uprząż kontaktowa i kadrowanie ( mieszkania), zwykle z tworzywa sztucznego, z metalową ramą o sztywności.

    Każdy piksel Matryca LCD składa się z warstwa cząsteczek pomiedzy dwa przezroczyste elektrody, i dwa filtry polaryzacyjne, których płaszczyzny polaryzacji są (zwykle) prostopadłe. W przypadku braku ciekłych kryształów światło przepuszczane przez pierwszy filtr jest prawie całkowicie blokowane przez drugi.

    Powierzchnia elektrod stykających się z ciekłymi kryształami jest specjalnie poddawana obróbce, aby początkowo zorientować cząsteczki w jednym kierunku. W matrycy TN kierunki te są wzajemnie prostopadłe, zatem cząsteczki przy braku napięcia układają się w strukturę helikalną. Struktura ta załamuje światło w taki sposób, że płaszczyzna jego polaryzacji obraca się przed drugim filtrem i światło przechodzi przez niego bez strat. Oprócz pochłaniania przez pierwszy filtr połowy światła niespolaryzowanego, ogniwo można uznać za przezroczyste, choć poziom strat jest znaczny.

    Jeśli do elektrod zostanie przyłożone napięcie, cząsteczki mają tendencję do ustawiania się w kierunku pola elektrycznego, co zniekształca strukturę śruby. W tym przypadku siły sprężystości przeciwdziałają temu, a po wyłączeniu napięcia cząsteczki wracają do pierwotnej pozycji. Przy wystarczającym natężeniu pola prawie wszystkie cząsteczki stają się równoległe, co prowadzi do nieprzezroczystej struktury, której stopień przezroczystości można kontrolować zmieniając przyłożone napięcie.

    Źródłem światła (podświetlenie matrycy LCD) jest lampy fluorescencyjne z zimną katodą(nazywa się je tak, ponieważ katoda emitująca elektrony (elektroda ujemna) wewnątrz lampy nie musi być podgrzewana powyżej temperatury otoczenia, aby lampa zaświeciła.) Tak mogłaby wyglądać lampa do telewizora LCD, na prawym zdjęciu widać „zespół lampy w działaniu” do telewizora z dużym przekątnej wyświetlaczem LCD:

    Same lampy (biały jasny blask) znajdują się w specjalnym miejscu zaciski do ciała, za nimi - reflektor, aby zmniejszyć straty strumienia świetlnego. Aby matryca LCD świeciła równomiernie (a nie paskowała, bo lampy są zamontowane) należy zadbać o dyfuzor, który równomiernie rozprowadza strumień świetlny na całej swojej powierzchni. Niestety i w tym miejscu następuje znaczny spadek „jasności” lamp.

    Nowoczesne matryce LCD mają w miarę dobry kąt widzenia (około 160 stopni) bez utraty jakości obrazu (kolorów, jasności), najbardziej nieprzyjemną rzeczą, jaką można na nich zobaczyć, są te wadliwe piksele, jednak biorąc pod uwagę, że ich rozmiar jest bardzo mały, jeden lub dwa takie „wypalone” piksele nie będą zbytnio przeszkadzać w oglądaniu filmów i programów, ale na ekranie monitora może to już być dość nieprzyjemne

  • Zalety i wady:

    • W porównaniu do telewizorów CRT panele LCD charakteryzują się doskonałą ostrością i wyrazistością, nie ma błędów zbieżności ani naruszeń geometrii obrazu, ekran nigdy nie migocze, są lżejsze i zajmują mniej miejsca.Wadą jest słaba (w porównaniu do CRT) jasność i kontrast, matryca nie jest tak trwała jak ekran kineskopu, zestaw cyfrowych hamulców i usterek przy sygnale analogowym lub słabym, a także słaba obróbka materiału źródłowego

    „Sercem” każdego monitora ciekłokrystalicznego jest matryca LCD (Liquid Cristall Display). Panel LCD to złożona konstrukcja wielowarstwowa. Uproszczony schemat kolorowego panelu TFT LCD pokazano na rys. 2.

    Zasada działania każdego ekranu ciekłokrystalicznego opiera się na właściwości ciekłych kryształów do zmiany (obracania) płaszczyzny polaryzacji przechodzącego przez nie światła proporcjonalnie do przyłożonego do nich napięcia. Jeżeli na drodze spolaryzowanego światła przechodzącego przez ciekłe kryształy umieścimy filtr polaryzacyjny (polaryzator), to zmieniając napięcie przyłożone do ciekłych kryształów, można kontrolować ilość światła przepuszczanego przez filtr polaryzacyjny. Jeżeli kąt pomiędzy płaszczyznami polaryzacji światła przechodzącego przez ciekłe kryształy a filtrem światła wynosi 0 stopni, to światło przejdzie przez polaryzator bez strat (maksymalna przezroczystość), jeśli wynosi 90 stopni, wówczas filtr światła przepuszczają minimalną ilość światła (minimalna przezroczystość).

    Ryc.1. Monitor LCD. Zasada działania technologii LCD.

    Tym samym, stosując ciekłe kryształy, możliwe jest wytwarzanie elementów optycznych o zmiennym stopniu przezroczystości. W tym przypadku poziom przepuszczalności światła takiego elementu zależy od przyłożonego do niego napięcia. Każdy ekran LCD monitora komputera, laptopa, tabletu czy telewizora zawiera od kilkuset tysięcy do kilku milionów tych komórek o wielkości ułamków milimetra. Łączone są w matrycę LCD i za ich pomocą możemy formować obraz na powierzchni ekranu ciekłokrystalicznego.
    Ciekłe kryształy odkryto pod koniec XIX wieku. Pierwsze oparte na nich urządzenia wyświetlające pojawiły się jednak dopiero pod koniec lat 60. XX wieku. Pierwsze próby zastosowania ekranów LCD w komputerach podejmowano już w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku. Pierwsze monitory ciekłokrystaliczne były monochromatyczne i miały znacznie gorszą jakość obrazu w porównaniu z wyświetlaczami kineskopowymi (CRT). Głównymi wadami pierwszych generacji monitorów LCD były:

    • - niska wydajność i bezwładność obrazu;
    • - „ogony” i „cienie” na obrazie z elementów obrazu;
    • - słaba rozdzielczość obrazu;
    • - obraz czarno-biały lub kolorowy o małej głębi kolorów;
    • - i tak dalej.

    Postęp nie zatrzymał się jednak i z biegiem czasu opracowano nowe materiały i technologie w produkcji monitorów ciekłokrystalicznych. Postęp w technologii mikroelektroniki i rozwój nowych substancji o właściwościach ciekłokrystalicznych znacznie poprawiły wydajność monitorów LCD.

    Konstrukcja i działanie matrycy TFT LCD.

    Jednym z głównych osiągnięć było wynalezienie technologii matrycy LCD TFT - matrycy ciekłokrystalicznej z tranzystorami cienkowarstwowymi (Thin Film Transistors). Monitory TFT radykalnie zwiększyły prędkość pikseli, zwiększyły głębię kolorów obrazu i udało się pozbyć „ogonów” i „cieni”.
    Konstrukcję panelu wykonanego w technologii TFT pokazano na rys. 2

    Ryc.2. Schemat struktury matrycy TFT LCD.
    Pełnokolorowy obraz na matrycy LCD tworzony jest z pojedynczych punktów (pikseli), z których każdy składa się zazwyczaj z trzech elementów (subpikseli) odpowiedzialnych za jasność każdego z głównych składników koloru – najczęściej czerwonego (R), zielony (G) i niebieski (B) - RGB. System wideo monitora w sposób ciągły skanuje wszystkie subpiksele matrycy, rejestrując poziom naładowania kondensatorów pamięci proporcjonalny do jasności każdego subpiksela. Tranzystory cienkowarstwowe (TFT) – tak naprawdę nazywa się matryca TFT) łączą kondensatory magazynujące z szyną danych w momencie zapisywania informacji do danego subpiksela i przełączają kondensator magazynujący w tryb oszczędzania ładowania tryb przez resztę czasu.
    Napięcie zgromadzone w kondensatorze pamięci matrycy TFT oddziałuje na ciekłe kryształy danego subpiksela, obracając płaszczyznę polaryzacji przechodzącego przez nie światła od podświetlenia o kąt proporcjonalny do tego napięcia. Po przejściu przez komórkę z ciekłymi kryształami światło trafia do matrycowego filtra światła, na którym dla każdego subpiksela tworzony jest filtr światła jednego z kolorów podstawowych (RGB). Schemat względnego położenia punktów o różnych kolorach jest inny dla każdego typu panelu LCD, ale to osobny temat. Następnie wygenerowany strumień światła barw podstawowych trafia do zewnętrznego filtra polaryzacyjnego, którego przepuszczalność światła zależy od kąta polaryzacji padającej na niego fali świetlnej. Filtr polaryzacyjny jest przezroczysty dla fal świetlnych, których płaszczyzna polaryzacji jest równoległa do jego własnej płaszczyzny polaryzacji. Wraz ze wzrostem tego kąta filtr polaryzacyjny zaczyna przepuszczać coraz mniej światła, aż do maksymalnego tłumienia przy kącie 90 stopni. W idealnym przypadku filtr polaryzacyjny nie powinien przepuszczać światła spolaryzowanego prostopadle do jego własnej płaszczyzny polaryzacji, ale w prawdziwym życiu niewielka część światła przechodzi. Dlatego wszystkie wyświetlacze LCD mają niewystarczającą głębię czerni, co jest szczególnie widoczne przy wysokich poziomach jasności podświetlenia.
    W rezultacie w wyświetlaczu LCD strumień światła z niektórych subpikseli przechodzi przez filtr polaryzacyjny bez strat, z innych subpikseli jest w pewnym stopniu tłumiony, a z niektórych subpikseli jest prawie całkowicie pochłaniany. Zatem dostosowując poziom każdego koloru podstawowego w poszczególnych subpikselach, można uzyskać z nich piksel o dowolnym odcieniu koloru. Z wielu kolorowych pikseli utwórz pełnoekranowy kolorowy obraz.
    Monitor LCD umożliwił dokonanie istotnego przełomu w technologii komputerowej, czyniąc ją dostępną dla dużej liczby osób. Co więcej, bez ekranu LCD nie byłoby możliwe tworzenie komputerów przenośnych, takich jak laptopy i netbooki, tablety i telefony komórkowe. Czy jednak w przypadku wyświetlaczy ciekłokrystalicznych wszystko jest takie różowe?

    Oprócz sprawdzonej technologii LCD+TFT (tranzystory cienkowarstwowe) aktywnie promowana jest technologia organicznych diod elektroluminescencyjnych OLED+TFT, czyli AMOLED – aktywna matryca OLED. Główna różnica między tymi ostatnimi polega na tym, że rolę polaryzatora, warstwy LCD i filtrów świetlnych pełnią organiczne diody LED o trzech kolorach.

    Zasadniczo są to cząsteczki, które są w stanie emitować światło podczas przepływu prądu elektrycznego i w zależności od wielkości przepływającego prądu zmieniać intensywność koloru, podobnie jak ma to miejsce w przypadku konwencjonalnych diod LED. Usuwając polaryzatory i wyświetlacz LCD z panelu, możemy potencjalnie uczynić go cieńszym, a co najważniejsze, elastycznym!

    Jakie są rodzaje paneli dotykowych?
    Ponieważ czujniki są obecnie częściej stosowane w wyświetlaczach LCD i OLED, myślę, że rozsądne byłoby od razu o nich porozmawiać.

    Podano bardzo szczegółowy opis ekranów dotykowych lub paneli dotykowych (źródło kiedyś żyło, ale z jakiegoś powodu zniknęło), więc nie będę opisywał wszystkich typów paneli dotykowych, skupię się tylko na dwóch głównych: rezystancyjnym i pojemnościowym.

    Zacznijmy od czujnika rezystancyjnego. Składa się z 4 głównych elementów: panelu szklanego (1), będącego nośnikiem całego panelu dotykowego, dwóch przezroczystych membran polimerowych z powłoką rezystancyjną (2, 4), warstwy mikroizolatorów (3) oddzielających te membrany, oraz 4, 5 lub 8 przewodów, które odpowiadają za „czytanie” dotyku.


    Schemat czujnika rezystancyjnego

    Gdy naciśniemy taki czujnik z określoną siłą, membrany zetkną się, obwód elektryczny zostanie zamknięty, jak pokazano na poniższym rysunku, zostanie zmierzony opór, który następnie zostanie przeliczony na współrzędne:


    Zasada obliczania współrzędnych dla 4-przewodowego wyświetlacza rezystancyjnego ()

    Wszystko jest niezwykle proste.

    Należy pamiętać o dwóch rzeczach: a) czujniki rezystancyjne w wielu chińskich telefonach nie są wysokiej jakości, może to wynikać właśnie z nierównej odległości między membranami lub kiepskiej jakości mikroizolatorów, czyli „mózgu” telefonu nie może odpowiednio przeliczyć zmierzonych rezystancji na współrzędne; b) taki czujnik wymaga dociśnięcia, dociśnięcia jednej membrany do drugiej.

    Czujniki pojemnościowe różnią się nieco od czujników rezystancyjnych. Warto od razu wspomnieć, że będziemy mówić wyłącznie o czujnikach projekcyjno-pojemnościowych, które są obecnie stosowane w iPhonie i innych urządzeniach przenośnych.

    Zasada działania takiego ekranu dotykowego jest dość prosta. Wewnątrz ekranu nanoszona jest siatka elektrod, a strona zewnętrzna jest pokryta na przykład ITO, złożonym tlenkiem indu i cyny. Kiedy dotykamy szkła, nasz palec formuje z takiej elektrody mały kondensator, a elektronika przetwarzająca mierzy pojemność tego kondensatora (dostarcza impuls prądowy i mierzy napięcie).

    W związku z tym czujnik pojemnościowy reaguje tylko na mocny dotyk i tylko na przedmioty przewodzące, czyli taki ekran będzie działał co drugi raz po dotknięciu paznokciem, a także ręką zamoczoną w acetonie lub odwodnioną. Być może główną przewagą tego ekranu dotykowego nad rezystancyjnym jest możliwość wykonania dość mocnej podstawy – zwłaszcza mocnego szkła, takiego jak Gorilla Glass.


    Schemat działania powierzchniowego czujnika pojemnościowego()

    Jak działa wyświetlacz E-Ink?
    Być może E-Ink jest znacznie prostszy w porównaniu do LCD. Po raz kolejny mamy do czynienia z aktywną matrycą odpowiedzialną za powstawanie obrazu, ale nie ma tu śladów kryształów LCD ani lamp podświetlających, zamiast tego są stożki z dwoma rodzajami cząstek: ujemnie naładowanymi czarnymi i dodatnio naładowanymi białymi. Obraz powstaje poprzez zastosowanie pewnej różnicy potencjałów i redystrybucję cząstek wewnątrz takich mikrostożków, co wyraźnie widać na poniższym rysunku:


    Powyżej schemat działania wyświetlacza E-Ink, poniżej realne mikrofotografie takiego działającego wyświetlacza ()

    Jeśli to komuś nie wystarczy, zasadę działania papieru elektronicznego pokazuje ten film:

    Oprócz technologii E-Ink istnieje technologia SiPix, w której występuje tylko jeden rodzaj cząstek, a samo „wypełnienie” jest czarne:


    Schemat działania wyświetlacza SiPix ()

    Tych, którzy poważnie chcą zapoznać się z „magnetycznym” papierem elektronicznym, proszę przejść tutaj, był kiedyś świetny artykuł w Perst.

    Część praktyczna

    Chinaphone vs koreański smartfon (czujnik rezystancyjny)
    Po „ostrożnym” wyjęciu śrubokrętem pozostałej płytki i wyświetlacza z chińskiego telefonu, z wielkim zdziwieniem znalazłem na płycie głównej telefonu wzmiankę o jednym znanym koreańskim producencie:


    Samsung i chiński telefon to jedno!

    Zdemontowałem ekran ostrożnie i ostrożnie - tak, aby wszystkie polaryzatory pozostały nienaruszone, więc po prostu nie mogłem powstrzymać się od zabawy nimi i działającym starszym bratem rozcinanego obiektu i wspominam warsztat optyki:


    Tak działają 2 filtry polaryzacyjne: w jednym położeniu strumień światła praktycznie przez nie nie przechodzi, po obróceniu o 90 stopni przechodzi całkowicie

    Należy pamiętać, że całe oświetlenie opiera się na zaledwie czterech maleńkich diodach LED (myślę, że ich łączna moc to nie więcej niż 1 W).

    Potem długo szukałem czujnika, szczerze wierząc, że będzie to dość grube gniazdo. Okazało się zupełnie odwrotnie. Zarówno w telefonach chińskich, jak i koreańskich sensor składa się z kilku arkuszy plastiku, które bardzo dobrze i szczelnie są przyklejone do szkła zewnętrznego panelu:


    Po lewej stronie znajduje się chiński czujnik telefonu, po prawej koreański czujnik telefonu

    Czujnik rezystancyjny chińskiego telefonu wykonany jest według schematu „im prościej, tym lepiej”, w przeciwieństwie do jego droższego odpowiednika z Korei Południowej. Jeśli się mylę, poprawcie mnie w komentarzach, ale po lewej stronie na zdjęciu jest typowy czujnik 4-pinowy, a po prawej czujnik 8-pinowy.

    Chiński wyświetlacz LCD telefonu
    Ponieważ wyświetlacz chińskiego telefonu był nadal zepsuty, a koreańskiego tylko nieznacznie, postaram się opowiedzieć o wyświetlaczu LCD na przykładzie pierwszego. Ale na razie nie będziemy tego rozbijać całkowicie, ale spójrzmy pod mikroskopem optycznym:


    Mikrofotografia optyczna poziomych linii wyświetlacza LCD chińskiego telefonu. Zdjęcie u góry po lewej stronie nieco oszukuje naszą wizję z powodu „niewłaściwych” kolorów: biały, cienki pasek to kontakt.

    Jeden przewód zasila jednocześnie dwie linie pikseli, a odsprzęganie między nimi odbywa się za pomocą zupełnie nietypowego „elektrycznego robaczka” (zdjęcie dolne, prawe). Za całym tym obwodem elektrycznym znajdują się ścieżki filtrów, pomalowane na odpowiednie kolory: czerwony (R), zielony (G) i niebieski (B).

    Na przeciwległym końcu matrycy w stosunku do miejsca zamocowania kabla znajdziemy podobne zestawienie kolorów, numery ścieżek i te same przełączniki (jeśli ktoś mógłby wyjaśnić w komentarzach jak to działa, byłoby bardzo fajnie! ):


    Pokoje-pokoje-pokoje...

    Tak wygląda działający wyświetlacz LCD pod mikroskopem:

    To wszystko, teraz już tego piękna nie zobaczymy, zmiażdżyłem je w dosłownym tego słowa znaczeniu i po lekkim cierpieniu „rozłupałem” jeden taki okruszek na dwa osobne kawałki szkła, które stanowią główną część z wyświetlacza...

    Teraz możesz przyjrzeć się poszczególnym ścieżkom filtrów. O ciemnych „plamach” na nich opowiem nieco później:


    Mikrofotografia optyczna filtrów z tajemniczymi plamkami...

    A teraz mały aspekt metodologiczny dotyczący mikroskopii elektronowej. Te same kolorowe paski, ale pod wiązką mikroskopu elektronowego: kolor zniknął! Jak powiedziałem wcześniej (na przykład w pierwszym artykule), dla wiązki elektronów jest całkowicie „czarno-białe” niezależnie od tego, czy oddziałuje ona z kolorową substancją, czy nie.


    Niby te same paski, tylko bez koloru...

    Przyjrzyjmy się drugiej stronie. Znajdują się na nim tranzystory:


    W mikroskopie optycznym - w kolorze...


    I mikroskop elektronowy - obraz czarno-biały!

    Nieco gorzej widać to w mikroskopie optycznym, ale SEM pozwala zobaczyć obwódkę każdego subpiksela - jest to dość istotne dla następującego wniosku.

    Czym więc są te dziwne ciemne obszary?! Długo myślałem, głowiłem się, czytałem wiele źródeł (być może najbardziej dostępną była Wiki) i swoją drogą opóźniłem publikację artykułu na czwartek, 23 lutego. I do takiego wniosku doszedłem (być może się mylę – poprawcie mnie!).

    Technologia VA lub MVA jest jedną z najprostszych i nie sądzę, żeby Chińczycy wymyślili coś nowego: każdy subpiksel musi być czarny. Oznacza to, że światło przez niego nie przechodzi (podano przykład działającego i niedziałającego wyświetlacza), biorąc pod uwagę fakt, że w „normalnym” stanie (bez wpływu zewnętrznego) ciekły kryształ jest źle zorientowany i nie daje przy „koniecznej” polaryzacji logiczne jest założenie, że każdy oddzielny subpiksel ma swoją własną folię LCD.

    W ten sposób cały panel jest złożony z pojedynczych wyświetlaczy mikro-LCD. Notatka o obramowaniu poszczególnych subpikseli wpasowuje się tu organicznie. Dla mnie stało się to swego rodzaju nieoczekiwanym odkryciem już w trakcie przygotowywania artykułu!

    Żałowałem, że zepsułem wyświetlacz koreańskiego telefonu: w końcu trzeba coś pokazać dzieciom i tym, którzy przyjeżdżają do naszego wydziału na wycieczkę. Myślę, że nie było nic innego ciekawego do zobaczenia.

    Dalej, dla pobłażania, podam przykład „organizacji” pikseli dwóch wiodących producentów komunikatorów: HTC i Apple. iPhone 3 został podarowany do bezbolesnej operacji przez życzliwą osobę, a HTC Desire HD jest właściwie mój:


    Mikrofotografie wyświetlacza HTC Desire HD

    Mała uwaga na temat wyświetlacza HTC: nie patrzyłem specjalnie, ale czy ten pasek na środku dwóch górnych mikrofotografii może być częścią tego samego czujnika pojemnościowego?!


    Mikrofotografie wyświetlacza iPhone'a 3

    Jeśli mnie pamięć nie myli, to HTC ma wyświetlacz superLCD, natomiast iPhone 3 ma zwykły LCD. Tak zwany wyświetlacz Retina, czyli wyświetlacz LCD, w którym oba styki do przełączania ciekłokrystalicznego leżą w tej samej płaszczyźnie, In-Plane Switching – IPS, jest już zainstalowany w iPhonie 4.

    Mam nadzieję, że wkrótce ukaże się artykuł na temat porównywania różnych technologii wyświetlania przy wsparciu 3DNews. Na razie chcę tylko zwrócić uwagę na fakt, że wyświetlacz HTC jest naprawdę nietypowy: styki na poszczególnych subpikselach umieszczono w niestandardowy sposób – niejako na górze, inaczej niż w iPhonie 3.

    I na koniec w tej sekcji dodam, że wymiary jednego subpiksela dla chińskiego telefonu to 50 na 200 mikrometrów, HTC to 25 na 100 mikrometrów, a iPhone'a 15-20 na 70 mikrometrów.

    E-Ink znanego ukraińskiego producenta
    Zacznijmy może od rzeczy banalnych - „pikseli”, a raczej komórek odpowiedzialnych za tworzenie obrazu:


    Mikrofotografia optyczna aktywnej matrycy wyświetlacza E-Ink

    Rozmiar takiej komórki wynosi około 125 mikrometrów. Ponieważ na matrycę patrzymy przez szkło, na które jest nałożona, proszę zwrócić uwagę na żółtą warstwę w „tle” – to złocenie, którego później będziemy musieli się pozbyć.


    Naprzód do strzelnicy!


    Porównanie „wejść” poziomych (po lewej) i pionowych (po prawej)

    Na szklanym podłożu odkryto między innymi wiele ciekawych rzeczy. Na przykład znaki pozycyjne i styki, które najwyraźniej są przeznaczone do testowania wyświetlacza w produkcji:


    Mikrografie optyczne znaków i pól testowych

    Oczywiście nie zdarza się to często i zwykle jest wypadkiem, ale wyświetlacze czasami się psują. Na przykład to ledwo zauważalne pęknięcie, o grubości mniejszej niż ludzki włos, może na zawsze pozbawić Cię radości z czytania ulubionej książki o Mglistym Albionie w dusznym moskiewskim metrze:


    Jeśli wyświetlacze się zepsują, to znaczy, że ktoś tego potrzebuje... Na przykład ja!

    Swoją drogą to jest to złoto, o którym wspomniałem - gładka powierzchnia „na dole” ogniwa zapewniająca wysokiej jakości kontakt z tuszem (więcej o nich poniżej). Usuwamy złoto mechanicznie i oto efekt:


    Masz mnóstwo odwagi. Zobaczmy, jak wyglądają! (Z)

    Pod cienką złotą powłoką ukryte są elementy sterujące aktywnej matrycy, jeśli można to tak nazwać.

    Ale najciekawszą rzeczą jest oczywiście sam „atrament”:


    Mikrofotografia SEM atramentu na powierzchni aktywnej matrycy.

    Oczywiście trudno jest znaleźć chociaż jedną zniszczoną mikrokapsułkę, aby zajrzeć do środka i zobaczyć cząsteczki „białego” i „czarnego” pigmentu:

    Mikrofotografia SEM powierzchni „atramentu” elektronicznego


    Mikrofotografia optyczna „atramentu”

    A może coś jeszcze jest w środku?!


    Albo zniszczona kula, albo wyrwana z polimeru nośnego

    Rozmiar poszczególnych kulek, czyli odpowiednik subpiksela w E-Inku, może wynosić zaledwie 20-30 mikronów, czyli znacznie mniej niż wymiary geometryczne subpikseli w wyświetlaczach LCD. Zakładając, że taka kapsuła może pracować przy połowie jej wielkości, obraz uzyskany na dobrych, wysokiej jakości wyświetlaczach E-Ink jest znacznie przyjemniejszy niż na LCD.

    A na deser - film o tym, jak wyświetlacze E-Ink działają pod mikroskopem.