Modern LCD monitörlerin sırları. Video bağdaştırıcısı türleri LCD ekran nelerden oluşur?

Grafik kartlarını uygulamak için üç ana seçenek vardır:

    Genişleme kartları. Bu durumda PCI Express, AGP veya PCI arayüzlü ayrı genişletme kartlarının kullanılacağı varsayılmaktadır. Bu, en yüksek performansı, geniş bellek kapasitesini ve en fazla sayıda işlevin desteklenmesini sağlar.

    Entegre grafik çekirdeğine sahip yonga seti. Bunlar en uygun fiyatlı çözümlerdir ancak performansları özellikle 3D oyunlar ve diğer yoğun grafik uygulamaları çalıştırırken çok düşüktür. Bu aynı zamanda genişletme kartlarını kullanmaya göre daha düşük çözünürlük ve yenileme hızları sağlar. En yaygın entegre yonga setleri, bütçeye uygun dizüstü bilgisayar modellerinin yanı sıra bazı orta sınıf modellerinde de bulunur;

    Entegre grafik çekirdeğine sahip işlemci (Intel).

Kural olarak, microATX, FlexATX, microBTX, PicoBTX veya MiniITX anakartlarını kullanan masaüstü bilgisayarlar, Intel, VIA Technology, SiS vb. tarafından üretilen yonga setine entegre edilmiş bir grafik çekirdeği ile donatılmıştır.

Video kartı konnektörleri

MDA, Hercules, CGA ve EGA video adaptörleri 9 pinli bir D-Sub konektörüyle donatılmıştı. Bazen, siyah beyaz bir görüntünün düşük frekanslı bir video girişi ile donatılmış bir televizyon alıcısına veya monitöre gönderilmesine olanak tanıyan koaksiyel bir Kompozit Video konektörü de mevcuttu.

Analog D-Sub konektörü

VGA ve sonraki video bağdaştırıcılarında genellikle yalnızca bir VGA konektörü (15 pinli D-Sub) vardı. Bazen, VGA adaptörlerinin ilk sürümlerinde eski monitörlerle uyumluluk için önceki nesil bir konektör (9 pinli) de bulunurdu. Çalışma çıkışı seçimi, video bağdaştırıcı kartındaki anahtarlar tarafından belirlendi.

DVI, dijital video çıkışı için en yaygın olarak kullanılan nispeten yeni bir standart arayüzdür. DVI bağlantı noktası iki çeşittir. DVI-I ayrıca bir D-SUB adaptörü aracılığıyla bir VGA monitörü bağlamanıza olanak tanıyan analog sinyaller de içerir. DVI-D buna izin vermez.

DVI konektörü (varyasyonlar: DVI-I ve DVI-D)

Son zamanlarda yeni bir ev arayüzü yaygınlaştı - Yüksek Tanımlı Multimedya Arayüzü. Bu standart, görsel ve işitsel bilgilerin tek bir kablo üzerinden eşzamanlı iletimini sağlar, televizyon ve sinema için tasarlanmıştır, ancak PC kullanıcıları bunu bir HDMI konektörü kullanarak video verilerinin çıkışı için de kullanabilirler. HDMI, kopya korumalı ses ve videoyu dijital formatta tek bir kablo üzerinden aktarmanıza olanak tanır; standardın ilk sürümü 5 Gb/s bant genişliğine dayanıyordu ve HDMI 1.3 bu sınırı 10,2 Gb/s'ye genişletti.

HDMI konektörü

DisplayPort, ilk sürümü 2006 baharında VESA (Video Elektronik Standartları Birliği) tarafından benimsenen nispeten yeni bir dijital video arayüzüdür. Bilgisayarları, monitörleri ve diğer multimedya ekipmanlarını bağlamak için tasarlanmış, lisanssız ve telifsiz yeni bir evrensel dijital arayüzü tanımlar.

Dispay Bağlantı Noktası, hoparlörler, USB hub'ları ve diğer giriş/çıkış aygıtları dahil olmak üzere dört adede kadar aygıt bağlamanıza olanak tanır. Her biri 1,62 veya 2,7 gigabit/s iletebilen dört adede kadar veri hattını destekler. Renk kanalı başına 6 ila 16 bit renk derinliğine sahip modları destekler

DVI ve HDMI bağlantı noktaları, video sinyali iletim standardının geliştirilmesinde evrimsel aşamalardır; dolayısıyla, bu tür bağlantı noktalarına sahip cihazları bağlamak için adaptörler kullanılabilir.

Video kartı aynı zamanda kompozit ve S-Video giriş ve çıkışlarını da barındırabilir.

Kompozit konnektör

S-Video konnektörleri 4 ve 7 pin

Pirinç. 28 – Palit GeForce GTS 450 Sonic 1Gb DDR5 128bit PCI-E ekran kartı için konnektör seti (2xDVI, 1 D-Sub, 1 miniHDMI)

Maddenin üç durumunu ayırt etmek gelenekseldir: katı, sıvı ve gaz. Ancak bazı organik maddeler belirli bir fazda eritildiğinde hem kristallere hem de sıvılara özgü özellikler sergiler. Sıvıların akışkanlık özelliğini kazanarak, bu aşamada katı kristallere özgü moleküllerin sırasını kaybetmezler. Bu aşamaya toplamanın dördüncü durumu denilebilir. Doğru, yalnızca bazı maddelerin buna sahip olduğunu ve yalnızca belirli bir sıcaklık aralığında olduğunu unutmamalıyız.

Sıvı kristal moleküllerinin dinlenme pozisyonu adı verilen konumdaki uzaysal yönelimine sıvı kristal düzeni denir. Friedel'in sınıflandırmasına göre FA takımının üç ana kategorisi vardır: smektik, nematik ve kolesterik (Şekil 1).

Smektik LC'ler en düzenli olanlardır ve yapı olarak sıradan katı kristallere daha yakındırlar. Moleküllerin basit karşılıklı yönelimine ek olarak, düzlemlere bölünmeleri de vardır.

Sıvı kristallerdeki moleküllerin uzun eksenlerinin tercihli yöneliminin yönü, yönetici adı verilen birim uzunluktaki bir vektörle gösterilir.

Ana ilgi alanı nematik düzene sahip malzemelerdir; bunlar her türden modern sıvı kristal panellerde (TN, IPS ve VA) kullanılır. Nematikte normal durum, kristallerin özelliği olan hacim boyunca düzenli bir moleküler yönelime sahip, ancak sıvıların özelliği olan ağırlık merkezlerinin kaotik bir konumu olan moleküllerin konumudur. İçlerindeki moleküller nispeten paralel olarak yönlendirilir ve direktör ekseni boyunca farklı mesafelerde kaydırılırlar.

Yapısında kolesterik düzene sahip sıvı kristaller, katmanlara bölünmüş nematiklere benzer. Sonraki her katmandaki moleküller, bir öncekine göre belirli bir küçük açıyla döndürülür ve yönetmen, bir spiral şeklinde düzgün bir şekilde bükülür. Moleküllerin optik aktiviteleriyle oluşan bu katmanlı yapı, kolesterik düzenin temel özelliğidir. Kolesteriklere bazen "bükülmüş nematikler" denir.

Nematik ve kolesterik sıralar arasındaki sınır biraz keyfidir. Kolesterik düzen, saf haliyle kolesterik malzemeden elde edilebildiği gibi, nematik malzemeye kiral (optik olarak aktif) moleküller içeren özel katkı maddelerinin eklenmesiyle de elde edilebilmektedir. Bu tür moleküller asimetrik bir karbon atomu içerir ve nematik moleküllerin aksine ayna asimetriktir.

Sıvı kristallerdeki düzen, LC malzemesinin elastikiyetini oluşturan moleküller arası kuvvetler tarafından belirlenir. Evet, burada özellikle elastik özelliklerden bahsedebiliriz, ancak bunların doğası sıradan kristallerin elastik özelliklerinden farklı olsa da, sıvı kristaller hala akışkanlığa sahiptir. Normal (veya temel) durumda, moleküller "dinlenme konumlarına", örneğin nematik bir malzemede aynı yön oryantasyonuna sahip bir konuma dönme eğilimindedir.

LC'lerin esnekliği, geleneksel kristallerin esnekliğinden birkaç kat daha düşüktür ve dış etkileri kullanarak konumlarını kontrol etmek için tamamen benzersiz bir fırsat sağlar. Böyle bir etki örneğin bir elektrik alanı olabilir.

Şimdi bu alanın moleküllerin yönelimini nasıl etkileyebileceğine daha yakından bakalım.

Arasındaki boşluk nematik malzeme ile doldurulmuş iki cam plakadan oluşan bir örnek alalım. Üst ve alt plakalar arasındaki mesafe ve buna bağlı olarak sıvı kristal tabakanın kalınlığı birkaç mikrondur. Malzemedeki moleküllerin yönlendiricisinin istenen yönelimini ayarlamak için alt tabakanın yüzeyine özel işlem uygulanır. Bunu yapmak için, yüzeye ince bir şeffaf polimer tabakası uygulanır, ardından özel sürtünme (ovma) - tek yönde en ince oluklar - ile yüzeye bir rahatlama verilir. Yüzeyle doğrudan temas halinde olan katmandaki uzun kristal moleküller, kabartma boyunca yönlendirilir. Moleküller arası kuvvetler diğer tüm molekülleri aynı yönelime girmeye zorlar.

Sıvı kristal moleküllerin düzenli düzeni, bazı fiziksel özelliklerinin anizotropisini belirler (anizotropinin, bir ortamın özelliklerinin uzaydaki yöne bağımlılığı olduğunu size hatırlatmama izin verin). Sıvılar, moleküllerin rastgele dizilişi nedeniyle izotropiktir. Ancak sıvı kristaller zaten anizotropiye sahiptir; bu, içlerinden geçen ışığın özelliklerini etkilemelerine olanak tanıyan önemli bir niteliktir.

Dielektrik sabitinin anizotropisi moleküllerin konumunu kontrol etmek için kullanılır. Farkı temsil ediyor

Δε = ε || + ε ⊥ burada ε || direktör vektörüne paralel yönde dielektrik sabiti, ε ⊥ direktör vektörüne dik yönde dielektrik sabiti. Δε değeri pozitif ya da negatif olabilir.

Plakalar arasında birkaç mikron mesafe bulunan, nematik malzeme ile doldurulmuş ve kapatılmış iki cam plakadan oluşan bir numune alalım. Malzemedeki moleküllerin yönlendiricisinin istenen yönelimini ayarlamak için, alt tabakanın yüzeyine özel bir işlem uygulanır; bunun için yüzeye ince bir şeffaf polimer tabakası uygulanır ve ardından yüzeye bir rahatlama verilir. özel sürtünme ile - tek yönde ince oluklar. Yüzeyle doğrudan temas halinde olan katmandaki kristallerin uzun molekülleri kabartma boyunca yönlendirilir ve moleküller arası kuvvetler diğer tüm molekülleri aynı yönelimi almaya zorlar. Numunede bir elektrik alanı oluşturulursa, bu alandaki sıvı kristallerin enerjisi, moleküllerin alanın yönüne göre konumuna bağlı olacaktır. Moleküllerin konumu minimum enerjiye uymuyorsa uygun açıyla döneceklerdir. Pozitif dielektrik sabiti (pozitif dielektrik anizotropi) olan bir malzemede, moleküller elektrik alanının yönü boyunca, negatif dielektrik anizotropisi olan bir malzemede alanın yönü boyunca dönme eğiliminde olacaktır. Dönme açısı buna göre uygulanan gerilime bağlı olacaktır.

Numunedeki malzemenin pozitif dielektrik anizotropiye sahip olmasına izin verin, elektrik alanının yönü moleküllerin başlangıç ​​yönüne dik olsun (Şekil 2). Gerilim uygulandığında moleküller alan boyunca dönme eğiliminde olacaktır. Ancak başlangıçta numunenin iç yüzeylerinin sürtünmeyle oluşturulan kabartmasına göre yönlendirilirler ve bunlara oldukça önemli bir yapışma ile bağlanırlar. Sonuç olarak, yönetmen yönü değiştiğinde ters yönde torklar ortaya çıkacaktır. Alan yeterince zayıf olduğu sürece elastik kuvvetler molekülleri sabit bir pozisyonda tutar. Gerilim arttıkça belli bir değerden başlayarak E c elektrik alanının yönsel kuvvetleri elastik kuvvetleri aşar ve moleküllerin dönüşü oluşmaya başlar. Alanın etkisi altındaki bu yeniden yönelime Fredericks geçişi denir. Fredericks geçişi, sıvı kristal kontrolünün organizasyonu için temeldir; tüm LCD panellerin çalışma prensibi buna dayanmaktadır.

Çalışabilir bir mekanizma oluşturulur:

  • bir yandan, elektrik alanı sıvı kristal moleküllerini istenen açıya dönmeye zorlayacaktır (uygulanan voltajın değerine bağlı olarak);
  • Öte yandan, moleküller arası bağların neden olduğu elastik kuvvetler, stres ortadan kalktığında yönlendiricinin orijinal yönelimine dönme eğiliminde olacaktır.

Yönetmenin başlangıçtaki yönelimi ve elektrik alanının yönleri tam olarak dik değilse, eşik alan değeri E c azalır ve moleküllerin konumunu çok daha küçük bir alanla etkilemeyi mümkün kılar.

Bu noktada “ışığın polarizasyonu” ve “polarizasyon düzlemi” kavramlarını açıklamak için sıvı kristallerden biraz uzaklaşmamız gerekecek; bunlar olmadan daha ileri bir sunum imkansız olacaktır.

Işık, elektrik ve manyetik bileşenleri karşılıklı dik düzlemlerde salınan enine bir elektromanyetik dalga olarak temsil edilebilir (Şekil 3).

Doğal ışık (doğal olarak polarize edilmiş veya polarize edilmemiş olarak da adlandırılır) vektör salınımları içerir e, vektöre dik tüm yönlerde eşit derecede olasıdır k(Şekil 4).

Kısmen polarize ışığın vektör salınımının tercihli yönü vardır e. Bir ışık dalgası alanındaki kısmen polarize ışık için, E projeksiyonunun karşılıklı dik yönlerden birine genliği her zaman diğerinden daha büyüktür. Bu genlikler arasındaki ilişki polarizasyon derecesini belirler.

Doğrusal polarize ışık, tek bir vektör yönüne sahip ışıktır e tüm dalgalar için. Doğrusal polarize ışık kavramı soyuttur. Uygulamada, doğrusal polarize ışıktan bahsettiğimizde, genellikle yüksek derecede polarizasyona sahip, kısmen polarize olmuş ışığı kastediyoruz.

Vektörün bulunduğu düzlem e ve dalga yönü vektörü k, polarizasyon düzlemi olarak adlandırılır.

Şimdi LCD'ye dönelim.

Sıvı kristallerin dielektrik anizotropiden sonra içlerindeki ışık akışını kontrol etmek için kullanılan ikinci en önemli fiziksel özelliği optik anizotropidir. Sıvı kristaller, yönetmene paralel ve dik yayılma yönü için ışığın kırılma indisinin farklı değerlerine sahiptir. Yani, ışık ışınının yönetmene paralel veya dik yayılma hızı farklı olacaktır; katsayı ne kadar yüksek olursa, o kadar düşük olduğu bilinmektedir. Optik anizotropi veya kırılma indisi anizotropisi, iki katsayı arasındaki farktır:

Δ N= N|| + N⊥ Nerede N|| direkte paralel polarizasyon düzlemi için kırılma indisi; N⊥ Yöne dik polarizasyon düzlemi için kırılma indisi.

Malzemede iki farklı anlamın bulunması N|| Ve N⊥ çift kırılma etkisine neden olur. Işık, nematik gibi çift kırılımlı bir malzemeye çarptığında, ışık dalgasının elektrik alanı bileşeni, hızlı eksende titreşen ve yavaş eksende titreşen iki vektör bileşenine ayrılır. Bu bileşenlere sırasıyla sıradan ve olağanüstü ışınlar adı verilmektedir. Sıradan ve olağanüstü ışınların polarizasyon yönleri karşılıklı olarak diktir. Ve malzemede "hızlı" ve "yavaş" eksenlerin varlığı yukarıda belirtilenlerden kaynaklanmaktadır - sırasıyla yönetmenin yönüne paralel veya dik olarak yayılan ışınlar için farklı kırılma indisleri.

Şekil 5, dalgaların "hızlı" ve "yavaş" eksenler boyunca yayılmasını göstermektedir. Bu durumda eksenin sabit bir düz çizgi değil, dalganın salındığı düzlemin yönü olduğu vurgulanmalıdır.

Sıradan ve sıra dışı ışınların faz hızları farklı olduğundan dalga ilerledikçe faz farklılıkları da değişecektir. Bu ortogonal bileşenlerin faz farkının değiştirilmesi, ışık dalgasının polarizasyon yönünde bir değişikliğe neden olur. Şekilde, açıklık sağlamak amacıyla, ortogonal bileşenlerin toplamı sonuç vektörü ile temsil edilmektedir. E r. Dalga ilerledikçe vektörün yönünün döndüğü görülebilir. E r. Böylece, çift kırılımlı bir malzemenin çıkışına dalgaların eklenmesi, orijinaline göre polarizasyon yönü değişen bir dalga üretecektir.

Polarizasyon düzleminin dönme açısı, malzemedeki moleküllerin yönelimine bağlı olacaktır.

Panel tasarımı

Birkaç LCD panel teknolojisi vardır. Bu durumda tasarımı göstermek için TN en yaygın olanı olarak gösterilmektedir (Şekil 6).

Monitörler için tüm sıvı kristal paneller geçirgendir - içlerindeki görüntü, arkasında bulunan bir kaynaktan gelen ışık akısının dönüştürülmesiyle oluşturulur. Işık akısının modülasyonu, sıvı kristallerin optik aktivitesi (iletilen ışığın polarizasyon düzlemini döndürme yetenekleri) nedeniyle gerçekleştirilir. Bu şu şekilde uygulanır. İlk polarizörden geçerken arka ışık lambalarından gelen ışık doğrusal olarak polarize olur. Daha sonra iki cam arasındaki boşlukta bulunan bir sıvı kristal tabakasını takip eder. LC moleküllerinin panelin her bir hücresindeki konumu, elektrotlara voltaj uygulanarak oluşturulan elektrik alanı tarafından düzenlenir. İletilen ışığın polarizasyon düzleminin dönüşü moleküllerin konumuna bağlıdır. Böylece hücrelere gerekli voltaj değeri sağlanarak polarizasyon düzleminin dönüşü kontrol edilir.

Alt piksele voltaj iletmek için, dahili (arka ışık modülüne en yakın) cam alt tabaka üzerinde biriken metal iletken izler olan dikey (veri hattı) ve yatay (geçit hattı) veri hatları kullanılır. Elektrik alanı, daha önce de belirtildiği gibi, genel ve piksel elektrotları üzerindeki voltaj tarafından oluşturulur. Sabit bir voltajın kullanılması iyonların elektrot malzemesi ile etkileşimine neden olduğundan, LC malzemesinin moleküllerinin düzenli düzeninin bozulmasına ve hücre bozulmasına yol açtığından, kullanılan voltaj değişkendir. İnce film transistör, tarama hattında gerekli hücrenin adresi seçildiğinde kapanan, gerekli voltaj değerinin “yazılmasına” olanak sağlayan ve tarama çevrimi sonunda tekrar açılan bir anahtar görevi görür. belirli bir süre için ücretin alıkonulması gerekmektedir. Şarj işlemi zamanla gerçekleşir T= TF/N , Nerede TF ekranda kare görüntülenme süresi (örneğin 60 Hz yenileme hızıyla kare görüntülenme süresi 1 s / 60 = 16,7 ms), N panel hattı sayısı (örneğin, 1280x1024 fiziksel çözünürlüğe sahip paneller için 1024). Bununla birlikte, sıvı kristal malzemenin doğal kapasitesi, yenileme döngüleri arasındaki aralıkta şarjı korumak için yeterli değildir; bu, voltajda bir düşüşe ve bunun sonucunda kontrastta bir azalmaya yol açmalıdır. Bu nedenle, her hücre, transistöre ek olarak, transistör açıldığında da şarj edilen ve bir sonraki tarama döngüsünün başlamasından önce voltaj kayıplarının telafi edilmesine yardımcı olan bir depolama kapasitörü ile donatılmıştır.

Yapıştırılmış düz esnek kablolar kullanan dikey ve yatay veri hatları, kontrolörden gelen dijital sinyali işleyen ve bir voltaj üreten panel sürücüleri, sırasıyla sütunlu (kaynak sürücü) ve sıra (kapı sürücüsü) kontrol yongalarına bağlanır. her hücre için alınan verilere karşılık gelir.

Sıvı kristal tabakasının ardından cam panelin iç yüzeyine uygulanan ve renkli görüntü oluşturmak için kullanılan renk filtreleri bulunmaktadır. Her zamanki üç renkli katkı maddesi sentezi kullanılır: renkler, üç temel renkten (kırmızı, yeşil ve mavi) gelen radyasyonun optik olarak karıştırılması sonucu oluşur. Bir hücre (piksel), her biri üzerinde bulunan kırmızı, yeşil veya mavi renk filtresiyle ilişkilendirilen üç ayrı öğeden (alt piksel) oluşur; her alt piksel için 256 olası ton değerinin kombinasyonu, 16,77 milyon piksele kadar üretebilir renkler.

Panel yapısı (metalik dikey ve yatay veri hatları, ince film transistörler) ve moleküler yönelimin bozulduğu hücre sınır bölgeleri, istenmeyen optik etkileri önlemek için opak bir malzeme altına gizlenmelidir. Bunun için, ayrı renk filtreleri arasındaki boşlukları dolduran ince bir ağa benzeyen siyah matris adı verilen bir malzeme kullanılır. Siyah matris için kullanılan malzeme krom veya siyah reçinelerdir.

Görüntü oluşumundaki son rol, genellikle analizör olarak adlandırılan ikinci polarizör tarafından oynanır. Polarizasyon yönü birinciye göre 90 derece kaydırılır. Analizörün amacını hayal etmek için, onu bağlı panelin yüzeyinden koşullu olarak kaldırabilirsiniz. Bu durumda, üzerinde görüntülenen görüntüden bağımsız olarak tüm alt piksellerin maksimum düzeyde aydınlatıldığını, yani ekranın eşit beyaz dolgusunu göreceğiz. Işık polarize olduğundan ve polarizasyon düzlemi, kendisine uygulanan voltaja bağlı olarak her hücre tarafından farklı şekilde döndürüldüğünden, gözlerimiz için henüz hiçbir şey değişmedi. Analizörün işlevi, gerekli sonucu çıktıda görmenizi sağlayan gerekli dalga bileşenlerini tam olarak kesmektir.

Şimdi gerekli bileşenlerin bu şekilde kesilmesinin nasıl gerçekleştiğinden bahsedelim. Örnek olarak dikey polarizasyon yönüne sahip bir polarizörü ele alalım; dikey bir düzlemde yönlendirilmiş dalgaların iletilmesi.

Şekil 7, dikey polarizasyon yönüne göre belirli bir açıda uzanan bir düzlemde yayılan bir dalgayı göstermektedir. Gelen dalganın elektrik alan vektörü, karşılıklı olarak dik iki bileşene ayrılabilir: polarizörün optik eksenine paralel ve ona dik. Optik eksene paralel olan ilk bileşen geçer, ikincisi (dik) bloke edilir.

Dolayısıyla iki uç durum açıkça ortadadır:

  • kesinlikle dikey bir düzlemde yayılan bir dalga değişmeden iletilecektir;
  • yatay bir düzlemde yayılan bir dalga, dikey bileşeni olmadığı için bloke edilecektir.

Bu iki uç konum, hücrenin tamamen açık ve tamamen kapalı konumuna karşılık gelir. Özetleyelim:

  • İletilen ışığın bir hücre (alt piksel) tarafından mümkün olduğu kadar tamamen bloke edilmesi için, bu ışığın polarizasyon düzleminin, analizörün iletim düzlemine (polarizasyon yönü) dik olması gerekir;
  • Bir hücre tarafından maksimum ışık iletimi için, polarizasyon düzleminin polarizasyon yönü ile çakışması gerekir;
  • Hücre elektrotlarına sağlanan voltajın düzgün bir şekilde düzenlenmesiyle, sıvı kristal moleküllerin konumunu ve bunun sonucunda iletilen ışığın polarizasyon düzleminin dönüşünü kontrol etmek mümkündür. Ve böylece hücre tarafından iletilen ışık miktarı değişir.

Polarizasyon düzleminin dönme açısı, ışığın sıvı kristal katmanda kat ettiği mesafeye bağlı olduğundan, bu katmanın tüm panel boyunca kesinlikle tutarlı bir kalınlığa sahip olması gerekir. Camlar arasında eşit bir mesafeyi korumak için (tüm yapı onlara uygulandığında) özel ara parçalar kullanılır.

En basit seçenek sözde bilye ara parçalarıdır. Kesin olarak tanımlanmış bir çapa sahip şeffaf polimer veya cam boncuklardır ve camın iç yapısına püskürtülerek uygulanırlar. Buna göre, hücrenin tüm alanı üzerinde kaotik bir şekilde bulunurlar ve bunların varlığı, tekdüzeliğini olumsuz etkiler, çünkü aralayıcı kusurlu alanın merkezi olarak hizmet eder ve moleküller doğrudan yanına yanlış yönlendirilir.

Başka bir teknoloji de kullanılır: sütun aralayıcıları (sütun aralayıcı, fotoğraf aralayıcı, direk aralayıcı). Bu tür aralayıcılar, siyah matrisin altına fotografik hassasiyetle yerleştirilmiştir (Şekil 8). Bu teknolojinin faydaları açıktır: ara parçaların yakınında ışık sızıntısının olmaması nedeniyle artan kontrast, ara parçaların düzenli düzenlenmesi nedeniyle boşluk bütünlüğünün daha hassas kontrolü, artan panel sertliği ve yüzeye basıldığında dalgalanmaların olmaması.

Tasarımı Şekil 6'da gösterilen TN panel, üretimi en ucuz paneldir ve bu da onun toplu monitörler pazarındaki hakimiyetini belirler. Buna ek olarak, elektrotların konumu, konfigürasyonu ve malzemesi, polarizörlerin oryantasyonu, kullanılan LCD karışımları, sıvı kristal malzemedeki yönlendiricinin başlangıç ​​oryantasyonu vb. bakımından farklılık gösteren başka birkaç teknoloji daha vardır. Yönetmenin ilk yönelimine göre mevcut tüm teknolojiler iki gruba ayrılabilir:

1. Düzlemsel yönelim

Bu, Boe HyDis tarafından geliştirilen ve desteklenen tüm IPS teknolojilerinin (S-IPS, SA-SFT, vb.) yanı sıra FFS'yi (şu anda AFFS) içerir. Moleküller, alt tabakaların tabanına paralel olarak, sürtünmeyle belirlenen yönde yatay olarak hizalanır, üst ve alt alt tabakalar aynı yönde sürülür. Hem piksel hem de ortak olan tüm elektrotlar, veri hatları ve transistörlerle birlikte panelin aynı cam alt tabakası üzerindedir (iç kısım). IPS teknolojilerinde piksel ve ortak elektrotlar birbirleriyle dönüşümlü olarak paralel olarak yerleştirilir (Şekil 9). Alan çizgileri yatay olarak uzanır ancak sürtünme yönüne göre belirli bir açıdadır. Bu nedenle, bir voltaj uygulandığında, bu durumda pozitif dielektrik anizotropiye sahip olan ve uygulanan alanın yönünde hizalanma eğiliminde olan moleküller, (alan) gücüne bağlı olarak aynı düzlemde bir açıyla dönerler. FFS'de ortak elektrot pikselin altında yer alan bu tasarımla elektrotlara uygulanan voltaj hem yatay hem de dikey bileşenlere sahip bir elektrik alanı oluşturur. Şekil 9'da gösterilen koordinat eksenlerinde IPS için alan şu şekilde karakterize edilebilir: Ey, o zaman FFS için karşılık gelen değerler şöyle görünecektir Ey Ve Ez. Alan çizgilerinin bu düzenlemesi, hem pozitif hem de negatif dielektrik anizotropiye sahip LC malzemelerinin kullanılmasına olanak tanır. IPS'ye benzer moleküler dönüş, yatay alan bileşeni yönünde aynı düzlemde meydana gelir, ancak daha az sınır bölgesi nedeniyle önemli ölçüde daha fazla sayıda molekül döndürülür, bu da siyah matris ızgarasının genişliğinin daraltılmasını mümkün kılar ve daha yüksek bir panel açıklık oranı elde edin.

Düzlemsel yönlendirici yönelimli teknolojilerin ana avantajlarından biri, izleme açısı değiştiğinde paletteki son derece hafif renk kaymasıdır. Bu stabilite, alanın etkisi altında sıvı kristal malzemenin molekülleri tarafından oluşturulan ve bu durumda simetrik bir şekle sahip olan spiralin konfigürasyonu ile açıklanmaktadır. Şekil 9, elektrotlara voltaj uygulandığında LC moleküllerinin konumunu şematik olarak göstermektedir; maksimum dönme açısının orta katmanlarda elde edildiği açıktır. Bu heterojenlik, daha önce de belirtildiği gibi, moleküllerin substratların tabanına paralel olarak istenen yönde oryantasyonunun, yüzeylerinin ön işlenmesi (silinmesi) yoluyla elde edilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, substratın hemen bitişiğindeki katmandaki moleküllerin hareketliliği, substratın topografyası ve sonraki yakındaki katmanlardaki moleküller arası kuvvetler tarafından sınırlanır. Sonuç olarak, alanın etkisi altında moleküller, uçları bir düzlemde sabitlenmiş ve orta kısmı döndürülmüş bir şeridi andıran bir spiral oluşturur. Işının yayıldığı ortamın kırılma indisine ve bunun sonucunda hareket ettiği yöndeki faz kaymasına bağlı olan bir optik yol kavramı vardır. Sıvı kristal tabakasından geçen ışık ışınları, iletim açısına bağlı olarak farklı optik yol uzunluklarına sahiptir. Moleküler spiralin simetrik şekli, her gri seviye için üst ve alt yarıdaki optik yolun uzunluğuna tam bir ekleme elde etmeyi mümkün kılar; sonuç, görüntülenen gölgelerin görüş açılarına bağımlılığının neredeyse tamamen yokluğudur. Bu özelliği sayesinde grafiklerle çalışmayı amaçlayan monitörlerin büyük çoğunluğunda IPS paneller kullanılıyor.

Bir ışık dalgası geçtiğinde, ortaya çıkan vektörün dönme yönü (bkz. Şekil 5), moleküllerin oluşturduğu spiralin kıvrımının şeklini kısmen tekrarlar. Bu nedenle, bir dalga LC malzemesinin birinci kısmından geçtiğinde polarizasyon düzleminin dönüşü bir yönde, ikincisinden ise ters yönde meydana gelir. Uygulanan gerilime bağlı olarak dalga bileşenlerinden birinin farklı faz gecikmesi, ortaya çıkan vektörün yönünün değişmesine yol açar. E r sıvı kristal tabakanın çıkışındaki orijinalinden farklıdır, bu, ışık akısının belirli bir kısmının analizörden geçmesine izin verir. Polarizör ve analizörün ışık ileten düzlemleri, diğer tüm teknolojilerde olduğu gibi, birbirine göre 90 derecelik bir açıyla kaydırılır.

Şu anda üretilen tüm varyasyonlar (S-IPS, AFFS, SA-SFT) 2 alanlı hücre tasarımı kullanır. Bu amaçla moleküllerin iki yönde dönmesini sağlayan zigzag şekilli elektrotlar kullanılır. Basitçe "IPS" ve "FFS" olarak adlandırılan, "Süper" ve "Gelişmiş" ön ekleri olmayan ilk sürümler tek alanlıydı, bu nedenle renk kayması ve daha küçük izleme açıları vardı (kontrast 140/140'tan 10'a düştü): İlk IPS için 1).

Düzlemsel yönelim genellikle bükülme yönelimini (veya bükülmüş yönelimi) içerir. Bu durumda, moleküllerin substratların tabanı boyunca hizalanması aynı zamanda yüzeylerinin silinmesiyle de sağlanır; aradaki fark, üst ve alt substratların silinme yönlerinin birbirine göre kaydırılmasıdır. Nematik malzemedeki bu hizalama sonucunda direktör kolesterik sarmalı andıran bir sarmal oluşturur, sarmalın doğru oluşması için LC karışımlarında kiral moleküller içeren özel katkı maddeleri kullanılır. Büküm yönelimi, en yaygın olarak kullanılan TN (veya TN+Film) teknolojisinde kullanılır. Burada TN tasarımını anlatmanın ve örneklendirmenin bir anlamı yok, benzer konulardaki birçok materyalde bu defalarca yapıldı, iyi bilindiğini söyleyebiliriz.

2. Homeotropik yönelim

MVA ve PVA bu gruba aittir. Yönlendirici, cam alt tabakanın tabanına dik olarak yönlendirilir; bu, alt tabakanın kaplamasında yüzey aktif maddeler kullanılarak elde edilir. Genel ve piksel elektrotları zıt yüzeylerde bulunur, alan dikey olarak yönlendirilir. Burada negatif dielektrik anizotropiye sahip sıvı kristal malzemeler kullanılır, böylece uygulanan voltaj LC moleküllerinin alan çizgilerine karşı dönmesine neden olur. MVA, üstteki veya her iki alt tabakadaki molekülleri önceden eğmek için mikroskobik uzunlamasına çıkıntıların (çıkıntı) varlığıyla karakterize edilir, böylece ilk dikey hizalama tamamlanmaz. Bu çıkıntılar boyunca hizalanan moleküller, hücrenin her bölgesi (alanı) için alanın etkisi altında moleküllerin döneceği belirli bir yönün ayarlanmasını mümkün kılan hafif bir ön eğim alır. PVA'da bu tür çıkıntılar yoktur ve voltajın yokluğunda, direktör yüzeye kesinlikle dik olarak yönlendirilir ve piksel ve ortak elektrotlar, oluşturulan alanın tam olarak dikey olmaması, ancak eğimli bir bileşen içermesi için birbirine göre kaydırılır. (Şekil 10).

Homeotropik direktör yönelimli teknolojiler arasında Sharp tarafından geliştirilen ASV de bulunmaktadır. Bir alt pikselin içinde, kenarları yuvarlatılmış karelere benzeyen birkaç piksel elektrotu vardır. Temel prensipler aynıdır: ortak elektrot karşıt substrat üzerinde bulunur, moleküller alan olmadığında dikey olarak yönlendirilir ve negatif dielektrik anizotropiye sahip sıvı kristal malzemeler kullanılır. Oluşturulan alan belirgin bir eğik bileşene sahiptir ve alanın yönünün tersine dönen moleküller, yönlendiricinin yönünün piksel elektrotunun ortasında ortalanmış bir şemsiye şekline benzediği bir yapı oluşturur.

Gerilim yokluğunda hücrelerin durumuna bağlı olarak LCD modüllerinin tiplere bölünmesi de vardır. Normalde beyaz paneller, hücreler üzerindeki sıfır voltajda tamamen açık olan ve buna göre ekranda beyaz rengin yeniden üretildiği panellerdir. TN teknolojisi kullanılarak yapılan tüm paneller normalde beyazdır. Gerilim olmadığında ışığın geçişini engelleyen paneller normalde siyah (normalde siyah) olarak sınıflandırılır, diğer tüm teknolojiler bu türe aittir.

Arka ışık modülü

...floresan lambalara dayalı

Arka ışık lambalarından gelen ilk ışık akısının yalnızca küçük bir kısmı panelin gövdesinden (polarizörler, elektrotlar, renk filtreleri vb.) geçer, bu oran %3'ten fazla değildir. Bu nedenle, arka ışık modülünün içsel parlaklığı oldukça önemli olmalıdır; kural olarak kullanılan lambaların parlaklığı 30.000 cd/m2'nin üzerindedir.

Aydınlatma için CCFL soğuk katotlu floresan lambalar (katot filamentleri olmayan) kullanılır. CCFL lambası, küçük bir cıva karışımı içeren inert bir gazla doldurulmuş, kapalı bir cam tüptür (Şekil 11). Bu durumda, güç kaynağı için alternatif akım kullanıldığından katotlar eşit elektrotlardır. Akkor (sıcak) katotlu lambalarla karşılaştırıldığında CCFL elektrotları farklı bir yapıya sahiptir ve boyutları daha büyüktür. Katodun çalışma sıcaklığı önemli ölçüde farklıdır: sıcak katotlu lambalar için 80-150 o C'ye karşı yaklaşık 900 o C, lambanın kendisiyle benzer bir sıcaklığa sahip - sırasıyla 30-75 o C ve 40 o C. CCFL için çalışma voltajı 600-900 V, başlangıç ​​voltajı 900-1600 V'dir (kullanılan lamba aralığı çok geniş olduğundan sayılar oldukça keyfidir). Işık oluşumu gaz iyonizasyonu sırasında meydana gelir ve soğuk katot lambasında oluşması için gerekli bir koşul yüksek voltajdır. Bu nedenle, böyle bir lambayı çalıştırmak için, birkaç yüz mikrosaniye boyunca elektrotlara çalışma voltajından önemli ölçüde daha yüksek bir voltajın uygulanması gerekir. Uygulanan yüksek alternatif voltaj, gazın iyonlaşmasına ve elektrotlar arasındaki boşluğun bozulmasına neden olur ve bir deşarj meydana gelir.

Deşarj boşluğunun bozulması aşağıdaki nedenlerden dolayı meydana gelir. Normal koşullar altında lambayı dolduran gaz bir dielektriktir. Bir elektrik alanı ortaya çıktığında, gaz hacminde her zaman mevcut olan az sayıda iyon ve elektron hareket etmeye başlar. Elektrotlara yeterince yüksek bir voltaj uygulanırsa, elektrik alanı iyonlara o kadar yüksek bir hız verir ki, nötr moleküllerle çarpıştıklarında elektronlar bunlardan dışarı atılır ve iyonlar oluşur. Alanın etkisi altında hareket eden yeni oluşan elektronlar ve iyonlar da iyonlaşma sürecine girer, süreç çığ benzeri bir karaktere bürünür. İyonlar katoda çarparak elektronları yok etmeye yetecek kadar enerji almaya başladığında, kendi kendine deşarj meydana gelir. Deşarjın ark olduğu sıcak katot lambalarının aksine, CCFL'deki deşarj türü parlaktır.

Deşarj, sözde katot potansiyeli düşüşü nedeniyle korunur. Deşarjdaki potansiyel (gerilim) düşüşünün büyük kısmı katot bölgesinde meydana gelir. Bu boşluktan yüksek potansiyel farkıyla geçen iyonlar, elektronları katottan dışarı atmaya yetecek kadar yüksek kinetik enerji kazanırlar. Aynı potansiyel farkından dolayı devre dışı bırakılan elektronlar, deşarja doğru hızlandırılarak burada yeni iyon ve elektron çiftleri üretilir. Bu çiftlerden gelen iyonlar katoda geri döner, deşarj ile katot arasındaki voltaj düşüşüyle ​​​​hızlanır ve tekrar elektronları devre dışı bırakır.

Elektrik akımının enerjisi, lambadaki cıvanın sıvı halden gaz haline geçmesine neden olur. Elektronlar cıva atomlarıyla çarpıştığında, atomların kararsız bir durumdan kararlı bir duruma dönmesi nedeniyle enerji açığa çıkar. Bu durumda ultraviyole bölgede yoğun radyasyon meydana gelir; ultraviyole radyasyonun payı toplam radyasyonun yaklaşık% 60'ıdır.

Görünür ışık, camın iç yüzeyine uygulanan fosfor kaplamayla üretilir. Cıva tarafından salınan ultraviyole fotonlar, fosfor kaplamadaki atomları harekete geçirerek elektronların enerji seviyesini artırır. Elektronlar orijinal enerji seviyelerine döndüğünde kaplamadaki atomlar görünür ışığın fotonları formunda enerji üretir. Fosfor, lambanın en önemli bileşenidir; emisyon spektrumunun özellikleri ona bağlıdır. CCFL spektrumu son derece düzensizdir ve belirgin dar tepe noktaları içerir. Çok katmanlı bir fosfor kaplamanın kullanılması bile (maksimum parlaklık pahasına), renk gamı ​​açısından CRT monitörlerini "geçmenize" izin vermez. Bu nedenle, bir panelin üretiminde kabul edilebilir bir renk gamı ​​​​elde etmek için, geçiş bantlarının lambaların emisyon spektrumunun tepe noktalarına mümkün olduğunca yakın olması gereken renk filtrelerinin doğru bir şekilde seçilmesi de gereklidir.

Maksimum renk gamı ​​ideal olarak tek renkli ana renk kaynaklarının ve yüksek kaliteli renk filtrelerinin bir kombinasyonu ile sağlanabilir. Lazer LED'ler "yarı monokromatik" ışık kaynaklarının rolünü üstlenebilir, ancak üretim teknolojisi bunların arka ışık modüllerinde kullanımının karlılığını henüz garanti etmemektedir. Bu nedenle şu anda en iyi renk gamı, RGB LED paketlerini temel alan arka ışık modülleri ile elde edilebilmektedir (aşağıya bakın).

Lambanın çalışması için gerekli olan birkaç yüz voltluk voltajı üretmek için özel dönüştürücüler ve invertörler kullanılır. CCFL parlaklığı iki şekilde ayarlanabilir. Birincisi lambadaki deşarj akımını değiştirmektir. Deşarj akımı değeri 3-8 mA olup, lambaların önemli bir kısmı daha da dar bir aralığa sahiptir. Daha düşük bir akımda, parıltının düzgünlüğü zarar görür; daha yüksek bir akımda, lambanın servis ömrü önemli ölçüde azalır. Bu ayarlama yönteminin dezavantajı, parlaklığı çok küçük bir aralıkta değiştirmenize izin verirken, önemli ölçüde azaltmanın imkansız olmasıdır. Bu nedenle, bu ayara sahip monitörler, düşük ortam aydınlatması koşullarında çalışırken, sıfır parlaklıkta bile genellikle çok parlak çıkar. İkinci yöntemle, lambayı besleyen voltajın darbe genişlik modülasyonu (PWM) üretilir (genişlik, yani darbe süresi kontrol edilir; tek bir darbenin genişliği değiştirilerek ortalama voltaj seviyesi düzenlenir). Bu yöntemin dezavantajları bazen PWM 200 Hz ve daha düşük bir frekansta uygulandığında lambanın titremesine atfedilir, ancak aslında PWM kullanarak ayarlama en makul yaklaşımdır, çünkü parlaklığı değiştirmenize izin verir. geniş bir yelpazede.

Lambaların ışığını eşit şekilde dağıtmak için ışık kılavuzları, difüzörler ve prizmalardan oluşan bir sistem kullanılır. Işık dağıtımını düzenlemek için birçok seçenek vardır, bunlardan biri Şekil 12'de gösterilmektedir.

Lambaların panelin üst ve alt uçlarına yerleştirildiği çözümler en yaygın olanıdır; bu düzenleme ürünün toplam kalınlığını önemli ölçüde azaltabilir. 17 ve 19 inçlik modüllerde, kural olarak dört lamba takılıdır: ikisi üst tarafta ve ikisi altta. Bu tür panellerin mahfaza uç kısmında özel teknolojik delikler bulunduğundan lambaları çıkarmak için mahfazayı sökmeye gerek yoktur (Şekil 13-b). Bu düzenlemeye sahip lambalar genellikle iki parçalı bloklar halinde birleştirilir (Şekil 13-a).

Diğer bir seçenek de lambaları modülün arka tarafının tüm alanı boyunca düzenlemektir (Şekil 13-c), bu çözüm, sekiz veya daha fazla lambalı çoklu lamba panellerinde ve ayrıca U şeklinde kullanıldığında kullanılır. CCFL'ler.

Panel üreticilerinin minimum lamba ömrü artık genellikle kırk ila elli bin saat arasında belirlenmektedir (ömür, lambaların parlaklığının %50 azaldığı süre olarak tanımlanmaktadır).

...LED'lere dayalı

Işık kaynağı olarak floresan lambaların yanı sıra ışık yayan diyotlar (LED'ler) de kullanılabilir. LED tabanlı arka ışık modülleri ya "beyaz" LED'ler ya da ana renkli LED paketleri (RGB-LED'ler) üzerine inşa edilmiştir.

En geniş renk gamı ​​RGB-LED paketleri tarafından sağlanır. Gerçek şu ki, "beyaz" bir LED, sarı fosfor kaplamalı mavi bir LED veya "kırmızı", "yeşil" ve "mavi" fosfor kaplama kombinasyonuna sahip bir ultraviyole LED'dir. "Beyaz" LED'lerin spektrumu, floresan lambaların spektrumunun tüm dezavantajlarından muaf değildir. Ek olarak, "beyaz" LED'lerin aksine RGB-LED paketi, ana renkteki her bir LED grubunun parlaklık yoğunluğunu ayrı ayrı kontrol ederek arka ışığın renk sıcaklığını hızlı bir şekilde ayarlamanıza olanak tanır.

Sonuç olarak iki hedefe ulaşılır:

  • Daha ideal bir arka ışık spektrumu nedeniyle renk gamı ​​​​genişletilir,
  • renk kalibrasyon yetenekleri genişletildi: görüntü pikselleri için renk koordinat dönüştürme tablolarını temel alan standart yönteme, arka ışığın renk dengesini ayarlama yeteneği eklendi.

LED'lerin akım-voltaj karakteristiğinin büyük eğimi, radyasyonun parlaklığının geniş aralıklarda düzgün şekilde ayarlanmasına izin vermez. Ancak cihaz darbeli modda çalışmaya izin verdiğinden, pratikte darbe genişliği modülasyonu yöntemi çoğunlukla LED'lerin (ve ayrıca floresan lambalar için) parlaklığını ayarlamak için kullanılır.

Oleg Medvedev, Maxim Proskurnya

LCD(Sıvı kristal ekran) veya LCD(sıvı kristal) TV, halk arasında bilinen adıyla, LCD ekranlı ve arkadan aydınlatmalı bir TV'dir. Likit kristal, ekranın (monitörün) kendisinin temel alınarak yapıldığı anlamına gelir sıvı kristaller

LCD TFT(İngilizce: İnce film transistörü) - kontrollü aktif matris kullanan bir tür sıvı kristal ekran ince film transistörler. Ekran görüntüsünün hızını, kontrastını ve netliğini artırmak için her alt piksel (matris öğesi) için bir amplifikatör kullanılır

  • Biraz tarih:

    • Sıvı kristallerİlk kez Avusturyalı bir botanikçi tarafından keşfedildi Reinitzer V 1888 g., ancak yalnızca 1930 -Bir İngiliz şirketinden araştırmacılar Marconi endüstriyel kullanımları için patent aldı, ancak teknolojik temelin zayıflığı o dönemde bu alanın aktif gelişimine izin vermedi.

    Bilim insanları ilk gerçek atılımı gerçekleştirdi Fergeson Ve Williams bir Amerikan şirketinden RCA. Bunlardan biri seçici yansıtıcı etkilerini kullanarak sıvı kristallere dayalı bir termal sensör yarattı, diğeri ise elektrik alanının nematik kristaller üzerindeki etkisini inceledi. Ve böylece sonunda 1966 şehir, şirket RCA bir LCD monitörün prototipini gösterdi - dijital saat. Dünyanın ilk hesap makinesi - CS10Aüretildi 1964 şirket Keskin yani ekim ayında 1975 yıl, LCD ekranlı ilk kompakt dijital saati piyasaya sürdü. Ne yazık ki hiç fotoğraf bulamadım ama çoğu kişi hâlâ bu saati ve hesap makinesini hatırlıyor

    70'li yılların ikinci yarısında sekiz segmentli LCD göstergelerden, her noktayı adresleyen (kontrol edebilen) matris üretimine geçiş başladı. Yani, içinde 1976 yıl, şirket Keskin 160x120 piksel çözünürlüğe sahip bir LCD matrisine dayalı, 5,5 inç ekran köşegenine sahip siyah beyaz bir TV piyasaya sürdü.

    LCD teknolojisinin geliştirilmesindeki bir sonraki aşama, cihazların kullanılmaya başlandığı 80'li yıllarda başladı. STN öğeleri artan kontrast ile. Daha sonra bunların yerini, renkli görüntülerin çoğaltılması sırasında hataları ortadan kaldıran çok katmanlı yapılar aldı. Aynı sıralarda teknolojiye dayalı aktif matrisler ortaya çıktı a-Si TFT. İlk monitör prototipi a-Si TFT LCD oluşturuldu 1982 şirketler Sanyo, Toshiba Ve Top, o zamanlar bunun gibi LCD ekranlı oyuncaklarla oynamayı severdik

    Artık LCD ekranlar piyasadaki CRT TV'lerin yerini neredeyse tamamen aldı ve alıcıya her boyutu sunuyor: taşınabilir ve küçük "mutfaktan", köşegenleri bir metreden fazla olan devasa olanlara kadar. Fiyat aralığı da oldukça geniştir ve herkesin ihtiyaçlarına ve finansal yeteneklerine göre TV seçmesine olanak tanır.

    LCD TV'lerin devre tasarımı, basit CRT TV'lerden çok daha karmaşıktır: minyatür parçalar, çok katmanlı kartlar, pahalı üniteler... İlgilenenler için, arka kapağı olmayan LCD panelli bir TV ve özel olarak çıkarırsanız koruyucu ekranlar, devrenin diğer bölümlerini görebilirsiniz ancak bunu yapmamak daha iyidir, işi ustalara bırakın

  • Tasarım ve çalışma prensibi:

    • İş LCD ekran(LCD) fenomenine dayanmaktadır ışık akısının polarizasyonu. Sözde olduğu biliniyor polaroid kristaller yalnızca elektromanyetik indüksiyon vektörü polaroidin optik düzlemine paralel bir düzlemde yer alan ışık bileşenini iletebilirler. Işık çıkışının geri kalanı için Polaroid opak olacaktır. Bu etki denir ışığın polarizasyonu.

    Oldukça basit, küçük yuvarlak toplar şeklinde "ışık" hayal edin, yoluna uzunlamasına kesikler (polarizer) olan bir ızgara koyarsanız, ondan sonra "toplardan" yalnızca düz "krepler" (polarize ışık) kalacaktır. Şimdi, eğer ikinci ağ aynı uzunlamasına kesiklere sahipse, krepler onun içinden "kayabilecek" ve daha fazla "parlayabilecek", ancak ikinci ağda dikey yarıklar varsa, o zaman yatay ışık "krepleri" yapamayacaktır. içinden geçecek ve “sıkışıp kalacak”

    Uzun molekülleri elektrostatik ve elektromanyetik alanlara duyarlı ve ışığı polarize edebilen sıvı maddeler incelendiğinde polarizasyonu kontrol etmek mümkün hale geldi. Bu amorf maddelere denir sıvı kristaller

    Yapısal olarak ekran aşağıdakilerden oluşur: LCD matrisleri(katmanları arasında sıvı kristallerin bulunduğu bir cam plaka), ışık kaynakları aydınlatma için, kontak demeti ve çerçeveleme ( Konut), genellikle plastik olup, metal bir sertlik çerçevesine sahiptir.

    Her piksel LCD matrisi şunlardan oluşur: molekül tabakası ikisi arasında şeffaf elektrotlar, ve iki polarizasyon filtreleri, polarizasyon düzlemleri (genellikle) diktir. Sıvı kristallerin yokluğunda, birinci filtre tarafından iletilen ışık, ikinci filtre tarafından neredeyse tamamen engellenir.

    Elektrotların sıvı kristallerle temas halindeki yüzeyi, molekülleri başlangıçta bir yönde yönlendirmek için özel olarak işlenir. Bir TN matrisinde bu yönler karşılıklı olarak diktir, dolayısıyla moleküller gerilim olmadığında sarmal bir yapıda sıralanır. Bu yapı, ışığı, polarizasyon düzleminin ikinci filtreden önce döneceği ve ışığın kayıpsız olarak içinden geçeceği şekilde kırar. Polarize olmayan ışığın yarısının ilk filtre tarafından emilmesi dışında, kayıp seviyesi önemli olmasına rağmen hücre şeffaf olarak kabul edilebilir.

    Elektrotlara voltaj uygulandığında moleküller elektrik alanı yönünde sıralanma eğilimi gösterir ve bu da vida yapısını bozar. Bu durumda elastik kuvvetler bunu etkisiz hale getirir ve voltaj kesildiğinde moleküller orijinal konumlarına geri döner. Yeterli alan gücü ile hemen hemen tüm moleküller paralel hale gelir, bu da opak bir yapıya yol açar; uygulanan voltajın değiştirilmesiyle şeffaflık derecesi kontrol edilebilir.

    Işık kaynağı (LCD matris arka ışığı) soğuk katot floresan lambalar(Lambanın içindeki elektron yayan katodun (negatif elektrot) lambanın yanması için ortam sıcaklığının üzerine ısıtılmasına gerek olmadığı için bu şekilde adlandırılmalarıdır.) LCD TV için bir lamba böyle görünebilir; sağdaki fotoğrafta geniş diyagonal LCD ekrana sahip bir TV için "çalışan lamba aksamı" görülmektedir:

    Lambaların kendileri (beyaz parlak parıltı) özel olarak yerleştirilmiştir. vücut kelepçeleri, onların arkasında - reflektörışık akısı kayıplarını azaltmak için. LCD matrisinin eşit şekilde yanması (ve lambalar takılı olduğundan şeritli olmaması) için difüzörışık akısını tüm alanına eşit olarak dağıtır. Ne yazık ki burada da lambaların “parlaklığında” önemli bir kayıp var.

    Modern LCD matrisleri, görüntü kalitesinde (renkler, parlaklık) kayıp olmaksızın oldukça iyi bir izleme açısına (yaklaşık 160 derece) sahiptir, üzerlerinde görebileceğiniz en rahatsız edici şey bunlardır. kusurlu pikseller ancak boyutlarının çok küçük olduğu göz önüne alındığında, bu tür bir veya iki "yanmış" piksel, film ve program izlemeyi büyük ölçüde engellemeyecektir, ancak bir monitör ekranında bu zaten oldukça rahatsız edici olabilir

  • Avantajlar ve dezavantajlar:

    • CRT TV'lere kıyasla LCD paneller mükemmel odaklanma ve netliğe sahiptir, yakınsama hataları veya görüntü geometrisi ihlalleri yoktur, ekran asla titremez, daha hafiftir ve daha az yer kaplar.Dezavantajları arasında zayıf (CRT'ye kıyasla) parlaklık ve kontrast, matris bir kineskop ekranı kadar dayanıklı değil, analog veya zayıf sinyalli bir dizi dijital fren ve aksaklığın yanı sıra kaynak malzemenin kötü işlenmesi

    Herhangi bir sıvı kristal monitörün “kalbi” LCD matrisidir (Sıvı Kristal Ekran). LCD panel karmaşık, çok katmanlı bir yapıdır. Renkli bir TFT LCD panelin basitleştirilmiş bir diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir.

    Herhangi bir sıvı kristal ekranın çalışma prensibi, sıvı kristallerin, üzerlerine uygulanan voltajla orantılı olarak içlerinden geçen ışığın polarizasyon düzlemini değiştirme (döndürme) özelliğine dayanır. Sıvı kristallerden geçen polarize ışığın yoluna bir polarizasyon filtresi (polarizatör) yerleştirilirse, sıvı kristallere uygulanan voltajı değiştirerek polarize filtre tarafından iletilen ışık miktarını kontrol edebilirsiniz. Sıvı kristallerden geçen ışığın polarizasyon düzlemleri ile ışık filtresi arasındaki açı 0 derece ise ışık polarizörden kayıpsız geçecektir (maksimum şeffaflık), 90 derece ise ışık filtresi minimum miktarda ışık iletir (minimum şeffaflık).

    Şekil 1. LCD ekran. LCD teknolojisinin çalışma prensibi.

    Böylece sıvı kristaller kullanılarak değişken şeffaflık derecesine sahip optik elemanların üretilmesi mümkündür. Bu durumda böyle bir elemanın ışık geçirgenliği seviyesi, kendisine uygulanan gerilime bağlıdır. Bir bilgisayar monitörü, dizüstü bilgisayar, tablet veya TV'deki herhangi bir LCD ekran, boyutları bir milimetrenin kesirleri kadar olan bu hücrelerden birkaç yüz binden birkaç milyona kadar içerir. Bunlar bir LCD matrisinde birleştirilir ve onların yardımıyla sıvı kristal ekranın yüzeyinde bir görüntü oluşturabiliriz.
    Sıvı kristaller 19. yüzyılın sonlarında keşfedildi. Ancak bunlara dayanan ilk görüntüleme cihazları yalnızca 20. yüzyılın 60'lı yıllarının sonlarında ortaya çıktı. LCD ekranların bilgisayarlarda kullanılmasına yönelik ilk girişimler geçen yüzyılın seksenli yıllarında yapıldı. İlk sıvı kristal monitörler monokromdu ve görüntü kalitesi açısından katot ışın tüpü (CRT) ekranlara göre çok daha düşüktü. İlk nesil LCD monitörlerin ana dezavantajları şunlardı:

    • - düşük performans ve görüntü ataleti;
    • - resim öğelerinden görüntüdeki “kuyruklar” ve “gölgeler”;
    • - zayıf görüntü çözünürlüğü;
    • - düşük renk derinliğine sahip siyah beyaz veya renkli görüntü;
    • - ve benzeri.

    Ancak ilerleme durmadı ve zamanla sıvı kristal monitörlerin üretiminde yeni malzemeler ve teknolojiler geliştirildi. Mikroelektronik teknolojisindeki ilerlemeler ve sıvı kristal özellikli yeni maddelerin geliştirilmesi, LCD monitörlerin performansını önemli ölçüde artırdı.

    TFT LCD matrisinin tasarımı ve çalışması.

    Ana başarılardan biri, ince film transistörlü (İnce Film Transistörler) sıvı kristal matris olan LCD TFT matris teknolojisinin icadıydı. TFT monitörler piksel hızını önemli ölçüde artırdı, görüntü renk derinliğini artırdı ve "kuyruklardan" ve "gölgelerden" kurtulmayı başardı.
    TFT teknolojisi kullanılarak üretilen panelin yapısı Şekil 2'de gösterilmektedir.

    İncir. 2. TFT LCD matris yapı şeması.
    LCD matrisindeki tam renkli bir görüntü, her biri genellikle rengin ana bileşenlerinin her birinin parlaklığından sorumlu olan üç öğeden (alt piksel) oluşan ayrı noktalardan (pikseller) oluşur - genellikle kırmızı (R), yeşil (G) ve mavi (B) - RGB. Monitörün video sistemi sürekli olarak matrisin tüm alt piksellerini tarar ve her alt pikselin parlaklığıyla orantılı bir şarj seviyesini depolama kapasitörlerine kaydeder. İnce Film Transistörleri (İnce Film Trasistor (TFT) - aslında bu yüzden TFT matrisi buna denir), bilgi belirli bir alt piksele yazıldığında depolama kapasitörlerini veri yoluna bağlar ve depolama kapasitörünü şarj tasarrufu için değiştirir geri kalan süre boyunca mod.
    TFT matrisinin hafıza kapasitöründe depolanan voltaj, belirli bir alt pikselin sıvı kristalleri üzerinde etki eder ve arka ışıktan içlerinden geçen ışığın polarizasyon düzlemini bu voltajla orantılı bir açıyla döndürür. Sıvı kristalli bir hücreden geçen ışık, her bir alt piksel için ana renklerden (RGB) bir ışık filtresinin oluşturulduğu bir matris ışık filtresine girer. Farklı renkteki noktaların göreceli konumlarının deseni her LCD panel türü için farklıdır ancak bu ayrı bir konudur. Daha sonra, ana renklerin üretilen ışık akışı, ışık geçirgenliği üzerine gelen ışık dalgasının polarizasyon açısına bağlı olan harici bir polarizasyon filtresine girer. Polarizasyon filtresi, polarizasyon düzlemi kendi polarizasyon düzlemine paralel olan ışık dalgalarına karşı şeffaftır. Bu açı arttıkça polarizasyon filtresi, 90 derecelik bir açıda maksimum zayıflamaya kadar giderek daha az ışık iletmeye başlar. İdeal olarak, bir polarizasyon filtresinin kendi polarizasyon düzlemine dik polarize edilmiş ışığı iletmemesi gerekir, ancak gerçek hayatta ışığın küçük bir kısmı geçer. Bu nedenle, tüm LCD ekranlar, özellikle yüksek arka ışık parlaklık seviyelerinde belirgin olan, yetersiz siyah derinliğe sahiptir.
    Sonuç olarak, bir LCD ekranda bazı alt piksellerden gelen ışık akısı bir polarizasyon filtresinden kayıpsız geçer, diğer alt piksellerden belirli bir miktarda zayıflatılır ve bazı alt piksellerden neredeyse tamamen emilir. Böylece, her bir ana rengin düzeyini ayrı alt piksellerde ayarlayarak, bunlardan herhangi bir renk tonunda bir piksel elde etmek mümkündür. Ve birçok renkli pikselden tam ekran renkli bir görüntü oluşturun.
    LCD monitör, bilgisayar teknolojisinde büyük bir atılım yapılmasını mümkün kılarak çok sayıda insanın erişebilmesini sağladı. Üstelik LCD ekran olmadan dizüstü bilgisayarlar, netbook'lar, tabletler ve cep telefonları gibi taşınabilir bilgisayarlar oluşturmak imkansız olurdu. Peki sıvı kristal ekranların kullanımıyla her şey bu kadar pembe mi?

    Kanıtlanmış LCD + TFT teknolojisine (ince film transistörler) ek olarak, aktif olarak tanıtılan bir OLED + TFT organik ışık yayan diyot teknolojisi, yani AMOLED - aktif matris OLED vardır. İkincisi arasındaki temel fark, polarizörün, LCD katmanının ve ışık filtrelerinin rolünün üç renkli organik LED'ler tarafından oynanmasıdır.

    Esasen bunlar, bir elektrik akımı aktığında ışık yayabilen ve akan akımın miktarına bağlı olarak, geleneksel LED'lerde olduğu gibi renk yoğunluğunu değiştirebilen moleküllerdir. Polarizörleri ve LCD'yi panelden çıkararak panelin daha ince ve en önemlisi esnek olmasını sağlayabiliriz!

    Ne tür dokunmatik paneller var?
    Sensörler şu anda daha çok LCD ve OLED ekranlarla kullanıldığı için hemen bunlardan bahsetmenin mantıklı olacağını düşünüyorum.

    Dokunmatik ekranların veya dokunmatik panellerin çok ayrıntılı bir açıklaması verilmiştir (kaynak bir zamanlar yaşadı, ancak bir nedenden dolayı ortadan kayboldu), bu nedenle tüm dokunmatik panel türlerini açıklamayacağım, yalnızca iki ana panele odaklanacağım: dirençli ve kapasitif.

    Direnç sensörüyle başlayalım. 4 ana bileşenden oluşur: tüm dokunmatik panelin taşıyıcısı olarak bir cam panel (1), dirençli kaplamalı iki şeffaf polimer membran (2, 4), bu membranları ayıran bir mikro-izolatör katmanı (3), ve dokunuşu "okumaktan" sorumlu olan 4, 5 veya 8 kablo.


    Dirençli sensör cihazı şeması

    Böyle bir sensöre belli bir kuvvetle bastığımızda membranlar temas eder, elektrik devresi kapanır, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi direnç ölçülür ve daha sonra koordinatlara dönüştürülür:


    4 telli dirençli ekran için koordinatları hesaplama prensibi ()

    Her şey son derece basit.

    İki şeyi hatırlamak önemlidir: a) birçok Çin telefonundaki dirençli sensörler yüksek kalitede değildir; bunun nedeni tam olarak membranlar arasındaki eşit olmayan mesafe veya düşük kaliteli mikro izolatörler, yani "beyin" olabilir. telefonun ölçülen dirençleri yeterince koordinatlara dönüştürememesi; b) böyle bir sensör, bir zarın diğerine bastırılmasını, itilmesini gerektirir.

    Kapasitif sensörler dirençli sensörlerden biraz farklıdır. Sadece artık iPhone ve diğer taşınabilir cihazlarda kullanılan projektif-kapasitif sensörlerden bahsedeceğimizi hemen belirtmekte fayda var.

    Böyle bir dokunmatik ekranın çalışma prensibi oldukça basittir. Ekranın iç kısmına bir elektrot ızgarası uygulanır ve dış kısmı örneğin karmaşık bir indiyum kalay oksit olan ITO ile kaplanır. Cama dokunduğumuzda parmağımız böyle bir elektrotla küçük bir kapasitör oluşturur ve işlem elektroniği bu kapasitörün kapasitansını ölçer (bir akım darbesi sağlar ve voltajı ölçer).

    Buna göre, kapasitif sensör yalnızca sert bir dokunuşa ve yalnızca iletken nesnelere tepki verir, yani böyle bir ekran, bir çivinin yanı sıra asetona batırılmış veya kurutulmuş bir el ile dokunulduğunda her iki seferde de çalışacaktır. Belki de bu dokunmatik ekranın dirençli ekrana göre ana avantajı, oldukça güçlü bir taban, özellikle de Gorilla Glass gibi güçlü bir cam oluşturma yeteneğidir.


    Yüzey kapasitif sensörünün çalışma şeması()

    E-Ink ekranı nasıl çalışır?
    Belki E-Ink, LCD'ye kıyasla çok daha basittir. Bir kez daha, görüntü oluşumundan sorumlu aktif bir matrisle karşı karşıyayız, ancak burada LCD kristalleri veya arka ışık lambalarının izi yok; bunun yerine iki tür parçacıktan oluşan koniler var: negatif yüklü siyah ve pozitif yüklü beyaz. Görüntü, belirli bir potansiyel farkı uygulanarak ve bu mikrokonilerin içindeki parçacıkların yeniden dağıtılmasıyla oluşturulur; bu, aşağıdaki şekilde açıkça gösterilmiştir:


    Yukarıda bir E-Ink ekranının nasıl çalıştığını gösteren bir şema bulunmaktadır, aşağıda böyle bir çalışan ekranın gerçek mikrofotoğrafları bulunmaktadır ()

    Bu birisi için yeterli değilse, elektronik kağıdın çalışma prensibi bu videoda gösterilmektedir:

    E-Ink teknolojisine ek olarak, yalnızca tek tür parçacıkların bulunduğu ve "dolgunun" siyah olduğu SiPix teknolojisi de vardır:


    SiPix ekranının çalışma şeması ()

    "Manyetik" elektronik kağıtla ciddi olarak tanışmak isteyenler için lütfen buraya gidin, bir zamanlar Perst'te mükemmel bir makale vardı.

    Pratik kısım

    Çin telefonu ve Kore akıllı telefonu (direnç sensörü)
    Çin telefonundan kalan kartı ve ekranı "dikkatli" bir tornavidayla söktükten sonra, telefonun anakartında tanınmış bir Koreli üreticinin adını görünce çok şaşırdım:


    Samsung ve Çin telefonu birdir!

    Ekranı dikkatli ve dikkatli bir şekilde parçalarına ayırdım - böylece tüm polarizörler sağlam kaldı, bu yüzden onlarla ve parçalanan nesnenin çalışan büyük kardeşiyle oynamaktan ve optik atölyesini hatırlamaktan kendimi alamadım:


    2 polarizasyon filtresi bu şekilde çalışır: bir konumda ışık akısı pratik olarak bunların içinden geçmez, 90 derece döndürüldüğünde tamamen geçer

    Lütfen tüm aydınlatmanın yalnızca dört küçük LED'e dayalı olduğunu unutmayın (toplam güçlerinin 1 W'tan fazla olmadığını düşünüyorum).

    Sonra uzun süre bir sensör aradım, oldukça kalın bir soket olacağına içtenlikle inandım. Tam tersi ortaya çıktı. Hem Çin hem de Kore telefonlarında sensör, dış panelin camına çok iyi ve sıkı bir şekilde yapıştırılmış birkaç plastik tabakadan oluşur:


    Solda Çin telefon sensörü, sağda Kore telefon sensörü

    Çin telefonunun dirençli sensörü, Güney Kore'deki daha pahalı muadilinin aksine "ne kadar basitse o kadar iyi" şemasına göre yapılmıştır. Yanılıyorsam yorumlarda beni düzeltin, ancak resimde solda tipik bir 4 pinli sensör, sağda ise 8 pinli bir sensör var.

    Çin telefon LCD ekranı
    Çin telefonunun ekranı hala kırık olduğundan, Kore telefonu ise sadece biraz hasar gördüğünden, ilk örnekteki LCD'den bahsetmeye çalışacağım. Ama şimdilik tamamen kırmayacağız ama bir optik mikroskop altında bakalım:


    Bir Çin telefonunun LCD ekranının yatay çizgilerinin optik mikrografı. Sol üstteki fotoğrafta "yanlış" renkler nedeniyle görüşümüze dair bazı yanılgılar var: beyaz ince şerit temas noktasıdır.

    Bir kablo aynı anda iki piksel satırına güç veriyor ve aralarındaki ayırma tamamen alışılmadık bir "elektrik böcek" (sağ alt fotoğraf) kullanılarak düzenleniyor. Tüm bu elektrik devresinin arkasında uygun renklerle boyanmış filtre yolları vardır: kırmızı (R), yeşil (G) ve mavi (B).

    Matrisin kablonun takıldığı yere göre diğer ucunda, benzer bir renk dağılımı, parça numaraları ve aynı anahtarları bulabilirsiniz (eğer birisi yorumlarda bunun nasıl çalıştığını açıklayabilirse, çok güzel olurdu! ):


    Odalar-odalar-odalar...

    Çalışan bir LCD ekranın mikroskop altında görünüşü şöyledir:

    Hepsi bu, artık bu güzelliği görmeyeceğiz, kelimenin tam anlamıyla onu ezdim ve biraz acı çektikten sonra böyle bir kırıntıyı ana kısmı oluşturan iki ayrı cam parçasına "böldüm" ekranın...

    Artık tek tek filtre parçalarına bakabilirsiniz. Üzerlerindeki koyu “noktalardan” biraz sonra bahsedeceğim:


    Gizemli noktalara sahip filtrelerin optik mikrografı...

    Ve şimdi elektron mikroskobuyla ilgili küçük bir metodolojik husus. Aynı renkli şeritler, ancak elektron mikroskobunun ışınının altında: renk kaybolmuştur! Daha önce de söylediğim gibi (örneğin ilk makalede), elektron ışınının renkli bir maddeyle etkileşime girip girmemesi tamamen “siyah beyaz”dır.


    Aynı şeritler gibi görünüyor ama renksiz...

    Bir de diğer tarafa bakalım. Transistörler üzerinde bulunur:


    Optik bir mikroskopta, renkli...


    Ve bir elektron mikroskobu - siyah beyaz görüntü!

    Bu, optik mikroskopta biraz daha kötü görülür, ancak SEM, her bir alt pikselin saçaklarını görmenizi sağlar; bu, aşağıdaki sonuç için oldukça önemlidir.

    Peki bu garip karanlık alanlar nedir? Uzun süre düşündüm, kafamı karıştırdım, birçok kaynak okudum (belki de en erişilebilir olanı Wiki'ydi) ve bu arada, bu nedenle makalenin yayınlanmasını 23 Şubat Perşembe günü erteledim. Ve ulaştığım sonuç bu (belki de yanılıyorum, beni düzeltin!).

    VA veya MVA teknolojisi en basitlerinden biri ve Çinlilerin yeni bir şey bulduklarını sanmıyorum: her alt piksel siyah olmalı. Yani, “normal” durumda (dış etki olmadan) sıvı kristalin yanlış yönlendirildiği ve vermediği gerçeği dikkate alınarak, ışık içinden geçmez (çalışan ve çalışmayan bir ekranın örneği verilmiştir) “Gerekli” polarizasyona göre, her bir ayrı alt pikselin kendi LCD filmine sahip olduğunu varsaymak mantıklıdır.

    Böylece panelin tamamı tek mikro LCD ekranlardan oluşuyor. Her bir alt pikselin kenarlarıyla ilgili not, buraya organik olarak uyuyor. Bu benim için tam da makaleyi hazırlarken beklenmedik bir keşif oldu!

    Kore telefonunun ekranını kırdığıma pişman oldum: Sonuçta çocuklara ve fakültemize gezi için gelenlere bir şeyler göstermemiz gerekiyor. Görülecek başka ilginç bir şey olduğunu sanmıyorum.

    Ayrıca, zevkinize göre, önde gelen iki iletişim cihazı üreticisinin piksellerinin "organizasyonuna" bir örnek vereceğim: HTC ve Apple. iPhone 3, nazik bir insan tarafından ağrısız bir operasyon için bağışlandı ve HTC Desire HD aslında benim:


    HTC Desire HD ekranın fotomikrografları

    HTC ekranı hakkında küçük bir not: Özel olarak bakmadım ama üstteki iki mikrofotoğrafın ortasındaki bu şerit aynı kapasitif sensörün parçası olabilir mi?!


    iPhone 3 ekranının mikrofotoğrafları

    Hafızam beni yanıltmıyorsa, HTC'nin süper LCD ekranı var, iPhone 3'ün ise normal LCD'si var. Retina Ekran adı verilen, yani sıvı kristali değiştirmek için her iki kontağın aynı düzlemde bulunduğu bir LCD olan Düzlem İçi Anahtarlama - IPS, iPhone 4'te zaten kuruludur.

    Umarım yakın zamanda farklı ekran teknolojilerinin 3DNews desteğiyle karşılaştırılması konusunda bir makale yayınlanır. Şimdilik, HTC ekranının gerçekten sıra dışı olduğu gerçeğini belirtmek istiyorum: bireysel alt piksellerdeki kişiler, iPhone 3'ün aksine standart olmayan bir şekilde - bir şekilde üstte yerleştirilmiştir.

    Ve son olarak, bu bölümde, bir Çin telefonu için bir alt pikselin boyutlarının 50 x 200 mikrometre, HTC'nin 25 x 100 mikrometre ve iPhone'un 15-20 x 70 mikrometre olduğunu ekleyeceğim.

    Ünlü bir Ukraynalı üreticiden E-Ink
    Belki banal şeylerle - "pikseller" veya daha doğrusu görüntünün oluşturulmasından sorumlu hücrelerle başlayalım:


    Bir E-Ink ekranın aktif matrisinin optik mikrografı

    Böyle bir hücrenin boyutu yaklaşık 125 mikrometredir. Matrise uygulandığı camdan baktığımız için sizden "arka plandaki" sarı katmana dikkat etmenizi rica ediyorum - bu, daha sonra kurtulmamız gereken altın kaplamadır.


    Ambaraja doğru ilerleyin!


    Yatay (sol) ve dikey (sağ) “girişlerin” karşılaştırılması

    Diğer şeylerin yanı sıra, cam alt tabaka üzerinde pek çok ilginç şey keşfedildi. Örneğin, görünüşe göre ekranı üretimde test etmek için tasarlanan konum işaretleri ve kontaklar:


    İşaretlerin ve test pedlerinin optik mikrografları

    Elbette bu sık sık olmaz ve genellikle bir kazadır, ancak bazen ekranlar bozulur. Örneğin, insan saçı kalınlığından daha az olan bu zar zor fark edilen çatlak, sizi havasız Moskova metrosunda Foggy Albion hakkında en sevdiğiniz kitabı okuma sevincinden sonsuza kadar mahrum bırakabilir:


    Ekranlar kırılıyorsa birisinin buna ihtiyacı var demektir... Mesela bana!

    Bu arada, işte bahsettiğim altın - mürekkeple yüksek kaliteli temas için hücrenin "alt" pürüzsüz alanı (bunlar hakkında daha fazla bilgi aşağıda). Altını mekanik olarak çıkarıyoruz ve sonuç şu:


    Çok cesaretin var. Bakalım neye benziyorlar! (İle)

    Aktif matrisin kontrol bileşenleri, eğer buna böyle diyebilirseniz, ince bir altın filmin altında gizlenir.

    Ama elbette en ilginç şey “mürekkebin” kendisidir:


    Aktif matrisin yüzeyindeki mürekkebin SEM mikrografı.

    Elbette, içine bakıp "beyaz" ve "siyah" pigment parçacıklarını görmek için en az bir tahrip edilmiş mikrokapsül bulmak zordur:

    Elektronik “mürekkep” yüzeyinin SEM mikrografı


    "Mürekkebin" optik mikrografı

    Yoksa içeride hâlâ bir şey mi var?


    Ya yok edilmiş bir küre ya da destekleyici polimerden yırtılmış

    Bireysel topların boyutu, yani E-Ink'teki bir alt pikselin bir benzeri, yalnızca 20-30 mikron olabilir; bu, LCD ekranlardaki alt piksellerin geometrik boyutlarından önemli ölçüde daha düşüktür. Böyle bir kapsülün yarı boyutunda çalışabilmesi koşuluyla, iyi, yüksek kaliteli E-Ink ekranlarda elde edilen görüntü, LCD'den çok daha hoştur.

    Ve tatlı olarak E-Ink ekranlarının mikroskop altında nasıl çalıştığına dair bir video.