Monitoarele LCD au anulat anul trecut volumul vânzărilor de dispozitive tradiționale pe tuburile catodice și au continuat procesarea victorioasă. Cu toate acestea, atunci când cumpără un monitor, puțini oameni se întreabă cum funcționează acest lucru, de fapt, un dispozitiv extrem de complex. În acest articol vom încerca să explicăm principiul matricelor LCD și diferențele dintre ele.
Istoria descoperirii cristalelor lichide
Pentru prima dată, cristalele lichide au fost descoperite în 1888 de botanistul austriac Friedrich Raynittserom în studiul de colesterol in plante. El a identificat substanță având o structură cristalină, dar se comportă ciudat în timpul încălzirii. La atingerea 145,5 ° C și substanță mutnelo devine curgător, dar care a păstrat structura cristalină până la 178,5 ° C, când în cele din urmă transformată într-un lichid. Raynittser a raportat un fenomen neobișnuit pentru colegul - fizicianului german Otto Lehmann, care a scos la iveală mai mult de o calitate neobișnuită de substanță: acest pseudo-lichid în proprietățile electromagnetice și optice sa manifestat ca un cristal. Acesta Lehmann a dat numele unuia dintre cheie tehnologia de afișare a informațiilor până în prezent - „cristale lichide“.
Dicționarul tehnic explică termenul "cristale lichide" ca o mezofază, o stare de tranziție a materiei între un lichid solid și izotrop. În această fază, substanța păstrează ordinea cristalină a moleculelor, dar în același timp are o fluiditate și o stabilitate considerabilă pe o gamă largă de temperaturi.
Timp de aproape un secol această descoperire a aparținut la rangul de caracteristicile uimitoare ale naturii, în timp ce în anii 70 ai companiei secolului XX Radio Corporation of America nu a prezentat primul ecran monocrom de lucru pe cristale lichide. La scurt timp după aceea, tehnologia a început să intre pe piața de electronice de larg consum, în special, ceasuri și calculatoare. Cu toate acestea, înainte de apariția ecranelor color, era încă foarte departe.
Principiul funcționării ecranelor cu cristale lichide
Operarea matricelor cu cristale lichide se bazează pe o proprietate a luminii, cum ar fi polarizarea. Lumina obișnuită este nepolarizată, adică Amplitudinile valurilor sale se află într-un număr foarte mare de planuri. Cu toate acestea, există substanțe capabile să transmită lumina dintr-un singur avion. Aceste substanțe sunt numite polarizatoare, deoarece lumina transmisă prin ele devine polarizată doar într-un singur plan.
Dacă luăm cele două polarizatoare, planurile de polarizare din care se află la un unghi de 90 ° unul față de celălalt, lumina să treacă prin ele nu pot. Dacă sunt poziționate între ele ceva ce se poate roti vectorul de polarizare a luminii la unghiul dorit, vom putea controla luminozitatea, lumina și stinge lumina așa cum ne-am dori. Aceasta, dacă descriem pe scurt, principiul matricei LCD. O implementare concretă a acestui principiu în diferite matrici va fi luată în considerare mai jos.
Într-o formă simplificată, matricea ecranului cu cristale lichide constă din următoarele părți:
- Luminile de fundal CCFL (mercur);
- sistem de reflectoare și fibre polimerice, care asigură o iluminare uniformă;
- filtra-polarizor;
- un substrat de sticlă pe care sunt aplicate contactele;
- cristale lichide;
- încă un polarizator;
- din nou un substrat de sticlă cu contacte.
Aranjamentul cristalelor în matricele IPS
Hitachi a decis să nu se ocupe de dezavantajele TN, ci să aplice o altă tehnologie. Baza a fost luată de descoperirea lui Günter Baur, datând din 1971. Tehnologia dezvoltată se numește Super-TFT, iar atunci când este comercializată - IPS (In-Plane Switching). Diferența cardinală a acestei tehnologii din TN este în dispunerea cristalelor: ele nu sunt răsucite într-o spirală, ci sunt paralele una cu alta de-a lungul planului ecranului. Ambii electrozi sunt pe substratul de sticlă inferior. În absența tensiunii pe electrozi, lumina nu este trecută prin cel de-al doilea filtru de polarizare, planul de polarizare a acestuia fiind situat la un unghi de 90 ° față de primul. Astfel, în IPS, culoarea neagră rămâne negru, nu gri închis. În plus, unghiurile de vizualizare sunt de 170 ° atât orizontal cât și vertical.
Dezavantajele tehnologiei se datorează meritelor sale.
În primul rând. Este nevoie de timp pentru a roti întreaga gamă de cristale paralele între ele. Prin urmare, timpul de reacție la monitoare bazate pe SPI, și evoluția acestei tehnologii continuările S-IPS (Super-IPS) și DD-IPS (DualDomain-IPS) mai mare decât TN + film. Valoarea medie pentru acest tip de matrice este de 35-25 ms.
În al doilea rând. amplasarea electrozilor pe un substrat necesită o tensiune mai mare pentru a crea un câmp suficient pentru a roti cristalele în poziția dorită. Prin urmare, monitoarele bazate pe matrice IPS consumă mai multă energie electrică.
În al treilea rând. sunt necesare lămpi mai puternice pentru a ilumina panoul și, în același timp, pentru a asigura o luminozitate suficientă.
În al patrulea rând. aceste panouri sunt banale scumpe și până de curând au fost instalate numai în monitoare cu diagonale mari.
Pe scurt, monitoarele bazate pe matrici de acest tip sunt ideale pentru designeri și alți profesioniști a căror activitate este esențială pentru calitatea culorii și nu este critică pentru viteza de comutare a celulei.
Trimiteți-le prietenilor: