Dom > Izložba > Sadržaj

Prikaz tekućeg kristala

Apr 24, 2017

Pregled


QQ 截图 20170424183043.jpg

LCD zaslon koji se koristi kao ploča s obavijestima za putnike.


Svaki piksel LCD-a tipično se sastoji od sloja molekula poravnanih između dvije prozirne elektrode, i dva polarizirajuća filtra (paralelna i okomita), čije su osi prijenosa (u većini slučajeva) okomite jedna na drugu. Bez tekućeg kristala između polarizirajućih filtara, svjetlost koja prolazi kroz prvi filtar bi bila blokirana drugim (prekriženim) polarizatorom. Prije primjene električnog polja, orijentacija molekula tekućeg kristala određuje se poravnavanjem na površinama elektroda. U napetom nematickom (TN) uređaju smjerovi poravnavanja površine na dvije elektrode su okomiti jedni na druge, i tako se molekule organiziraju u spiralnoj strukturi ili twist. To uzrokuje rotaciju polarizacije incidentne svjetlosti, a uređaj izgleda sivo. Ako je primijenjeni napon dovoljno velik, molekule tekućih kristala u središtu sloja gotovo su potpuno nepromijenjene, a polarizacija incidentne svjetlosti ne rotira dok prolazi kroz sloj tekućeg kristala. Ta će se svjetlost uglavnom polarizirati okomito na drugi filtar, i time biti blokirana i piksel će izgledati crno. Kontroliranjem napona koji se primjenjuje preko tekućeg kristalnog sloja u svakom pikselu, svjetlost se može dopustiti da prođe u različitim količinama tako da čini različite razine sive. Sustavi LCD boja koriste istu tehniku, s filtrima boja koji se koriste za generiranje crvenih, zelenih i plavih piksela.


QQ 截图 20170424183255.jpg

LCD s gornjim polarizatorom uklonjenim s uređaja i postavljen na vrh, tako da su polarizeri na vrhu i na dnu okomiti.


Optički učinak TN uređaja u naponskom stanju je daleko manje ovisna o promjenama u debljini uređaja nego u stanju napona. Zbog toga se TN prikazuje s malim sadržajem informacija, a pozadinsko osvjetljenje obično se ne pokreće između prekriženih polarizatora tako da izgledaju svijetle bez napona (oko je mnogo osjetljiviji na varijacije u mračnom stanju od svijetlog stanja). Budući da se većina LCD zaslona u 2010. godini koristi u televizorima, monitorima i pametnim telefonima, imaju matrične matrice visoke razlučivosti piksela za prikazivanje proizvoljnih slika pomoću pozadinskog osvjetljenja s tamnom pozadinom. Ako se ne prikazuje slika, koriste se različiti uređaji. U tu svrhu, TN LCD uređaji rade između paralelnih polarizatora, dok IPS LCD uređaji imaju prekrižene polarizacije. U mnogim aplikacijama IPS LCD uređaji zamijenili su TN LCD zaslone, posebice u pametnim telefonima kao što su iPhone uređaji. I tekući kristalni materijal i materijal s poraznim slojem sadrže ionske spojeve. Ako se dugo vremena primjenjuje jedno električno polje jedne posebne polarnosti, ovaj ionski materijal privlači površine i degradira performanse uređaja. To se izbjegava bilo primjenom izmjenične struje ili preokretanjem polariteta električnog polja dok je uređaj adresiran (reakcija sloja tekućeg kristala je identična, bez obzira na polarnost primijenjenog polja).



QQ 截图 20170424183335.jpg

Digitalni sat s LCD zaslonom.


Prikazuje se za mali broj pojedinačnih znamenki ili fiksnih simbola (kao u digitalnim satovima i džepnim kalkulatorima) koji se mogu provesti s nezavisnim elektrodama za svaki segment. Nasuprot tome, potpune alfanumeričke ili varijabilne grafičke zaslone obično se provode pomoću piksela raspoređenih kao matrica koja se sastoji od električno povezanih redova na jednoj strani LC sloja i stupaca s druge strane, što omogućuje adresiranje svakog piksela na križanjima. Opća metoda adresiranja matrice sastoji se od sekvencijalnog adresiranja jedne strane matrice, na primjer odabira redaka jednog po jednog i primjene informacija o slici s druge strane na stupovima redom po redak. Detalje o različitim shemama adresiranja matrice potražite u pasivnoj matrici i LCD adresi aktivne matrice.


Povijest

1880-1960

Porijeklo i složena povijest tekućih kristalnih prikaza iz perspektive zatvorenika tijekom ranih dana opisali su Joseph A. Castellano u tekućem zidu: priča tekućih kristalnih zaslona i stvaranje industrije. Još jedno izvješće o podrijetlu i povijesti LCD-a iz različitih perspektiva do 1991. objavilo je Hiroshi Kawamoto, dostupan u IEEE Povijesnom centru. Opis švicarskih doprinosa LCD razvoju, napisao Peter J. Wild, može se pogledati kao IEEE First-Hand Povijest. Friedrich Reinitzer (1858-1927) otkrio je tekuću kristalnu prirodu kolesterola iz mrkve (tj. Dvije točke topljenja i generaciju boja) i objavila svoje nalaze na sastanku Bečkog kemijskog društva 3. svibnja 1888. godine ( F. Reinitzer: Beiträge zur Kenntniss des Cholesterins, Monatshefte für Chemie (Wien), 9, 421-441 (1888). 1904. Otto Lehmann objavljuje svoj rad "Flüssige Kristalle" (Liquid Crystals). Godine 1911. Charles Mauguin prvi put eksperimentirao je s tekućim kristalima koji su bili zatvoreni između ploča u tankim slojevima.

Godine 1922. Georges Friedel opisao je strukturu i svojstva tekućih kristala i klasificirao ih u tri vrste (nematike, smektike i kolesteri). Godine 1927. Vsevolod Frederiks osmislio je električni preklopni svjetlosni ventil, zvan Fréedericksz tranzicija, bitni učinak svih LCD tehnologija. Godine 1936. tvrtka Marconi Wireless Telegraph patentirala je prvu praktičnu primjenu tehnologije "Tekući kristalni valoviti ventil". Godine 1962. prva je glavna publikacija engleskog jezika na temu "Molekularna struktura i svojstva tekućih kristala", dr. George W. Gray. Godine 1962. Richard Williams iz RCA-a je utvrdio da tekući kristali imaju zanimljive elektrooptičke karakteristike i da je ostvario elektrooptički učinak generiranjem uzoraka pruge u tankom sloju tekućeg kristala primjenom napona. Ovaj se učinak temelji na elektrohidrodinamičkoj nestabilnosti koja stvara ono što se sada naziva "Williams domene" unutar tekućeg kristala.

Godine 1964. George H. Heilmeier, koji je tada radio u RCA laboratorijima o učinku koji je otkrio Williams, postigao je prebacivanje boja polaganim poravnavanjem dikroičnih boja u homeotropno orijentiranom tekućem kristalu. Praktični problemi s ovim novim elektro-optičkim učinkom učinili su Heilmeier dalje raditi na raspršenim efektima u tekućim kristalima i konačno postizanju prvog zaslona tekućeg kristala na temelju onoga što je nazvao dinamičkim raspršenim načinom (DSM). Primjena napona na DSM zaslon prebacuje početno jasan prozirni sloj tekućeg kristala u mliječno mutno stanje. DSM zasloni mogu raditi u transmisivnom i reflektirajućem načinu rada, ali su im potrebna znatna struja za njihov rad. George H. Heilmeier uveden je u Nacionalnu kuću slavnih izumitelja i zaslužan je za izum LCD-a. Heilmeierov rad je IEEE Milestone. Krajem šezdesetih, pionirski rad na tekućim kristalima poduzima britanski Royal Radar Establishment u Malvern, Engleska. Tim u RRE-u podržao je rad Georgea Williama Graya i njegovog tima na Sveučilištu u Hullu koji su konačno otkrili tekući kristali cijanobipenila koji su imali ispravnu stabilnost i temperaturne osobine za primjenu na LCD zaslonima.


1970-1980

Dana 4. prosinca 1970. godine, u patentu Hoffmann-LaRoche u Švicarskoj (švicarski patent br. 532 261), Wolfgang Helfrich i Martin Schadt (tada za Centralni istraživački laboratoriji) izumitelji. Hoffmann-La Roche tada je licencirao izum švicarskom proizvođaču Brownu, Boveri & Cie koji je tijekom sedamdesetih godina prošlog stoljeća izradio zaslone za ručni sat i japanskoj elektronici, koja je ubrzo izradila prve digitalne kvarcne ručne satove s TN-LCD i brojnim drugim proizvodima. James Fergason, dok je radio s Sardari Arorom i Alfredom Saupeom na Kent State Universityu Liquid Crystal Institute, podnio je identičan patent u Sjedinjenim Državama 22. travnja 1971. godine. Tvrtka Fergason ILIXCO (sada LXD Incorporated) 1971. godine proizvodi prve LCD zaslone Na TN-efekt, koji je uskoro zamijenio slabije kvalitete DSM tipova zbog poboljšanja nižih radnih napona i manje potrošnje energije. Godine 1972. prva ploča zaslona s tekućim kristalima s aktivnom matricom proizvedena je u Sjedinjenim Državama od strane tima T. Peter Brody u Westinghouseu, u Pittsburghu, Pennsylvania. Godine 1983, istraživači Brown, Boveri & Cie (BBC), Švicarska, izumili su super-uvijenu nematičku (STN) strukturu za pasivne matrice adresirane LCD zaslone. H. Amstutz i sur. Bili su navedeni kao izumitelji u odgovarajućim patentnim prijavama podnesenim u Švicarskoj 7. srpnja 1983. i 28. listopada 1983. Patenti su odobreni u Švicarskoj CH 665491, Europe EP 0131216, US Patentu 4,634,229 i mnogim drugim zemljama.

Godine 1988., Sharp Corporation predstavio je TFT LCD zaslon u punoj boji s aktivnim matricama od 14 inča. To je dovelo do japanskog pokretanja LCD industrije koja je razvila velike LCD zaslone, uključujući TFT monitore i LCD televizore. Krajem 1990-ih, LCD industrija počela se prebacivati iz Japana, prema Južnoj Koreji i Tajvanu.


1990-ih-2010-

Godine 1990., pod različitim naslovima, izumitelji su zamislili elektrooptičke efekte kao alternativu LCD-a (TN- i STN-LCD) koji su bili uvrnuti nematski polje. Jedan je pristup bio uporaba interdigitalnih elektroda na jednoj staklenoj podlozi samo da bi se proizvelo električno polje u biti paralelno sa staklenim supstratima. Da biste u potpunosti iskoristili svojstva ove tehnologije prebacivanja u zrakoplov (IPS), potrebno je dalje raditi. Nakon temeljite analize, detalji pogodnih izvedbi podneseni su u Njemačkoj od Guenter Baur i sur. I patentiran u raznim zemljama. Fraunhofer institut u Freiburgu, gdje su izumitelji radili, dodjeljuje ove patente Merck KGaA, Darmstadt, dobavljaču LC supstanci. Godine 1992., ubrzo nakon toga, inženjeri tvrtke Hitachi razrađuju razne praktične detalje IPS tehnologije za povezivanje matrice s tranzistorima tankog filma kao matricu i kako bi se izbjegla neželjena zalutala polja između piksela. Hitachi također poboljšava ovisnost o kutu gledanja dodatno optimiziranjem oblika elektroda (Super IPS). NEC i Hitachi postaju rani proizvođači aktivnih matrica adresiranih LCD zaslona temeljenih na IPS tehnologiji. Ovo je prekretnica za implementaciju LCD zaslona velikog zaslona koji imaju prihvatljive vizualne performanse za ravnopravne računalne monitore i televizijske zaslone. Godine 1996., Samsung je razvio tehniku optičkih uzoraka koji omogućuje LCD više zaslona. Prekidač s više domena i u avionu kasnije ostaju dominantni LCD projekti tijekom 2006. U četvrtom tromjesečju 2007. LCD televizori prvi put su nadmašili CRT u svjetskoj prodaji. Proizvođači LCD televizora projicirali su da će 50% 200 milijuna TV-a biti isporučeno na globalnoj razini u 2006. godini, prema Display Bank. U listopadu 2011. Toshiba je najavio 2560 × 1600 piksela na LCD zaslonu od 155 inča (6,1 inča), prikladan za uporabu u tablet računala, posebno za prikaz kineskih znakova.


Osvjetljenje

Budući da LCD ploče ne proizvode vlastitu svjetlost, one zahtijevaju vanjsko svjetlo za stvaranje vidljive slike. U "transmisivnom" tipu LCD-a, ovo svjetlo se nalazi na stražnjem dijelu stakla "stog" i naziva se pozadinskim osvjetljenjem. Dok se pasivni matrični zasloni obično ne osvjetljavaju pozadinskim osvjetljenjem (npr. Kalkulatori, ručni satovi), zasloni aktivne matrice gotovo uvijek jesu.


Zajedničke primjene LCD tehnologije pozadinskog osvjetljenja su:


QQ 截图 20170424183357.jpg

18 paralelnih CCFL-ova kao pozadinskog osvjetljenja za 42-inčni LCD TV


CCFL: LCD zaslon svijetli bilo s dvije fluorescentne svjetiljke hladne katode postavljene na suprotnim rubovima zaslona ili s nizom paralelnih CCFL iza većih zaslona. Raspršivač raspršuje svjetlo ravnomjerno preko cijelog zaslona. Ta se tehnologija godinama koristila gotovo isključivo. Za razliku od bijelih LED dioda, većina CCFL-ova ima jednoliku bijelu spektralnu snagu koja rezultira boljim rasponom boja za zaslon. Međutim, CCFL-ovi su manje energetski učinkoviti od LED dioda i zahtijevaju nešto skupi pretvarač za pretvaranje bilo kojeg istosmjernog napona koji uređaj koristi (obično 5 ili 12 V) do ~ 1000 V potreban za osvjetljavanje CCFL. Debljina transformatora pretvarača također ograničava koliko je tanki zaslon moguće.


EL-WLED: LCD zaslon svijetli redom bijelih LED postavljenih na jedan ili više rubova zaslona. Svjetlosni difuzor se zatim koristi za ravnomjerno rasprostiranje svjetla na cijelom zaslonu. Od 2012. ovaj je dizajn najpopularniji u stolnim računalnim monitorima. Omogućuje najtanje zaslone. Neki LCD monitori koji koriste ovu tehnologiju imaju značajku pod nazivom "Dynamic Contrast", gdje je pozadinsko osvjetljenje prigušeno najsvjetlijom bojom koja se pojavljuje na zaslonu, omogućujući omjer kontrasta od 1000: 1 LCD zaslona na različite intenzitete svjetlosti, što rezultira Kontrastni omjer "30000: 1" vidljiv u oglašavanju na nekim od tih monitora. Budući da slike na računalu obično imaju punu bjelinu negdje na slici, pozadinsko osvjetljenje će obično biti u punom intenzitetu, čineći ovu "značajku" uglavnom marketinški zamah.


Polje WLED: LCD zaslon je osvijetljen punim nizom bijelih LED dioda smještenih iza diffuzora iza ploče. LCD zasloni koji koriste ovu implementaciju obično imaju mogućnost zamagljivanja LED-a u tamnim područjima slike koja se prikazuje, čime se povećava kontrast omjera zaslona. Od 2012, ovaj dizajn dobiva veći dio svoje koristi od upscale, veće-screen LCD televizora.

RGB-LED: Slično WLED polju, osim što je ploča osvijetljena punim nizom RGB LED-a. Dok se zasloni s bijelim LED lampama obično imaju slabije boja od CCFL osvijetljenih zaslona, ploče s rasvjetom s RGB LED-ima imaju vrlo širok gamut u boji. Ova implementacija je najpopularnija na profesionalnim grafičkim LCD zaslonom. Od 2012, LCD u ovoj kategoriji obično košta više od 1000 USD.

Danas većina LCD zaslona osmišljena je s LED pozadinskim osvjetljenjem umjesto tradicionalnog pozadinskog osvjetljenja CCFL.


Povezivanje s drugim krugovima


QQ 截图 20170424183409.jpg

Ružičasti elastomerički spojnik koji pali LCD ploču na tragove pločica, prikazan pokraj ravnala na centimetarskoj skali. (Vodljivi i izolacijski slojevi u crnoj traci vrlo su mali, kliknite na sliku za više detalja.)


LCD ploče obično koriste tankoslojno metalno vodljive putove na staklenoj podlozi kako bi oblikovali ćelije da upravljaju pločom. Obično nije moguće koristiti tehnike lemljenja kako bi se ploča izravno spojila na zasebnu pločicu bakrene trake. Umjesto toga, sučelje se postiže pomoću ljepljive plastične vrpce s vodljivim tragovima zalijepljenim na rubove LCD zaslona ili s elastomernim priključkom, koji je traka od gume ili silikona s izmjeničnim slojevima vodljivih i izolacijskih puteva, prešanih između kontaktnih jastučića na LCD i dodirni dodir s dodirima na ploči s pločicom.


Pasivna i aktivna matrica


QQ 截图 20170424183419.jpg

Prototip pasivne matrice STN-LCD s 540x270 piksela, Brown Boveri Research, Švicarska, 1984.


Jednobojni i kasniji pasivni matrični LCD zasloni u boji su bili standardni u većini ranih prijenosnika (iako nekoliko prikazanih plazma zaslona) i izvorni Nintendo Game Boy do sredine 1990-ih, kada je aktivna matrica boja postala standardna na svim prijenosnim računalima. Komercijalno neuspješni Macintosh Portable (izdan 1989.) bio je jedan od prvih koji je koristio aktivni matrični zaslon (iako još uvijek crno-bijeli). LCD zasloni s pasivnom matricom i dalje se koriste u 2010-ima za manje zahtjevne aplikacije od prijenosnih računala i televizora, kao što su jeftini kalkulatori. Konkretno, one se koriste na prijenosnim uređajima gdje se treba prikazati manji sadržaj informacija, najmanju potrošnju energije (bez pozadinskog osvjetljenja) i niske cijene, ili je potrebna čitljivost pri izravnoj sunčevoj svjetlosti.


Prikazane strukture s pasivnom matricijom koriste se super-upletenom nematičnom STN (izumio Brown Boveri Research Center u Baden, Švicarska 1983, objavljeni su znanstvene pojedinosti) ili dvoslojne tehnologije STN (DSTN) Problem s prebacivanjem boja s bivšim) i boja-STN (CSTN) u kojem je dodana boja pomoću unutarnjeg filtra. STN LCD uređaji optimizirani su za adresiranje pasivne matrice. Oni pokazuju oštriji prag signala od kontrasta i napona od originalnih TN LCD zaslona. To je važno jer pikseli podliježu djelomičnim naponom čak i dok nisu odabrani. Preklapanje između aktiviranih i neaktiviranih piksela mora biti pravilno obrađen tako da zadrži RMS napon neaktiviranih piksela ispod praga napona, dok aktivirani pikseli podliježu naponima iznad praga. STN LCD-ovi moraju se kontinuirano osvježavati tako da se izmjenični pulsni naponi jedne polarnosti tijekom jednog okvira i impulse suprotne polarnosti tijekom sljedećeg okvira. Pojedinačni pikseli rješavaju se odgovarajućim krugovima redaka i stupaca. Ova vrsta zaslona naziva se pasivna matrica, jer pixel mora zadržati svoje stanje između osvježavanja bez prednosti stalnog električnog naboja. Kako se broj piksela (i odgovarajuće stupaca i redaka) povećava, ova vrsta prikaza postaje manje izvediva. Usporena vremena odziva i slab kontrast tipični su za adresirane LCD zaslone s previše piksela.

U 2010-ima, nestandardni (bistabilni) LCD zasloni ne zahtijevaju kontinuirano osvježavanje. Ponovni prepoznavanje potreban je samo za promjene podataka o slici. Potencijalno, adresiranje pasivne matrice može se koristiti s tim novim uređajima, ako su njihove karakteristike pisanja / brisanja prikladne. Zasloni u boji visoke razlučivosti, poput modernih LCD monitora i televizora, koriste strukturu aktivne matrice. Matrice tankoslojnih tranzistora (TFT) dodaju se na elektrode u dodiru s LC slojem. Svaki piksel ima svoj posvećeni tranzistor, omogućujući svakoj liniji stupca pristupanje jednom pikselu. Kada se odabere redak redaka, sve linije stupaca povezane su s redom piksela i naponi koji odgovaraju informacijama o slici prikazani su na svim redovima stupaca. Redak je zatim deaktiviran i odabran je sljedeći redak redaka. Sve linije redaka se odabiru redom tijekom postupka osvježavanja. Prikazani zasloni s aktivnim matricama izgledaju svjetliji i oštriji od pasivnih matrica adresiranih istovjetnih veličina, a obično imaju brže vrijeme odziva, što rezultira puno boljim slikama.


Tehnologije s aktivnim matricama


QQ 截图 20170424183429.jpg

Casio 1,8-inčni TFT LCD zaslon u boji koji se koristi u Sony Cyber-shot DSC-P93A digitalnim kompaktnim fotoaparatima


Twisted nematic (TN)

Twisted nematicni zasloni sadrže tekuće kristale koji se u različitim stupnjevima uvijaju i odmotavaju kako bi se omogućilo da svjetlost prođe. Kada se na TN teku ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć i ne primjenjuje, polarizirana svjetlost prolazi kroz 90 stupnjeva uvijena LC sloj. Razmjerno primijenjenom naponu, tekući kristali poništavaju polarizaciju i blokiraju put svjetla. Pravilnim podešavanjem razine napona moguće je postići gotovo svaku nijansu ili prijenos.


Prekidač u ravnini (IPS)

Prebacivanje u ravnini je LCD tehnologija koja poravnava tekuće kristale u ravnini koja je paralelna sa staklenim podlogama. U ovom postupku, električno polje se primjenjuje preko suprotnih elektroda na istom staklenom supstratu, tako da se tekući kristali mogu preorijentirati (prebaciti) u suštini na istoj ravnini, iako poligonalni polja inhibiraju homogenu reorientaciju. To zahtijeva dva tranzistora za svaki piksel umjesto jednog tranzistora koji je potreban za standardni TFT zaslon s tankim filmom. Prije nego što je LG Enhanced IPS uveden 2009. godine, dodatni tranzistori rezultiraju blokiranjem više prijenosnih površina i time zahtijevaju svjetlije pozadinsko osvjetljenje i troše veću snagu, što ovu vrstu prikaza čini manje poželjnim za prijenosna računala. Trenutno Panasonic koristi poboljšanu verziju eIPS za svoje proizvode LCD televizora velike veličine, kao i Hewlett-Packard u svojoj tabletnoj ploči s TouchPadom s webOS-om i njihovim Chromebookom 11.


IPS LCD vs AMOLED

LG je u 2011. godini tvrdio da smartphone LG Optimus Black (IPS LCD) (LCD NOVA) ima svjetlinu do 700 nita, dok konkurencija ima samo IPS LCD sa 518 nita i dvostruko prikazati OLED (AMOLED) aktivni matricu s 305 nita , LG je također tvrdio da je NOVA zaslon 50 posto učinkovitiji od običnih LCD zaslona i da konzumira samo 50 posto snage AMOLED zaslona pri proizvodnji bijele boje na zaslonu. Kada je u pitanju omjer kontrasta, AMOLED zaslon još uvijek radi najbolje zbog svoje temeljne tehnologije, gdje su crne razine prikazane kao crne boje, a ne kao tamno siva. Dana 24. kolovoza 2011, Nokia je najavio Nokia 701 i također je napravio tvrdnju najsvjetlijeg svjetskog zaslona na 1000 nita. Zaslon je također imao Nokijin Clearblack sloj, poboljšavajući omjer kontrasta i približavajući ga AMOLED zaslonima.


Super prebacivanje u ravninu (S-IPS)

Super-IPS je kasnije uveden nakon preklapanja u zrakoplovu s još boljim vremenom odziva i reprodukcijom boja.


QQ 截图 20170424183440.jpg

Ovaj izgled piksela nalazi se u S-IPS LCD zaslona. Oblik koji se koristi za širenje konusa za gledanje (raspon smjera gledanja s dobrim kontrastom i malim pomakom boje)


Napredno prebacivanje terenskog polja (AFFS)

Poznat kao prekidanje terenskog polja (FFS) do 2003. godine, napredno prebacivanje terenskog polja slično je IPS-u ili S-IPS-u koje nude vrhunske performanse i raspon boja s visokom svjetlosnom snagom. AFFS je razvio tvrtka Hydis Technologies Co., Ltd., Koreja (formalno Hyundai Electronics, LCD Task Force). Primjena aplikacija za prijenosno računalo AFFS smanjuje iskrivljenje boja, a istovremeno zadržava širi kut gledanja za profesionalni zaslon. Promjena boje i odstupanja uzrokovana svjetlosnim curenjem korigira se optimiziranjem bijele skale koja također poboljšava bijelu / sivu reprodukciju. Godine 2004, Hydis Technologies Co., Ltd je licencirala AFFS japanskim Hitachi Displayima. Hitachi koristi AFFS za proizvodnju vrhunskih ploča. Godine 2006. HYDIS je licencirala AFFS Sanyo Epson Imaging Devices Corporation. Ubrzo nakon toga, Hydis je uveo veliku propusnost evolucije AFFS zaslona, nazvanu HFFS (FFS +). Hydis je uveo AFFS + s poboljšanom vidljivošću na otvorenom 2007. godine. AFFS ploče uglavnom se koriste u kokpitu najnovijih komercijalnih zrakoplovnih zaslona. No više se ne proizvodi od veljače 2015.


Okomito poravnanje (VA)

Vertikalni poravnati zasloni su oblik LCD-a u kojima se tekući kristali naravno poravnavaju okomito na staklene podloge. Kada se ne primjenjuje napon, tekući kristali ostaju okomiti na podlogu, stvarajući crni zaslon između prekriženih polarizatora. Kad se napuni napon, tekući kristali se prebacuju u nagnuti položaj, dopuštajući da svjetlost prođe i stvori ekran sive boje, ovisno o količini nagiba generiranog električnim poljem. Ima dublju crnu pozadinu, veći omjer kontrasta, širi kut gledanja i bolju kvalitetu slike pri ekstremnim temperaturama od tradicionalnih obratnih nematičnih zaslona.


Način plave faze

Modeli s LCD zaslonom u bloku su prikazani kao inženjerski uzorci početkom 2008. godine, ali nisu u masovnoj proizvodnji. Fizika LCD modova s plavim fazama sugerira da se mogu postići vrlo kratki rokovi (~ 1 ms), tako da se može realizirati vremenska sekvencijska kontrola boje i skupi filtri boja su zastarjeli.


Kontrola kvalitete

Neke LCD ploče imaju neispravne tranzistore, uzrokujući trajno osvijetljene ili neosvijetljene piksele, koji se obično nazivaju zaglavljeni pikseli ili mrtvi pikseli. Za razliku od integriranih sklopova (IC), LCD ploče s nekoliko neispravnih tranzistora obično su još uvijek korisne. Pravila proizvođača za prihvatljiv broj neispravnih piksela znatno se razlikuju. U jednom trenutku, Samsung je držao politiku nulte tolerancije za LCD monitore prodane u Koreji. Od 2005. godine, Samsung se pridržava manje ograničavajućeg standarda ISO 13406-2. Poznato je da druge tvrtke toleriraju čak 11 mrtvih piksela u svojoj politici.

Politika mrtvih piksela često se žestoko raspravlja između proizvođača i kupaca. Kako bi regulirala prihvatljivost manjkavosti i zaštitila krajnjeg korisnika, ISO je objavio normu ISO 13406-2. Međutim, nisu svi proizvođači LCD-a u skladu s ISO standardom i ISO standard se često interpretira na različite načine. LCD ploče imaju veću vjerojatnost da imaju mane od većine IC-ova zbog njihove veće veličine. Na primjer, SVGA LCD zaslon od 300 mm ima 8 grešaka, a pločica od 150 mm ima samo 3 mana. Međutim, 134 od 137 umre na lisnici će biti prihvatljivo, dok će odbacivanje cijelog LCD zaslona biti 0% -tno. Posljednjih godina poboljšana je kontrola kvalitete. SVGA LCD panel s 4 neispravna piksela obično se smatra neispravnim, a kupci mogu zatražiti zamjenu za novu. Neki proizvođači, osobito u Južnoj Koreji, gdje se nalaze neki od najvećih proizvođača LCD panela, kao što je LG, sada imaju "nula neispravno jamstvo za piksele", što je dodatni proces probira koji tada može odrediti "A" i "B" ploče. Mnogi proizvođači zamijenili bi proizvod čak i s jednim neispravnim pikselom. Čak i ako takva jamstva ne postoje, važno je mjesto neispravnih piksela. Zaslon sa samo nekoliko neispravnih piksela može biti neprihvatljivo ako su neispravni pikseli blizu jedni drugima. LCD ploče također imaju nedostatke poznate kao oblaci (ili manje uobičajene mure), koji opisuju neravnomjerne zakrpe promjena svjetline. Najviše je vidljivo u tamnim ili crnim područjima prikazanih scena.


Zasloni (bistabilni) zasloni

Zenitni bistabilni uređaj (ZBD), koji je razvio QinetiQ (bivši DERA), može zadržati sliku bez napajanja. Kristali mogu postojati u jednoj od dvije stabilne orijentacije ("Crno" i "Bijelo"), a snaga je potrebna samo za promjenu slike. ZBD Displays je tvrtka spin-off tvrtke QinetiQ koja je proizvodila i ZBD uređaje u sivim tonovima i boja. Kent Displays također je razvio ekran "bez napajanja" koji koristi polimer stabiliziranog kolesterinskog tekućeg kristala (ChLCD). U 2009. Kent je pokazao uporabu ChLCD-a za pokrivanje cijele površine mobilnog telefona, omogućujući mu da promijeni boje i zadrži tu boju čak i kad je snaga isključena. Godine 2004. istraživači sa Sveučilišta u Oxfordu pokazali su dvije nove vrste bistabilnih LCD zaslona s nultom snagom zasnovanom na Zenithal bistabilnim tehnikama. Nekoliko bistabilnih tehnologija, kao što je 360 ° BTN i bistabilni kolesterik, ovise uglavnom o rasutom svojstvu tekućeg kristala (LC) i koriste se standardnim čvrstim sidrenjem, s poravnavajućim filmovima i LC smjesama sličnim tradicionalnim monostabilnim materijalima. Druge bistabilne tehnologije, npr. BiNem tehnologija, temelje se uglavnom na površinskim svojstvima i zahtijevaju specifične slabe sidrenje materijala.


Tehnički podaci

1. Razlučivost Razlučivost LCD-a izražava se brojem stupaca i redaka piksela (npr. 1024 × 768). Svaki piksel obično se sastoji od 3 podpiksela, crvene, zelene i plave. To je bila jedna od rijetkih značajki LCD performansi koja je ostala ujednačena među različitim dizajnom. Međutim, postoje novije dizajne koje dijele podpiksere između piksela i dodaju Quattron koji pokušavaju učinkovito povećati percipiranu rezoluciju zaslona bez povećanja stvarne razlučivosti, do miješanih rezultata.

2. Prostorna izvedba: za računalni monitor ili neki drugi zaslon koji se gleda iz vrlo bliskog razmaka, razlučivost se često izražava u smislu točkaste točke ili piksela po inču, što je u skladu s tiskarskom industrijom. Gustoća zaslona varira po aplikaciji, s televizorima koji općenito imaju malu gustoću za gledanje na velikim udaljenostima i prijenosnim uređajima visoke gustoće za detalje u blizini. Kut gledanja LCD-a može biti važan, ovisno o zaslonu i njegovoj upotrebi, ograničenja određenih tehnologija zaslona znače da se zaslon prikazuje točno u određenim kutovima.

3. Vremenska izvedba: vremenska razlučivost LCD zaslona je koliko dobro može prikazati promjenu slike ili točnost i broj prikaza puta u sekundi. LCD pikseli ne utječu na uključivanje / isključivanje između okvira, tako da LCD monitori ne pokazuju treperenje izazvanu osvježavanjem bez obzira na to koliko je brzina osvježavanja slaba. No niža stopa osvježavanja može značiti vizualne predmete poput zamagljivanja ili razmazivanja, osobito kod brzih pokretnih slika. Pojedinačna brzina odziva piksela je također važna jer svi zasloni imaju neku inherentnu latenciju u prikazivanju slike koja može biti dovoljno velika da stvori vizualne artefakte ako se prikazana slika brzo promijeni.

4. Performanse boja: Postoji više pojmova za opisivanje različitih aspekata performansi boja zaslona. Raspon boja je raspon boja koje se mogu prikazati i dubina boja, što je finoća s kojom se raspon boja dijeli. Skala boja je relativno ravno naprijed, ali rijetko se raspravlja u marketinškim materijalima osim na profesionalnoj razini. Imajući raspon boja koji premašuje sadržaj koji se prikazuje na zaslonu nema prednosti, tako da se prikazuju samo za obavljanje unutar ili ispod raspona određene specifikacije. Postoje dodatni aspekti u upravljanju bojama i bojama u boji, kao što je bijela točka i gama korekcija, koja opisuje koja je bijela boja i kako se prikazuju druge boje u odnosu na bijelo.

5. Omjer svjetline i kontrasta: omjer kontrasta je omjer svjetline punog piksela do potpunog piksela. Sam LCD je samo svjetlosni ventil i ne stvara svjetlost; Svjetlost dolazi od pozadinskog osvjetljenja koja je ili fluorescentna ili niz LED dioda. Svjetlina se obično navodi kao maksimalni izlaz svjetla LCD zaslona koji se uvelike razlikuje ovisno o transparentnosti LCD zaslona i svjetlini pozadinskog osvjetljenja. Općenito, svjetlija je bolja, ali uvijek postoji kompromis između svjetline i potrošnje energije.


Prednosti i nedostatci

prednosti

1. Vrlo kompaktan, tanak i lagan, posebno u usporedbi s prostranim, teškim CRT zaslonom.

2. Niska potrošnja energije. Ovisno o postavljenoj svjetlini i sadržaju zaslona koji se prikazuje, stari modeli s pozadinskim osvjetljenjem CCFT-a obično koriste manje od polovice snage koji će koristiti CRT monitor iste veličine, a moderni modeli LED pozadinskog osvjetljenja obično koriste 10-25% Snage koju će koristiti CRT monitor.

3. Mala količina topline koja se emitira tijekom rada zbog niske potrošnje energije.

4. Nema geometrijskih izobličenja.

5. Moguća sposobnost da se malo ili nimalo "treperi", ovisno o tehnologiji pozadinskog osvjetljenja.

6. Obično nema treperenja frekvencije osvježavanja, jer LCD pikseli držite svoje stanje između osvježavanja (obično se radi na 200 Hz ili bržem, bez obzira na brzinu osvježavanja ulaznih podataka).

7. Mnogo tanji od CRT monitora.

8. Oštra slika bez krvarenja ili razmazivanja kada se radi pri nativnoj razlučivosti.

9. Emitira gotovo nijednu neželjenu elektromagnetsku zračnost (u izrazito niskom području frekvencije), za razliku od CRT monitora.

10. Može se izrađivati u gotovo bilo kojoj veličini ili obliku.

11. Nema teorijske granice rezolucije. Kada se više LCD zaslona koristi za stvaranje jedinstvenog platna, svaka dodatna ploča povećava ukupnu razlučivost zaslona, što se obično naziva "složena" razlučivost.

12. Može se izrađivati u velikim veličinama dijagonale preko 150 cm (150 cm)

13. Učinak maskiranja: LCD rešetka može maskirati efekte kvantizacije prostornih i sivih tonova, stvarajući iluziju veće kvalitete slike.

14. Ne utječu na magnetska polja, uključujući Zemljine.

15. Kao prirodno digitalni uređaj, LCD može nativno prikazivati digitalne podatke s DVI ili HDMI priključka bez potrebe pretvorbe u analogni. Neki LCD paneli imaju izvorne svjetlovodne ulaze uz DVI i HDMI.

16. Mnogi LCD monitori napajaju napajanje od 12 V, a ukoliko je ugrađeno u računalo može se napajati pomoću 12 V napajanja.

17. Može se napraviti s vrlo uskim okvirnim okvirima, omogućujući tako da više LCD zaslona bude postavljeno jedno uz drugo kako bi se stvorilo ono što izgleda kao jedan veliki zaslon.


Nedostaci

1. Ograničeni kut gledanja kod nekih starijih ili jeftinijih monitora, što uzrokuje boju, zasićenost, kontrast i svjetlinu, ovisno o položaju korisnika, čak i unutar željenog kuta gledanja.

2. Neravna pozadinsko osvjetljenje u nekim (uglavnom starijim) monitorima, što uzrokuje izobličenje svjetline, osobito prema rubovima.

3. Crne razine možda neće biti toliko tamne koliko je potrebno jer pojedini tekući kristali ne mogu potpuno blokirati prozore svih pozadinskog svjetla.

4. Zaslon bljeskalice na pokretnim objektima uzrokovanim sporim vremenima odziva (> 8 ms) i praćenjem očiju na zaslonu uzorka i zadržavanja, osim ako se ne koristi strobno pozadinsko osvjetljenje. Međutim, ovaj strobing može uzrokovati očne naprezanje, kao što je navedeno sljedeće:

5. Većinu implementacija LCD zaslona koristite modulaciju širine impulsa (PWM) kako bi osvijetlio zaslon, što će zasljepljivanje zaslona učiniti akutnijim (to ne znači vidljivo) od CRT monitora pri 85 Hz frekvenciji osvježavanja (ovo is because the entire screen is strobing on and off rather than a CRT's phosphor sustained dot which continually scans across the display, leaving some part of the display always lit), causing severe eye-strain for some people. Unfortunately, many of these people don't know that their eye-strain is being caused by the invisible strobe effect of PWM. This problem is worse on many LED backlit monitors, because the LEDs switch on and off faster than a CCFL lamp.

6. Only one native resolution. Displaying any other resolution either requires a video scaler, causing blurriness and jagged edges, or running the display at native resolution using 1:1 pixel mapping, causing the image either not to fill the screen (letterboxed display), or to run off the lower or right edges of the screen.

7. Fixed bit depth (also called "color depth"). Many cheaper LCDs are only able to display 262,000 colors. 8-bit S-IPS panels can display 16 million colors and have significantly better black level, but are expensive and have slower response time.

8. Low refresh rate. All but a few high-end monitors support no higher than 60 or 75 Hz; while this does not cause visible flicker due to the LCD panel's high internal refresh rate, the low input refresh rate limits the maximum frame-rate that can be displayed, affecting gaming and 3D graphics.

9. Input lag, because the LCD's A/D converter waits for each frame to be completely been output before "drawing" it to the LCD panel. Many LCD monitors do post-processing before displaying the image in an attempt to compensate for poor color fidelity, which adds an additional lag. Further, a video scaler must be used when displaying non-native resolutions, which adds yet more time lag. Scaling and post processing are usually done in a single chip on modern monitors, but each function that chip performs adds some delay. Some displays have a video gaming mode which disables all or most processing to reduce perceivable input lag.

10.Dead or stuck pixels may occur during manufacturing or after a period of use. A dead pixel will glow with color even on an all-black screen.

11. Subject to burn-in effect, although the cause differs from CRT and the effect may not be permanent, a static image can cause burn-in in a matter of hours in badly designed displays.

12. In a constant-on situation, thermalization may occur in case of bad thermal management, in which part of the screen has overheated and looks discolored compared to the rest of the screen.

13. Loss of brightness and much slower response times in low temperature environments. In sub-zero environments, LCD screens may cease to function without the use of supplemental heating.

14. Loss of contrast in high temperature environments.