+7(495)755-55-60
+7(800)555-51-52
бесплатно по России
Ваш личный
эксперт
в электронике
Мы Вам перезвоним
Регистрация
  • Имя

  • E-mail

Статьи

LCD-дисплеи

ЖК-дисплеи
Способность жидких кристаллов изменять поляризацию проходящего через них света лежит в основе работы жидкокристаллических дисплеев

Первые ЖК-дисплеи появились около тридцати лет назад, хотя сам эффект был открыт раньше, и использовались для цифробуквенной индикации в часах, калькуляторах и измерительных приборах. Затем появились матричные дисплеи, которые теоретически могли воспроизводить черно-белое видеоизображение. В 1987 фирмой Sharp был показан первый карманный телевизор с цветным дисплеем размером три дюйма по диагонали.

Наиболее распространенный сегодня тип ЖК-дисплея, который используется в большинстве ноутбуков, мониторов, телевизоров, — это активная матрица. В такой матрице используются микротранзисторы TFT, которые открывают и закрывают индивидуальную ячейку. Зля каждого пикселя цветного изображения таких ячеек три по числу основных цветов. У предыдущего поколения ЖК-дисплеев (пассивная матрица) управляющий сигнал подводился к шине строки и элемента в строке, а потому ее быстродействие было мало для воспроизведения видео. Типичный активный матричный TFT-дисплей — единая жидкокристаллическая панель-матрица, выполненная по технологии TFT. Производство такой матрицы очень сложно, поскольку брак недопустим, то нужно, чтобы все транзисторы работали. А для стандартного ЖК-дисплея с разрешением 800x600 пикселей (режим SVGA) число отдельных транзисторов составляет 1440000. TFT-дисплеи характеризуются небольшим временем задержки, что позволяет получать изменение изображения практически в реальном времени (пригодность для передачи видео, то есть телевидения) и с хорошим отношением контрастности. Благодаря таким характеристикам воспроизведение видеоизображения происходит без потери качества. Активные матрицы характеризуются большей яркостью, насыщенностью и четкостью создаваемого изображения по сравнению с пассивными матрицами. Для лучших моделей ЖК-панелей уже достигнуто время отклика около 16 мс.

Структура современного ЖК-дисплея похожа на многослойный пирог. Собственно слой жидких кристаллов располагается между двумя полированными прозрачными панелями, сделанными из свободного от натрия и очень чистого стекла, на которые нанесены прозрачные электроды и управляющие каждой ячейкой структуры TFT. На стеклянных панелях имеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им специальную ориентацию. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всех ячейках. С двух сторон от стекол находятся поляризаторы, оси которых перпендикулярны. Это требуется потому, что плоскость поляризации светового луча поворачивается на 90o при прохождении ЖК-слоя. С внешней стороны располагаются светофильтры, с помощью которых формируются пиксели из трех ячеек основных цветов (RGB) ЖК-панель для телевизоров и мониторов освещается источником света сзади, то есть работает на прохождение света. Свет от лампы подсветки, пройдя поляризатор и стеклянную пластину, попадает в слой жидкого кристалла. Если на элементарную ячейку не подано напряжение, то при прохождении света через слой жидкого кристалла его поляризация поворачивается в соответствии с поворотом оптической оси кристалла. В результате на выходе свет пройдет через второй поляризатор, и этот пиксель дисплея выглядит для наблюдателя светлым. Если же на электроды пиксельной ячейки подано напряжение, то свет пройдет слой жидкого кристалла, не изменив своей поляризации, и поляризатор на выходе не пропустит его. Этот пиксель будет выглядеть черным на светлом фоне. Главная особенность ЖК-дисплеев по сравнению с кинескопами — это цифровой способ представления изображения. То есть каждому пикселю экрана должен соответствовать свой цифровой образ в потоке данных. Аналоговый сигнал телевизионного тюнера перед подачей на дисплей преобразуется в цифровой с разрешением, которое дисплей физически может отобразить. При подключении цифрового источника необходимо соответствие разрешения, поскольку пересчет при масштабировании приведет к деградации качества изображения (в первую очередь это потеря четкости). С цифровым представлением изображения связано и преимущество ЖК-дисплеев — у них отсутствуют геометрические искажения.

Еще совсем недавно коммерчески выгодными ЖК-телевизорами были модели с экраном 13, 15 и 20 дюймов, то есть применение ЖК ограничивалось сферой персональных продуктов, В настоящее время на рынке уже есть 30- и 37-дюймовые широкоформатные модели. Потребители все чаще рассматривают ЖК-мо-дели как семейные продукты и все чаще покупают их в качестве основных телевизоров в гостиную. В настоящее время годовой рынок ЖК-телевизоров исчисляется 2-3 миллионами штук, что составляет всего 2% от общего 130-миллионного рынка телевизоров. Таким образом, существует достаточный запас для развития доли ЖК-моделей. Дело в том, что они обеспечивают хорошее качество и постоянно дешевеют. Более того, уже есть примеры создания ЖК-панелей с разрешением 200 пикселей/дюйм — такое разрешение в кинескопе уже физически невозможно. Многие ведущие производители намерены прекратить выпуск кинескопных телевизоров больших форматов уже к 2005 году.

Жидкими кристаллами называют вязкие анизотропные жидкости, которые состоят из молекул, сохраняющих определенный порядок в своем расположении относительно друг друга. Анизотропия — зависимость физических свойств вещества от направления. Например, атомы в молекулах могут располагаться вдоль определенной оси, и также продолговатые молекулы ориентируются в жидком кристалле, как в твердом — вдоль некого направления. Эти направления в жидких и твердых кристаллах называются оптическими осями, так как с их существованием связаны замечательные свойства этих материалов (двойное лучепреломление, поворот плоскости поляризации света и др.). В отличие от твердых кристаллов, где оптические оси жестко закреплены, в жидких кристаллах направление оптических осей можно легко изменять с помощью внешнего электрического поля. Для управления оптическими свойствами жидких кристаллов требуются весьма малые напряжения. В действительности слой жидкого кристалла имеет конечную толщину (около 0,01 мм) и относительно жесткую ориентацию молекул на твердой поверхности, ограничивающей слой. Поэтому отклоняющее действие поля вступает в противоборство со стабилизирующим действием упругих сил. Фактически отклонение оптической оси в слое жидко го кристалла начинается тогда, когда крутящий момент электрических сил станет больше вращающего момента упругих сил. Существует определенный порог разности потенциалов (около 1 В), выше которого уже нетрудно управлять оптической осью в разнообразных жидкокристаллических индикаторах. Это объясняется тем, что все молекулы жидких кристаллов взаимосвязаны и ориентированы одинаково, и достаточно повернуть одну из них, чтобы весь коллектив молекул изменил свою ориентацию.

Каждый элемент изображения образуют три ячейки первичных цветов
Структура жидкокристаллического дисплея

ASV (Advanced Super View) - ЖК-структура, обеспечивающая увеличение до 170o угла обзора по вертикали и горизонтали. ЖК-панели с ASV используются в ТВ серии Aquos (Sharp).
S-IPS (Super In Plane Switching) — конструкция и режим работы ЖК-панели, при котором молекулы нематика управляются напряжением двух электродов, расположенных на одной стеклянной подложке в отличие от TN- и VA-панелей с электродами на двух стеклах. Обеспечивает увеличение угла обзора до 170o (LG/Philips).
TN (Twisted Nematic) — ЖК-дисплей с нематическими жидкими кристаллами; нематики — это один из видов кристаллических структур, которые способны поворачивать ось поляризации света на 90o.
TFT (Thin Film Transistor) — тонкопленочный транзистор (толщина пленки составляет от 0,01 до 0,1 мкм); в ЖК-дисплеях обычно используются полевые транзисторы
VA (Vertical Alignment) — один из видов ЖК-структуры (нематик) с вертикальной ориентацией молекул
Большинство современных ЖК-панелей принадлежат к шестому поколению. Основные изготовители уже подготавливают производство панелей 7 поколения (Samsung, All Optronics) и даже 7.5 (LG.Philips LCD, Sharp, HannStar, CPT, Quanta Display). Для седьмого поколения подложка имеет стандартный размер 1870x2200 мм, и она может быть нарезана на двенадцать 32-дюймовых, восемь 40-дюймовых или шесть 46-дюймовых дисплеев. Для поколения 7.5 размер больше, но зависит от производителя. На сегодня наибольший размер анонсировал (производство начнется не ранее 2006 года) Sharp — 2200x2600 мм. Из такой подложки уже можно сделать пятнадцать 32-дюймовых, восемь 42-дюймовых или шесть 50-дюймовых панелей.

Кроме того, стоят и другие проблемы: увеличение качества и уменьшение стоимости ЖК-панелей. Один из наиболее важных вопросов — это питание. Потребление кинескопных телевизоров слабо зависит от размера трубки, однако для ЖК как раз прослеживается четкая зависимость, и увеличение существенно. Таким образом, разница в энергопотреблении между кинескопными и ЖК-телевизорами сокращается с увеличением размеров экрана.


Использование данных материалов допускается только с разрешения автора.


Автор: Юрий БИРЮКОВ, Алексей ГРУДИНИН

Источник: Stereo&Video июнь/2004


Возврат к списку Обсудить

Пока отзывов нет, Ваш отзыв станет первым.

   На сегодняшний день защита персональных данных является одним из приоритетных направлений в обеспечении информационной безопасности большинства компаний. Это не только показатель надежности и солидности любой уважающей себя организации, но и требование бизнеса и законодательства. Необходимость обеспечения безопасности персональных данных в наше время ― объективная реальность, поэтому они нуждаются в самой серьезной защите. Каждая компания непременно хранит и обрабатывает данные о сотрудниках, клиентах, партнерах и поставщиках. Утечка или несанкционированное изменение персональных данных приводит к невосполнимому ущербу и даже потере репутации. Кроме того, государство требует от организаций обеспечить надежную защиту персональных данных. В январе 2007 года вступил в силу Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2006 г. N 152-ФЗ «О персональных данных», который регулирует отношения, связанные с обработкой, хранением и передачей сведений.

    Действуя строго в рамках законодательства и понимая всю важность этого вопроса, Интернет-магазин PULT.ru в полной мере защищает интересы своих сотрудников, клиентов, партнеров и поставщиков и обеспечивает максимальную конфиденциальность их персональных данных. С нами работать безопасно и надежно!

Максимальное количество товаров для сравнения 50.

Для дальнейшего добавления необходимо удалить часть из уже находящихся в сравнении товаров.

Перейти на страницу сравнения