• LCD monitory

    Ze série Inside Look jsme mluvili o každodenních věcech, ale i přes množství materiálu přijatého v tomto směru za poslední měsíc, vraťme se k tématům souvisejícím s IT.

    Speciálně ke Dni obránce vlasti ležely na přípravném stole LCD a E-Ink displeje, které jsem tak či onak dostal v poněkud otlučené podobě.

    Jak Anton hodil telefonem o zeď, stejně jako výsledky pečlivé analýzy displejů, čtené pod řezem.

    Úvodní slovo

    Kdysi dávno žil Anton Gorodetsky.
    Jeho žena ho opustila, nebyl dětsky smutný ...

    Tak začíná slavná píseň skupiny Umaturman. Stejný příběh začíná studiem displejů. Po první publikaci o Habrém za mnou přišel můj kamarád, absolvent FNM MGU a řekl: „Tady jsem si rozbil mobil, chceš ho rozřezat?“ Byl jsem překvapen, protože tento muž s sebou vždy nosil čínský telefon, který jsem považoval za prakticky nezničitelný. Když jednoho dne Anton přišel domů, ze zvyku hodil telefon do skříně, ale zjevně, aniž by něco počítal, narazil na okraj police s displejem.

    Uvědomil si své směšné ztráty ze ztráty mobilu a vzhledem k celkové špatné náladě toho dne se choval jako pravý gentleman a znovu a znovu házel bezvládné tělo telefonu o betonovou zeď. Když se ke mně zbytky dostaly, polovina čínského telefonu prostě chyběla, displej pokrývala malá pavučina prasklin.
    Musel jsem to odložit na lepší časy (jak jsem tehdy věřil, dokud někdo neudělá totéž s iPhonem nebo jiným dotykový smartphone) a začněte pracovat na HDD a CD, poté na žárovkách, flash discích atd.

    Po chvíli mi soused přináší prasklý E-Ink displej. Jeho přítel rozbil tenké sklo v notoricky známé čítárně s sériové číslo 601 při hraní airsoftu, jak se zdá, dal čtenáři téměř za nic na opravu a restaurování.

    To už bylo zajímavější, obě technologie lze vzájemně porovnávat, zkuste rozeznat RGB subpixely a mikrokapsle, ve kterých plavou nabité částice. Ale doufal jsem, že si pořídím smartphone s kapacitním senzorem, abych ho mohl porovnat a zároveň odporový senzor čínského telefonu.

    A tak Vasilij (vědecký kolega v jedné z laboratoří fakulty), který přišel do ChemFaku z Černogolovky a viděl, co vlastně dělám s elektronovým mikroskopem, řekl, že je připraven darovat telefon od známého korejského výrobce s lehce otlučeným displejem pro rozebrání a rozřezání s označením „Pro vědu, nic není škoda“.

    Přes všechna ujištění, že snímač je kapacitní, se ukázal jako odporový, i když pokročilejší konstrukce než dotykový panel čínského telefonu. Z tohoto telefonu, který čeká v křídlech na rozřezání, byl získán důležitý detail - matrice foto/videokamery ...

    Část teoretická

    Jak funguje LCD displej?
    Všichni používáme ploché televizory, monitory, telefony, chytré telefony tak dlouho, že už jsme na to jednou zapomněli dobrý monitor vážil 10-15 kilogramů (jednoho takového mastodonta ještě máme a hlavně správně funguje!).

    To vše se stalo možným díky objevům před stoletím (tekuté krystaly byly objeveny v roce 1888) a vývoji technologie v posledních 30-40 letech (1968 - zařízení pro zobrazování informací pomocí LCD, 70. léta - všeobecná dostupnost kapalin krystaly). Mnoho o tekutých krystalech a LCD monitorech lze nalézt na Wiki.

    Téměř každý LCD monitor se tedy skládá z následujících hlavních částí: aktivní matrice, což je sada tranzistorů, které tvoří obraz, vrstva tekutých krystalů s filtry, které buď propouštějí světlo, nebo ne, a systém podsvícení, který se dnes snaží převést na LED. I když na mém „starém“ Asusu G2S je displej výborné kvality osvětlen zářivkami.

    Jak to celé funguje? Světlo přicházející ze zdroje (LED nebo lampy) přes speciální průhlednou vlnovodnou desku je rozptýleno tak, že celá matrice má stejné osvětlení po celé své ploše. Dále fotony procházejí polarizačním filtrem, který propouští pouze vlny s danou polarizací. Poté světlo proniká skleněným substrátem, na kterém je umístěna aktivní matrice tenkovrstvých tranzistorů, do molekuly tekutých krystalů.

    Tato molekula dostane od základního tranzistoru „povel“, o jaký úhel má otočit polarizaci světelné vlny, aby po průchodu dalším polarizačním filtrem nastavila intenzitu záře jednotlivého subpixelu. Za vybarvení subpixelu je zodpovědná vrstva světelných filtrů (červený, zelený nebo modrý). Při smíchání tvoří vlny ze tří pro lidské oko neviditelných subpixelů pixel obrazu dané barvy a intenzity.

    a) Schematické zařízení LCD displeje, b) zařízení filmu z tekutých krystalů v detailu.

    Zdá se mi, že je to velmi jasně demonstrováno ve videu Sharp:

    Kromě osvědčené technologie LCD + TFT (tenkovrstvé tranzistory - tenkovrstvé tranzistory) existuje aktivně propagovaná technologie organických světelných diod OLED + TFT, tedy AMOLED - aktivní matrice OLED. Hlavní rozdíl je v tom, že organické světelné diody hrají roli polarizátoru, LC vrstvy a světelných filtrů. tři barvy.

    Ve skutečnosti se jedná o molekuly schopné při protékání elektrického proudu vyzařovat světlo a v závislosti na velikosti protékajícího proudu měnit intenzitu barvy, stejně jako se to děje u běžných LED. Odstraněním polarizátorů a LCD z panelu jej můžeme potenciálně ztenčit, a co je nejdůležitější, flexibilní!

    Jaké jsou dotykové panely?
    Protože senzory jsou tento moment více používané s LCD a OLED displeje, pak si myslím, že by bylo moudré o nich hned říct.

    Velmi Detailní popis dotykové obrazovky nebo dotykové panely jsou dané (zdroj kdysi žil, ale z nějakého důvodu zmizel), takže nebudu popisovat všechny typy dotykových panelů, zaměřím se pouze na dva hlavní: odporový a kapacitní.

    Začněme odporovým snímačem. Skládá se ze 4 hlavních součástí: skleněné tabule (1), jako nosiče celku dotykový panel, dvě průhledné polymerní membrány s odporovým povlakem (2, 4), vrstva mikroizolátorů (3) oddělující tyto membrány a 4, 5 nebo 8 drátů, které jsou zodpovědné za „čtení“ dotyku.


    Schéma odporového snímacího zařízení

    Když na takový senzor zatlačíme určitou silou, membrány se dostanou do kontaktu, elektrický obvod zavře, jak je znázorněno na obrázku níže, změří se odpor, který se následně převede na souřadnice:


    Princip výpočtu souřadnic pro 4vodičový odporový displej ()

    Vše je extrémně jednoduché.

    Je důležité mít na paměti dvě věci: a) odporové senzory na mnoha čínských telefonech nejsou kvalitní, může to být způsobeno právě nerovnoměrnou vzdáleností mezi membránami nebo nekvalitními mikroizolátory, to znamená, že „mozek“ telefonu nedokáže adekvátně převést naměřené odpory na souřadnice; b) takový senzor vyžaduje přesné stlačení, přitlačení jedné membrány k druhé.

    Kapacitní snímače se poněkud liší od odporových. Hned se sluší zmínit, že se budeme bavit pouze o projekčních kapacitních senzorech, které se nyní používají v iPhonu a dalších. přenosná zařízení.

    Princip fungování takové dotykové obrazovky je poměrně jednoduchý. Na uvnitř Na stínítko je nanesena mřížka elektrod a ta vnější je potažena např. ITO - komplexním oxidem india a cínu. Když se dotkneme skla, náš prst vytvoří s takovou elektrodou malý kondenzátor a procesní elektronika změří kapacitu tohoto kondenzátoru (vydá proudový impuls a změří napětí).

    V souladu s tím kapacitní senzor reaguje pouze na těsný dotek a pouze na vodivé předměty, to znamená, že na dotek hřebíkem bude taková obrazovka fungovat pokaždé, stejně jako z ruky namočené v acetonu nebo dehydratované. Snad hlavní výhodou tohoto dotykového displeje oproti rezistivnímu je možnost vyrobit poměrně pevný základ – zejména pevné sklo, jako je Gorilla Glass.


    Schéma činnosti povrchově kapacitního senzoru ()

    Jak funguje E-Ink displej?
    Možná je E-Ink mnohem jednodušší než LCD. Opět máme co do činění s aktivní matricí zodpovědnou za tvorbu obrazu, ale nejsou zde žádné LCD krystaly a podsvícení, místo nich jsou zde kužely se dvěma typy částic: záporně nabitá černá a kladně nabitá bílá. Obraz je tvořen aplikací určitého rozdílu potenciálu a redistribucí částic uvnitř takových mikrokuželů, což je jasně ukázáno na obrázku níže:


    Nahoře je schéma fungování E-Ink displeje, níže jsou skutečné mikrofotografie takového pracovního displeje ()

    Pokud to někomu nestačí, pak princip fungování elektronického papíru demonstruje toto video:

    Kromě technologie E-Ink existuje technologie SiPix, ve které je pouze jeden typ částic a samotná „výplň“ je černá:


    Schéma činnosti displeje SiPix ()

    Pro ty, kteří se chtějí vážně seznámit s "magnetickým" elektronickým papírem, jděte sem, v Perstu byl kdysi výborný článek.

    Část praktická

    Čínský telefon vs korejský smartphone (odporový senzor)
    Po „úhledném“ šroubovákovém rozebrání desky a displeje, které zbyly z čínského telefonu, jsem byl velmi překvapen, když jsem našel zmínku o jednom známém korejském výrobci na základní deska telefon:


    Samsung a čínský telefon jsou jedno!

    Obrazovka byla pečlivě a přesně rozebrána - takže všechny polarizátory zůstaly netknuté, takže jsem si prostě nemohl pomoci a pohrát si s nimi a s pracujícím velkým bratrem pitvaného předmětu a připomenout si dílnu o optice:


    Takto fungují 2 polarizační filtry: v jedné poloze jimi světelný tok prakticky neprochází, při otočení o 90 stupňů zcela projde

    Vezměte prosím na vědomí, že veškeré podsvícení je založeno na pouhých čtyřech malinkých LED diodách (myslím, že jejich celkový výkon není větší než 1 W).

    Pak jsem dlouho hledal senzor a upřímně věřil, že to bude dost tlustá patice. Dopadlo to úplně naopak. V čínských i korejských telefonech se senzor skládá z několika plastových fólií, které jsou velmi kvalitní a pevně přilepeny ke sklu vnějšího panelu:


    Vlevo je senzor čínského telefonu, vpravo korejský telefon

    Odporový senzor čínského telefonu je vyroben podle schématu „čím jednodušší, tím lepší“, na rozdíl od jeho dražšího protějšku z Jižní Korea. Pokud se mýlím, tak mě opravte v komentářích, ale vlevo na obrázku je typický 4pinový snímač a vpravo 8pinový.

    LCD displej čínského telefonu
    Vzhledem k tomu, že displej čínského telefonu byl stále rozbitý a korejský byl poškozen jen mírně, zkusím mluvit o LCD na příkladu prvního. Zatím to ale nerozbijeme úplně, ale podívejme se pod optický mikroskop:


    Optická mikrofotografie vodorovné čáry LCD displej čínského telefonu. Horní levá fotografie má určitý klam našeho vidění kvůli „špatným“ barvám: bílý tenký proužek je kontakt.

    Jeden drát napájí dva řádky pixelů najednou a oddělení mezi nimi je uspořádáno pomocí zcela neobvyklé „elektrické štěnice“ (foto vpravo dole). Za tohle všechno elektrický obvod tam jsou světelné filtry namalované v odpovídajících barvách: červená (R), zelená (G) a modrá (B).

    Na opačném konci matice ve vztahu k bodu připojení kabelu můžete najít podobné rozdělení barev, čísla skladeb a všechny stejné přepínače (pokud by někdo v komentářích osvětlil, jak to funguje, bylo by to velmi cool!):


    Pokoje-pokoje-pokoje…

    Takto vypadá fungující LCD displej pod mikroskopem:

    To je vše, teď už tuto nádheru neuvidíme, rozdrolil jsem ji v doslovném slova smyslu a po malém trápení jsem jednu takovou drobenku „rozdělil“ na dva samostatné kusy skla, z nichž hlavní část displeje Skládá se ...

    Nyní se můžete podívat na jednotlivé stopy filtrů. O tmavých "skvrnách" na nich budu mluvit o něco později:


    Optická mikrofotografie světelných filtrů s tajemnými skvrnami...

    A nyní malý metodický aspekt týkající se elektronové mikroskopie. Stejné barevné pásy, ale nyní pod paprskem elektronového mikroskopu: barva zmizela! Jak jsem řekl dříve (například v úplně prvním článku), pro elektronový paprsek je zcela „černobílý“, ať už interaguje s barevnou látkou nebo ne.


    Zdá se, že jsou to stejné pruhy, ale bez barvy ...

    Pojďme se podívat opačná strana. Jsou na něm tranzistory.


    V optickém mikroskopu - barevně...


    A elektronový mikroskop je černobílý obrázek!

    V optickém mikroskopu je to vidět trochu hůř, ale SEM umožňuje vidět lemování každého subpixelu – to je pro následující závěr docela důležité.

    Co jsou tedy tyto podivné tmavé oblasti?! Dlouho jsem přemýšlel, lámal si hlavu, četl spoustu zdrojů (možná se jako nejdostupnější ukázala Wiki) a mimochodem z tohoto důvodu jsem vydání článku pozdržel na čtvrtek 23. února . A k tomuto závěru jsem došel (možná se mýlím – opravte mě!).

    V technologii VA nebo MVA je to jedna z nejjednodušších a nemyslím si, že Číňané přišli s něčím novým: každý subpixel musí být černý. To znamená, že jím neprochází žádné světlo (uveden příklad fungujícího a nefunkčního displeje), s přihlédnutím k tomu, že v „normálním“ stavu (bez působení vnějších vlivů) je tekutý krystal špatně orientován a nedat „nutnou“ polarizaci, je logické předpokládat, že každý samostatný subpixel má svůj film s LCD.

    Celý panel je tedy sestaven z jednotlivých mikro-LCD displejů. Poznámka o lemování každého jednotlivého subpixelu sem organicky zapadá. Pro mě to bylo svým způsobem nečekané zjištění hned v průběhu přípravy článku!

    Litoval jsem, že jsem rozbil displej korejského telefonu: vždyť potřebujeme něco ukázat dětem a těm, kdo k nám na fakultu přijdou na exkurzi. Myslím, že tam není nic zajímavého k vidění.

    Dále pro rozmazlování uvedu příklad „uspořádání“ pixelů u dvou předních výrobců komunikátorů: HTC a Apple. iPhone 3 daroval na bezbolestnou operaci jeden hodný člověk, A HTC Desire HD vlastně moje:


    Mikrofotografie displeje HTC Desire HD

    Malá poznámka k displeji HTC: Konkrétně jsem to nehledal, ale nemůže být tento proužek uprostřed dvou horních mikrofotografií tou součástí toho velmi kapacitního snímače?!


    Mikrofotografie Displej iPhone 3

    Pokud mě paměť neklame, tak HTC má superLCD displej a iPhone 3 obyčejný LCD. Takzvaný Retina Display, tedy LCD, ve kterém oba kontakty pro spínání tekutých krystalů leží ve stejné rovině, In-Plane Switching - IPS, je již v iPhonu 4 nainstalován.

    Doufám, že brzy vyjde článek s podporou 3DNews na téma porovnávání různých zobrazovacích technologií. Mezitím chci jen poznamenat, že displej HTC je opravdu neobvyklý: kontakty na jednotlivých subpixelech jsou provedeny nestandardním způsobem - jaksi shora, na rozdíl od iPhone 3.

    A nakonec v této části dodám, že rozměry jednoho subpixelu pro čínský telefon jsou 50 x 200 mikrometrů, HTC - 25 x 100 mikrometrů a iPhone - 15-20 x 70 mikrometrů.

    E-Ink od známého ukrajinského výrobce
    Začněme možná s banálními věcmi - "pixely", nebo spíše buňkami, které jsou zodpovědné za vytvoření obrazu:


    Optická mikrofotografie aktivní matice E-Ink displeje

    Velikost takové buňky je asi 125 mikrometrů. Protože se na matrici díváme přes sklo, na kterém je nanesena, žádám vás, abyste věnovali pozornost žluté vrstvě v „pozadí“ - jedná se o zlatý povlak, kterého se později budeme muset zbavit.


    Vpřed do střílny!


    Porovnání horizontálních (vlevo) a vertikálních (vpravo) "vstupů"

    Na skleněném substrátu bylo mimo jiné nalezeno mnoho zajímavostí. Například poziční značky a kontakty, které jsou zjevně určeny pro testování displeje ve výrobě:


    Optické mikrofotografie štítků a testovacích podložek

    To se samozřejmě nestává často a obvykle se jedná o nehodu, ale displeje se někdy rozbijí. Například tato sotva znatelná prasklina tlustá než lidský vlas vás může navždy připravit o radost ze čtení vaší oblíbené knihy o zamlženém Albionu v dusném moskevském metru:


    Když se rozbijí displeje, tak to někdo potřebuje... Například pro mě!

    Mimochodem, tady je to zlato, které jsem zmínil - hladká platforma "zespodu" buňky pro vysoce kvalitní kontakt s inkoustem (o nich níže). Zlato se odstraňuje mechanicky a zde je výsledek:


    Vidíte, "mám hodně odvahy. Pojďme se podívat, jak vypadají! (S)

    Pod tenkým zlatým filmem se skrývají ovládací složky aktivní matrice, dá-li se to tak nazvat.

    Ale nejzajímavější je samozřejmě samotný „inkoust“:


    SEM mikrofotografie inkoustu na povrchu aktivní matrice.

    Samozřejmě je obtížné najít alespoň jednu zničenou mikrokapsli, abyste se mohli podívat dovnitř a vidět „bílé“ a „černé“ částice pigmentu:

    SEM mikrofotografie povrchu elektronického "inkoustu"


    Optická mikrofotografie "inkoustu"

    Nebo je něco uvnitř?


    Buď zničená koule, nebo odtržená od nosného polymeru

    Velikost jednotlivých kuliček, tedy nějaké obdoby subpixelu v E-Ink, může být pouze 20-30 mikronů, což je mnohem méně než geometrické rozměry subpixelů u LCD displejů. Za předpokladu, že taková kapsle může pracovat na poloviční velikosti, pak je obraz získaný na dobrých a kvalitních E-Ink displejích mnohem příjemnější než na LCD.

    A jako dezert – video o tom, jak fungují E-Ink displeje pod mikroskopem.

    TFT (Thin film transistor) je v překladu z angličtiny tenkovrstvý tranzistor. TFT je tedy druh displeje z tekutých krystalů, který využívá aktivní matrici řízenou právě těmito tranzistory. Takové prvky jsou vyrobeny z tenkého filmu, jehož tloušťka je přibližně 0,1 mikronu.

    Kromě toho, že jsou TFT displeje malé, jsou rychlé. Mají vysoký kontrast a čistotu obrazu a také dobrý pozorovací úhel. Takové displeje nemají blikání obrazovky, takže oči se tolik neunaví. TFT displeje také nemají vady zaostřování paprsku, interferenci od magnetických polí, problémy s kvalitou obrazu a čistotou. Spotřeba energie takových displejů je z 90 % určena výkonem LED matice světla nebo podsvícení. Ve srovnání se stejnou CRT je spotřeba TFT displejů asi pětkrát nižší.

    Všechny tyto výhody plynou ze skutečnosti, že tuto technologii aktualizuje obrázek pro více vysoká frekvence. Je to proto, že body displeje jsou poháněny samostatnými tenkovrstvými tranzistory. Počet takových prvků na TFT displejích je třikrát větší než počet pixelů. To znamená, že na jeden bod jsou tři barevné tranzistory, které odpovídají základním barvám RGB – červené, zelené a modré. Například v displeji s rozlišením 1280 na 1024 pixelů bude počet tranzistorů třikrát větší, konkrétně 3840x1024. To je přesně základní princip technologie TFT.

    Nevýhody TFT matic

    Displeje TFT, na rozdíl od CRT, mohou zobrazovat ostrý obraz pouze v jednom "nativním" rozlišení. Zbývajících rozlišení je dosaženo interpolací. Významnou nevýhodou je také silná závislost kontrastu na pozorovacím úhlu. Ve skutečnosti, pokud se na takové displeje podíváte ze strany, shora nebo zespodu, bude obraz značně zkreslený. U CRT displejů tento problém nikdy neexistoval.

    Kromě toho mohou tranzistory jakéhokoli pixelu selhat, což má za následek mrtvé pixely. Takové body zpravidla nepodléhají opravě. A ukazuje se, že někde uprostřed obrazovky (nebo v rohu) může být malý, ale znatelný bod, který je při práci u počítače velmi nepříjemný. Také u displejů TFT není matice chráněna sklem a při silném tlaku na displej je možná nevratná degradace.

    Při výběru monitoru, televizoru nebo telefonu kupující často čelí výběru typu obrazovky. Který z nich preferujete: IPS nebo TFT? Důvodem tohoto zmatku bylo neustálé zlepšování zobrazovací technologie.

    Všechny monitory s technologií TFT lze rozdělit do tří hlavních typů:

    1. TN + film.
    2. PVA/MVA.

    Tedy technologie TFT displej z tekutých krystalů s aktivní matricí a IPS je jedna z odrůd této matrice. A srovnání těchto dvou kategorií není možné, protože jsou prakticky jedno a totéž. Pokud však přesto podrobněji pochopíte, co je displej s maticí TFT, lze provést srovnání, ale ne mezi obrazovkami, ale mezi jejich výrobními technologiemi: IPS a TFT-TN.

    Obecná koncepce TFT

    TFT (Thin Film Transistor) se překládá jako tenkovrstvý tranzistor. LCD displej s technologií TFT je založen na aktivní matrici. Tato technologie spočívá ve spirálovém uspořádání krystalů, které se při velkém namáhání otáčejí tak, že obrazovka zčerná. A při absenci napětí vysoký výkon vidíme Bílá obrazovka. Displeje s touto technologií vydávají pouze tmavě šedou místo dokonalé černé. Proto jsou TFT displeje oblíbené hlavně při výrobě levnějších modelů.

    Popis IPS

    Technologie LCD matrix IPS obrazovka(In-Plane Switching) znamená paralelní uspořádání krystalů přes celou rovinu monitoru. Nejsou zde žádné spirály. A proto se krystaly neotáčejí v podmínkách silného namáhání. Jinými slovy, technologie IPS není nic jiného než vylepšené TFT. Mnohem lépe vykresluje černou barvu, čímž zlepšuje míru kontrastu a jasu obrazu. Proto je tato technologie dražší než TFT a používá se u dražších modelů.

    Hlavní rozdíly mezi TN-TFT a IPS

    Aby se prodalo co nejvíce produktů, vedou obchodní manažeři lidi v omyl, že TFT a IPS jsou zcela odlišné typy obrazovek. Marketingoví specialisté neposkytují vyčerpávající informace o technologiích, a to jim umožňuje vydávat stávající vývoj za nově vzniklý.

    Při pohledu na IPS a TFT to vidíme je to prakticky to samé. Jediný rozdíl je v tom, že monitory s technologií IPS jsou ve srovnání s TN-TFT novějším vývojem. Ale navzdory tomu lze mezi těmito kategoriemi stále rozlišovat řadu rozdílů:

    1. Zvýšený kontrast. Způsob zobrazení černé přímo ovlivňuje kontrast obrazu. Pokud nakloníte obrazovku s technologií TFT bez IPS, pak bude téměř nemožné cokoliv přečíst. A to vše kvůli tomu, že obrazovka při naklonění ztmavne. Pokud vezmeme v úvahu IPS matici, pak díky skutečnosti, že černá barva je dokonale přenášena krystaly, je obraz zcela čistý.
    2. Reprodukce barev a počet zobrazených odstínů. Matice TN-TFT Ne tím nejlepším způsobem přenáší barvy. A to vše kvůli tomu, že každý pixel má svůj vlastní odstín a to vede ke zkreslení barev. Obrazovka s technologií IPS přenáší obraz mnohem pečlivěji.
    3. Zpoždění odezvy. Jednou z výhod TN-TFT obrazovek oproti IPS je vysoká rychlost odezvy. A to vše proto, že otočení mnoha paralelních krystalů IPS zabere spoustu času. Z toho usuzujeme, že kde má rychlost kreslení velká důležitost, je lepší použít obrazovku s maticí TN. Displeje s technologií IPS jsou pomalejší, ale v běžném životě to není znát. A odhalit tento rozdíl lze aplikovat pouze speciálně navrženými technologickými zkouškami. Zpravidla je lepší dát přednost displejům s IPS maticí.
    4. Úhel pohledu. Díky široký úhel IPS obrazovka nezkresluje obraz ani při pohledu pod úhlem 178 stupňů. Jaká může být tato hodnota úhlu pohledu jak vertikálně, tak horizontálně.
    5. Energetická náročnost. Displeje s technologií IPS na rozdíl od TN-TFT vyžadují více energie. To je způsobeno skutečností, že abyste mohli otáčet paralelní krystaly, musíte velké napětí. V důsledku toho jde baterie větší zátěž než při použití TFT matrice. Pokud potřebujete zařízení s nízkou spotřebou energie, pak bude technologie TFT ideální volbou.
    6. Cenová politika. Ve většině levných modelů elektroniky se používají displeje založené na technologii TN-TFT, protože tento typ matice je nejlevnější. K dnešnímu dni se monitory s maticí IPS, i když jsou dražší, používají téměř ve všech moderních elektronické modely. To postupně vede k IPS matice prakticky nahrazuje vybavení technologií TN-TFT.

    Výsledek

    Na základě výše uvedeného lze vyvodit následující závěr.

    LCD displej na základě mikrokontrolér HD44780 Je to nejvíc často použitý v elektronice. Najdete ho v kávovarech, hodinkách, kopírkách, tiskárnách, routerech atd. Tento displej se také používá v LCD štíty pro Arduino.

    LCD displej představuje a modul, skládající se z mikrokontroléru HD44780 vyvinuté společností Hitachi a přímo námi LCD displej. mikrokontrolér přijímá příkazy A obrysy relevantní symboly na LCD Zobrazit.

    Existuje obrovský Množství odrůd tento modul LCD, může být 1,2, 4-ex linka s různými počet znaků na čára, S podsvícený nebo bez, s různými barva osvětlení atd. Co je všechny spojuje, je přítomnost mikrokontroléru HD44780, znalost příkazů, které nám umožní žádný problém použijte jeden nebo druhý ve svých projektech modifikace.

    Úvodní slovo

    Pro práce na základě displejů HD44780 vytvořené velký počet knihovny Jak dál? assembler již brzy SI, také pro Arduino existuje své knihovna" tekutý krystal».

    Rozhodl jsem se studovat nepoužívat pracovat a pracovat s ním na " nízká úroveň e“, zatáhněte za nohy námi samotnými, tedy já dostat nápad o jeho práci. Přijato dovednosti umožní moje maličkost napsat knihovnu pokud to bude nutné.

    Kde mohu získat původní zdroj informací?

    Jestli chceš přijít na to sám jak pracovat s LCD zobrazení zapnuto HD44780 a proniknout hlouběji, tak ti to pomůže datový list k mikrokontroléru HD44780, který snadné najít na internetu (ale pokud jste příliš líní, můžete ze stránek).

    Studium rozdělím na dvě etapy

    1. Nejdřív dám materiál pro práci s LCD na HD44780, tomuto je věnován tento příspěvek

    Bude vás zajímat:


    Nyní je technologie plochých monitorů, včetně LCD, nejslibnější. Přestože LCD monitory v současné době tvoří pouze asi 10 % celosvětového prodeje, tento tržní sektor je nejrychleji rostoucí (65 % ročně).

    Princip činnosti

    Obrazovky LCD monitorů (Liquid Crystal Display, monitory s tekutými krystaly) jsou vyrobeny z látky (kyanofenyl), která je v kapalném stavu, ale zároveň má některé vlastnosti vlastní krystalickým tělesům. Ve skutečnosti se jedná o kapaliny s anizotropií vlastností (zejména optických vlastností) spojenou s uspořádaností v orientaci molekul.
    Kupodivu, ale tekuté krystaly jsou téměř o deset let starší než CRT, první popis těchto látek byl proveden již v roce 1888. Dlouho však nikdo nevěděl, jak je uvést do praxe: existují takové látky a všechno, a nikdo kromě fyziků a chemiků nebyli zajímaví. Materiály z tekutých krystalů tedy objevil již v roce 1888 rakouský vědec F. Renitzer, ale teprve v roce 1930 získali výzkumníci z britské korporace Marconi patent na jejich průmyslové využití. Věci však nešly dále než toto, protože technologická základna v té době byl ještě příliš slabý. První skutečný průlom učinili vědci Fergeson (Fergason) a Williams (Williams) z RCA (Radio Corporation of America). Jeden z nich vytvořil tepelný senzor na bázi tekutých krystalů s využitím jejich selektivního reflexního efektu, druhý studoval vliv elektrického pole na nematické krystaly. A na konci roku 1966 předvedla RCA Corporation prototyp LCD monitoru - digitální hodiny. Sharp Corporation hrála významnou roli ve vývoji technologie LCD. Stále patří mezi technologické lídry. První kalkulačka CS10A na světě byla vyrobena v roce 1964 touto společností. V říjnu 1975 byly vyrobeny první kompaktní digitální hodinky pomocí technologie TN LCD. V druhé polovině 70. let začal přechod od osmisegmentových indikátorů tekutých krystalů k výrobě matic s adresováním každého bodu. Takže v roce 1976 Sharp vydal černobílá televize s úhlopříčkou obrazovky 5,5 palce, vyrobený na základě LCD-matice s rozlišením 160x120 pixelů.
    Provoz LCD je založen na fenoménu polarizace světelného toku. Je známo, že takzvané polaroidové krystaly jsou schopny propustit pouze tu složku světla, jejíž vektor elektromagnetické indukce leží v rovině rovnoběžné s optickou rovinou polaroidu. Po zbytek světelného výkonu bude polaroid neprůhledný. Polaroid tedy světlo jakoby „prosívá“, tento efekt se nazývá polarizace světla. Když byly studovány kapalné látky, jejichž dlouhé molekuly jsou citlivé na elektrostatická a elektromagnetická pole a jsou schopné polarizovat světlo, bylo možné polarizaci řídit. Tyto amorfní látky se pro svou podobnost s krystalickými látkami v elektrooptických vlastnostech a také pro schopnost zaujmout tvar nádoby nazývaly tekuté krystaly.
    Na základě tohoto objevu a v důsledku dalšího výzkumu bylo možné najít vztah mezi nárůstem elektrického napětí a změnou orientace molekul krystalů pro zajištění zobrazení. Tekuté krystaly byly nejprve použity v displejích pro kalkulačky a v elektronických hodinkách a poté se začaly používat v monitorech pro přenosné počítače. Dnes, v důsledku pokroku v této oblasti, jsou LCD displeje pro stolní počítače stále běžnější.

    Obrazovka LCD monitoru je pole malých segmentů (nazývaných pixely), se kterými lze manipulovat a zobrazovat informace. LCD monitor má několik vrstev, kde klíčovou roli hrají dva panely vyrobené z bezsodíkového a velmi čistého skleněného materiálu zvaného substrát nebo substrát, které mezi sebou ve skutečnosti obsahují tenkou vrstvu tekutých krystalů [viz obr. rýže. 2.1]. Panely mají drážky, které vedou krystaly a dávají jim speciální orientaci. Strie jsou uspořádány tak, že jsou paralelní na každém panelu, ale kolmé mezi dvěma panely. Podélné drážky se získají umístěním tenkých filmů z průhledného plastu na povrch skla, který se pak speciálním způsobem zpracuje. V kontaktu s drážkami jsou molekuly v tekutých krystalech orientovány ve všech buňkách stejně. Molekuly jedné z odrůd tekutých krystalů (nematics) v nepřítomnosti napětí otáčejí vektor elektrického (a magnetického) pole ve světelné vlně o určitý úhel v rovině kolmé k ose šíření paprsku. Aplikace drážek na povrchu skla umožňuje zajistit stejný úhel natočení polarizační roviny pro všechny články. Oba panely jsou velmi blízko u sebe. Panel z tekutých krystalů je osvětlen světelným zdrojem (podle toho, kde se nachází, panely z tekutých krystalů fungují odrazem nebo prostupem světla).

    Rovina polarizace světelného paprsku se při průchodu jedním panelem otočí o 90° [viz Obr. rýže. 2.2].
    Když se objeví elektrické pole, molekuly tekutých krystalů se částečně seřadí vertikálně podél pole, úhel rotace roviny polarizace světla se změní od 90 stupňů a světlo prochází tekutými krystaly bez překážek [viz obr. rýže. 2,3].
    Rotace roviny polarizace světelného paprsku je okem nepostřehnutelná, a tak bylo nutné přidat na skleněné panely další dvě vrstvy, které jsou polarizačními filtry. Tyto filtry propouštějí pouze tu složku světelného paprsku, pro kterou polarizační osa odpovídá zadané. Proto při průchodu polarizátorem bude světelný paprsek zeslaben v závislosti na úhlu mezi jeho rovinou polarizace a osou polarizátoru. Při absenci napětí je článek průhledný, protože první polarizátor propouští pouze světlo s odpovídajícím polarizačním vektorem. Vektor polarizace světla se díky tekutým krystalům otáčí a v době, kdy paprsek prochází k druhému polarizátoru, je již natočen tak, aby bez problémů prošel druhým polarizátorem [viz Obr. Obrázek 2.4a].

    V přítomnosti elektrického pole dochází k rotaci polarizačního vektoru o menší úhel, čímž se druhý polarizátor stává pro záření pouze částečně transparentním. Pokud je rozdíl potenciálů takový, že k rotaci roviny polarizace v tekutých krystalech vůbec nedochází, pak bude světelný paprsek zcela pohlcen druhým polarizátorem a obrazovka se při osvětlení zezadu bude jevit jako černá. přední (osvětlovací paprsky jsou zcela pohlceny stínítkem) [viz obr. obr. 2.4b]. Pokud umístíte velké množství elektrod, které vytvářejí různá elektrická pole, na oddělená místa obrazovky (buňky), pak bude možné při správné kontrole potenciálů těchto elektrod zobrazit na obrazovce písmena a další obrazové prvky . Elektrody jsou umístěny v průhledném plastu a mohou mít libovolný tvar. Technologické inovace umožnily omezit jejich velikost na velikost malého bodu, respektive na stejnou plochu obrazovky můžete umístit více elektrod, což zvyšuje rozlišení LCD monitoru, a umožňuje nám zobrazovat i složité obrázky barevně. Pro zobrazení barevného obrazu musí být monitor podsvícený, aby světlo vycházelo ze zadní strany LCD. To je nutné k tomu, aby bylo možné sledovat obraz z dobrá kvalita i když prostředí není světlé. Barva se získává pomocí tří filtrů, které extrahují tři hlavní složky z emise zdroje bílého světla. Kombinací tří základních barev pro každý bod nebo pixel na obrazovce je možné reprodukovat jakoukoli barvu.
    V případě barvy je ve skutečnosti několik možností: můžete vytvořit několik filtrů za sebou (vede k malému zlomku procházejícího záření), můžete využít vlastnosti buňky z tekutých krystalů - když se mění síla elektrického pole , úhel natočení roviny polarizace záření se mění různě pro světelné složky s různou vlnovou délkou. Touto vlastností lze odrážet (nebo absorbovat) záření dané vlnové délky (problémem je nutnost přesně a rychle měnit napětí). Jaký mechanismus se použije, záleží na konkrétním výrobci. První metoda je jednodušší, druhá efektivnější.
    První LCD displeje byly velmi malé, asi 8 palců, zatímco dnes dosáhly velikosti 15" pro použití v přenosných počítačích a 20" nebo více LCD monitorů se vyrábí pro stolní počítače. Po zvýšení velikosti následuje zvýšení rozlišení, což má za následek vznik nových problémů, které byly vyřešeny pomocí speciálních technologií, které se objevily, to vše popíšeme níže. Jednou z prvních obav byla potřeba standardu, který by definoval kvalitu zobrazení při vysokých rozlišeních. Prvním krokem k cíli bylo zvýšení úhlu natočení roviny polarizace světla v krystalech z 90° na 270° pomocí technologie STN.

    Výhody a nevýhody LCD monitorů

    Mezi výhody TFT patří vynikající zaostřování, absence geometrických zkreslení a chyb v přizpůsobení barev. Navíc nikdy neblikají na obrazovce. Proč? Odpověď je jednoduchá – tyto displeje nepoužívají elektronový paprsek, který kreslí zleva doprava každý řádek na obrazovce. Když se v CRT tento paprsek přenese z pravého dolního do levého horního rohu, obraz na okamžik zhasne (obrácený paprsek). Naopak pixely TFT displeje nikdy nezhasnou, pouze průběžně mění intenzitu svého svitu.
    Tabulka 1.1 ukazuje všechny hlavní výkonnostní rozdíly pro odlišné typy zobrazuje:

    Tabulka 1.1. Srovnávací charakteristiky CRT a LCD monitorů.

    Legenda: ( + ) důstojnost, ( ~ ) je přípustné, ( - ) závada

    LCD monitory CRT monitory
    Jas (+ ) od 170 do 250 Cd/m2 (~ ) od 80 do 120 Cd/m2
    Kontrast (~ ) od 200:1 do 400:1 (+ ) od 350:1 do 700:1
    Úhel pohledu
    (naproti tomu)
    (~ ) od 110 do 170 stupňů (+ ) nad 150 stupňů
    Úhel pohledu
    (podle barvy)
    (- ) od 50 do 125 stupňů (~ ) nad 120 stupňů
    Povolení (- ) Jedno rozlišení s pevnou velikostí pixelů. Optimálně lze použít pouze v tomto rozlišení; vyšší nebo nižší rozlišení lze použít v závislosti na podporovaných funkcích rozšíření nebo komprese, ale ty nejsou optimální. (+ ) Jsou podporována různá rozlišení. Při všech podporovaných rozlišeních lze monitor optimálně používat. Omezení je dáno pouze přijatelností obnovovací frekvence.
    Vertikální frekvence (+ ) Optimální frekvence je 60 Hz, což je dostačující pro žádné blikání (~ ) Pouze při frekvencích nad 75 Hz není jasně viditelné blikání
    Chyby shody barev (+ ) Ne (~ ) 0,0079 až 0,0118 palce (0,20 - 0,30 mm)
    Se zaměřením (+ ) velmi dobře (~ ) spravedlivé až velmi dobré>
    Geometrický/ lineární zkreslení (+ ) Ne (~ ) jsou možné
    Mrtvé pixely (- ) do 8 (+ ) Ne
    Vstupní signál (+ ) analogové nebo digitální (~ ) pouze analogové
    Měřítko
    v různých rozlišeních
    (- ) chybí nebo se používají interpolační metody, které nevyžadují velké režijní náklady (+ ) velmi dobře
    Přesnost barevného zobrazení (~ ) True Color je podporována a požadovaná teplota barev je simulována (+ ) True Color je podporován a zároveň je na trhu spousta zařízení pro kalibraci barev, což je jednoznačné plus
    Gamma korekce
    (přizpůsobení barev rysům lidského vidění)
    (~ ) uspokojivý (+ ) fotorealistické
    Jednotnost (~ ) často je obraz na okrajích světlejší (~ ) je často střed obrazu světlejší
    Čistota barev/Kvalita barev (~ ) dobrý (+ ) vysoká
    blikat (+ ) Ne (~ ) neznatelně nad 85 Hz
    Doba setrvačnosti (- ) od 20 do 30 ms. (+ ) je zanedbatelně malý
    Zobrazování (+ ) Obraz je tvořen pixely, jejichž počet závisí pouze na konkrétním rozlišení LCD panelu. Rozteč pixelů závisí pouze na velikosti samotných pixelů, nikoli však na vzdálenosti mezi nimi. Každý pixel je individuálně tvarován pro vynikající zaostření, čistotu a definici. Obraz je koherentnější a plynulejší (~ ) Pixely jsou tvořeny skupinou teček (triád) nebo pruhů. Rozteč tečky nebo čáry závisí na vzdálenosti mezi tečkami nebo čarami stejné barvy. Výsledkem je, že ostrost a čistota obrazu velmi závisí na velikosti rozteče bodů nebo čar a na kvalitě CRT.
    Spotřeba energie a emise (+ ) Prakticky není přítomno žádné nebezpečné elektromagnetické záření. Spotřeba energie je asi o 70 % nižší než u standardních CRT monitorů (25W až 40W). (- ) Vždy přítomen elektromagnetická radiace, jejich úroveň však závisí na tom, zda CRT splňuje nějaký bezpečnostní standard. Spotřeba energie v provozním stavu na úrovni 60 - 150 wattů.
    Rozměry/hmotnost (+ ) plochý design, nízká hmotnost (- ) těžká konstrukce, zabírá hodně místa
    Rozhraní monitoru (+ ) Digitální rozhraní Většina LCD monitorů má však vestavěné analogové rozhraní pro připojení k nejběžnějším analogovým výstupům na video adaptérech. (- ) Analogové rozhraní

    Z tabulky 1.1 vyplývá, že další vývoj LCD monitorů bude spojen se zvýšením jasnosti a jasu obrazu, zvětšením pozorovacího úhlu a zmenšením tloušťky obrazovky. Tak například již existují slibné vývojové trendy LCD monitorů vyrobených technologií využívající polykrystalický křemík. To umožňuje zejména vytvářet velmi tenké zařízení, protože řídicí čipy jsou pak umístěny přímo na skleněném substrátu displeje. Nová technologie navíc poskytuje vysoké rozlišení na relativně malé obrazovce (1024x768 pixelů na 10,4palcové obrazovce).

    STN, DSTN, TFT, S-TFT

    STN je zkratka pro „Super Twisted Nematic.“ Technologie STN zvyšuje torzní úhel (torzní úhel) orientace krystalů uvnitř LCD displeje z 90° na 270°, což poskytuje lepší kontrast obrazu při zvětšení monitoru.
    Často se buňky STN používají v párech. Toto provedení se nazývá DSTN (Double Super Twisted Nematic), ve kterém se jeden dvouvrstvý článek DSTN skládá ze 2 článků STN, jejichž molekuly se během provozu otáčejí v opačných směrech. Světlo, procházející takovou strukturou v „uzamčeném“ stavu, ztrácí většinu své energie. Kontrast a rozlišení DSTN je poměrně vysoké, takže bylo možné vyrobit barevný displej, ve kterém jsou tři LCD buňky a tři primární barevné optické filtry na pixel. Barevné displeje nejsou schopny pracovat z odraženého světla, takže podsvícení je jejich povinným atributem. Pro zmenšení rozměrů je lampa umístěna na boku a naproti ní je zrcadlo [viz obr. rýže. 2,5], takže většina LCD je jasnější ve středu než na okrajích (to neplatí pro stolní LCD monitory).

    Také buňky STN se používají v režimu TSTN (Triple Super Twisted Nematic), kdy jsou přidány dvě tenké vrstvy polymerového filmu pro zlepšení reprodukce barev barevných displejů nebo pro zajištění dobré kvality monochromatických monitorů.
    Pojem pasivní matice pochází z rozdělení monitoru na body, z nichž každý může díky elektrodám nezávisle na ostatních nastavit orientaci roviny polarizace paprsku, takže ve výsledku může být každý takový prvek individuálně osvětlené pro vytvoření obrazu. Matice se nazývá pasivní, protože technologie pro vytváření LCD displejů, která byla popsána výše, nemůže poskytnout rychlou změnu informací na obrazovce. Obraz je tvořen řádek po řádku postupným přiváděním řídicího napětí do jednotlivých článků, které je činí transparentními. Kvůli poměrně velké elektrické kapacitě článků se napětí na nich nemůže dostatečně rychle měnit, takže aktualizace obrazu je pomalá. Takový displej má mnoho nevýhod, pokud jde o kvalitu, protože obraz se na obrazovce nezobrazuje plynule a chvěje. Nízká rychlost změny průhlednosti krystalů neumožňuje správné zobrazení pohyblivých obrázků.
    K řešení některých výše popsaných problémů se používají speciální technologie Pro zlepšení kvality dynamického obrazu bylo navrženo zvýšení počtu řídicích elektrod. To znamená, že celá matice je rozdělena do několika nezávislých podmatic (Dual Scan DSTN - dvě nezávislá pole skenování obrazu), z nichž každá obsahuje menší počet pixelů, takže jejich sekvenční ovládání zabere méně času. V důsledku toho lze zkrátit dobu setrvačnosti LC.
    Taky nejlepší výsledky z hlediska stability, kvality, rozlišení, plynulosti a jasu lze obrazu dosáhnout pomocí aktivních maticových obrazovek, které jsou však dražší.
    Aktivní matrice využívá pro každou buňku stínítka samostatné zesilovací prvky, které kompenzují vliv kapacity článků a umožňují výrazně zkrátit dobu pro změnu jejich průhlednosti. Aktivní matice má oproti pasivní matici mnoho výhod. Například lepší jas a možnost dívat se na obrazovku i s odchylkou až 45° a více (tj. při pozorovacím úhlu 120° -140°) bez ohrožení kvality obrazu, což je v případě pasivní matice, která umožňuje vidět vysoce kvalitní obraz pouze před obrazovkou. Všimněte si, že drahé modely LCD monitorů s aktivní matricí poskytují pozorovací úhel 160° [viz obr. 2.6] a existují všechny důvody domnívat se, že technologie se bude v budoucnu dále zlepšovat. Aktivní matice může zobrazovat pohyblivé obrazy bez viditelného chvění, protože doba odezvy displeje s aktivní maticí je asi 50 ms oproti 300 ms u pasivní matice, navíc je kontrast aktivních maticových monitorů vyšší než u CRT monitorů. Je třeba poznamenat, že jas jednotlivého prvku obrazovky zůstává nezměněn po celý časový interval mezi aktualizacemi obrazu a nepředstavuje krátký puls světla emitovaný fosforovým prvkem CRT monitoru bezprostředně po průchodu elektronového paprsku přes tento prvek. Proto pro LCD monitory postačuje vertikální frekvence 60 Hz.

    Funkčnost aktivních maticových LCD monitorů je téměř stejná jako u pasivních maticových displejů. Rozdíl spočívá v elektrodovém poli, které pohání buňky z tekutých krystalů displeje. V případě pasivní matrice se různé elektrody cyklicky nabíjejí, jak se displej aktualizuje řádek po řádku, a v důsledku vybití kapacit prvků obraz zmizí, když se krystaly vrátí do původního stavu. konfigurace. V případě aktivní matice je ke každé elektrodě přidán paměťový tranzistor, který může ukládat digitální informace (binární hodnoty 0 nebo 1) a v důsledku toho je obraz ukládán, dokud není přijat další signál. Částečně je problém zpomalení rozpadu obrazu v pasivních matricích vyřešen použitím více vrstev tekutých krystalů pro zvýšení pasivity a omezení pohybu, ale nyní je pomocí aktivních matric možné snížit počet vrstev tekutých krystalů. Paměťové tranzistory musí být vyrobeny z průhledných materiálů, které umožní průchod světelného paprsku, což znamená, že tranzistory mohou být umístěny na zadní straně displeje, na skleněném panelu, který obsahuje tekuté krystaly. Pro tyto účely se používají plastové fólie zvané „Thin Film Transistor“ (nebo jednoduše TFT).
    Thin Film Transistor (TFT), tj. tenkovrstvý tranzistor - to jsou ovládací prvky, kterými se ovládá každý pixel na obrazovce. Tenkovrstvý tranzistor je opravdu velmi tenký, jeho tloušťka je 0,1 - 0,01 mikronu.
    První TFT displeje, které se objevily v roce 1972, používaly selenid kadmia, který má vysokou mobilitu elektronů a udržuje vysoká hustota proudu, ale postupem času došlo k přechodu na amorfní křemík (a-Si) a v matricích s vysokým rozlišením se používá polykrystalický křemík (p-Si).
    Technologie pro vytváření TFT je velmi složitá a je obtížné dosáhnout přijatelného procenta dobrých produktů kvůli skutečnosti, že počet použitých tranzistorů je velmi velký. Všimněte si, že monitor, který dokáže zobrazit obraz v rozlišení 800x600 pixelů v režimu SVGA a pouze se třemi barvami, má 1 440 000 jednotlivých tranzistorů. Výrobci stanovují limity na počet tranzistorů, které mohou být nefunkční na LCD displeji. Je pravda, že každý výrobce má svůj vlastní názor na to, kolik tranzistorů nemusí fungovat.
    Pixel na bázi TFT je uspořádán následovně: tři barevné filtry (červený, zelený a modrý) jsou integrovány jeden po druhém do skleněné desky. Každý pixel je kombinací tří barevných buněk nebo subpixelových prvků [viz obr. rýže. 2,7]. To znamená, že například displej, který má rozlišení 1280x1024, má přesně 3840x1024 tranzistorů a subpixelů. Velikost bodu (pixelu) pro 15,1" TFT displej (1024x768) je přibližně 0,0188" (nebo 0,30 mm) a pro 18,1" TFT displej je přibližně 0,011" (nebo 0,28 mm).

    TFT mají oproti CRT monitorům řadu výhod, včetně snížené spotřeby energie a rozptylu tepla, ploché obrazovky a žádné stopy po pohybujících se objektech. Nejnovější vývoj umožňuje získat obraz vyšší kvality než běžné TFT.

    Nedávno Hitachi vyvinulo novou technologii vícevrstvého LCD panelu Super TFT, která výrazně zlepšila pozorovací úhel LCD panelu. Technologie Super TFT využívá jednoduché kovové elektrody namontované na spodní skleněné desce a způsobuje rotaci molekul, přičemž jsou neustále v rovině rovnoběžné s rovinou obrazovky [viz Obr. rýže. 2,8]. Vzhledem k tomu, že se krystaly konvenčního LCD panelu otáčejí svými konci směrem k povrchu obrazovky, jsou takové LCD více závislé na pozorovacím úhlu než Hitachi LCD panely s technologií Super TFT.V důsledku toho zůstává obraz na displeji jasný a čistý i při velké pozorovací úhly, dosahující kvality srovnatelné s obrazem na CRT obrazovce.

    Japonská společnost NEC nedávno oznámila, že kvalita obrazu jejích LCD displejů se brzy dostane na úroveň laserové tiskárny, překročení prahové hodnoty 200 ppi, což odpovídá 31 bodům na mm 2 nebo rozteči bodů 0,18 mm. Podle NEC TN (twisted nematic) tekuté krystaly, které dnes používá mnoho výrobců, umožňují stavět displeje s rozlišením až 400 dpi. Hlavním limitujícím faktorem při zvyšování rozlišení je však nutnost vytvoření vhodných filtrů. V nové technologii „color filter on TFT“ jsou světelné filtry pokrývající tenkovrstvé tranzistory tvořeny fotolitografií na spodní skleněné podložce. U běžných displejů jsou filtry aplikovány na druhý, horní substrát, což vyžaduje velmi přesné vyrovnání dvou desek.

    Na konferenci „Society for Information Display“ ve Spojených státech v roce 1999 bylo provedeno několik prezentací ukazujících pokrok ve vytváření displejů z tekutých krystalů na plastovém substrátu. Samsung představil prototyp monochromatického displeje s úhlopříčkou 5,9 palce a tloušťkou 0,5 mm na polymerovém substrátu. Tloušťka samotného substrátu je cca 0,12 mm. Displej má rozlišení 480x320 pixelů a kontrastní poměr 4:1. Hmotnost - pouze 10 gramů.

    Inženýři z Film Technology Laboratory na univerzitě ve Stuttgartu nepoužili tenkovrstvé tranzistory (TFT), ale MIM (metal-insulator-metal) diody. Nejnovějším počinem tohoto týmu je dvoupalcový barevný displej s rozlišením 96x128 pixelů a kontrastním poměrem 10:1.

    Tým IBM vyvinul technologii tenkých tranzistorů využívajících organické materiály k výrobě flexibilních obrazovek pro elektronické čtečky a další zařízení. Tranzistorové prvky navržené IBM jsou nastříkány na plastový substrát při pokojové teplotě (tradiční LCD se vyrábějí při vysokých teplotách, čímž se eliminuje použití organických materiálů). Místo běžného oxidu křemičitého se pro závěrku používá titonát zirkonát barnatý (BZT). Jako polovodič se používá organická látka zvaná pentacen, což je sloučenina fenylethylamonia s jodidem cíničitým.

    Pro zvýšení rozlišení LCD obrazovek společnost Displaytech navrhla nevytvářet obraz na povrchu velké LCD obrazovky, ale zobrazit obraz na malém displeji s vysokým rozlišením a poté jej pomocí optického projekčního systému zvýšit na požadovanou hodnotu. velikost. Displaytech přitom použil původní technologii Ferroelectric LCD (FLCD). Je založen na tzv. chirálně-smektických tekutých krystalech navržených pro použití již v roce 1980. Vrstva materiálu s feroelektrickými vlastnostmi a schopná odrážet polarizované světlo s rotací polarizační roviny je nanesena na CMOS substrát, který dodává řídicí signály . Když odražený světelný tok prochází druhým polarizátorem, objeví se obraz tmavých a světlých pixelů. Barevný obraz se získá rychlým střídáním osvětlení matrice červeným, zeleným a modrým světlem.Na základě FLCD matric lze vyrábět obrazovky. velká velikost s vysokým kontrastem a kvalitou barev, širokými pozorovacími úhly a rychlou dobou odezvy. V roce 1999 oznámila aliance mezi Hewlett-Packard Corporation a DisplayTech vytvoření plnobarevného mikrodispleje založeného na technologii FLCD. Rozlišení matice je 320 x 240 pixelů. Charakteristickými vlastnostmi zařízení je nízká spotřeba a možnost přehrávání plnobarevného „živého“ videa. Nový displej je navržen pro použití v digitálních fotoaparátech, videokamerách, kapesních komunikátorech a monitorech pro přenosné počítače.

    Toshiba vyvíjí nízkoteplotní technologii využívající polykrystalický křemík LTPS. Podle zástupců této korporace umisťují nová zařízení pouze tak, jak jsou určena pro trh mobilních zařízení, včetně notebooků, kde dominuje technologie a-Si TFT. 4palcové VGA displeje se již vyrábějí a 5,8palcové matrice jsou na cestě. Odborníci se domnívají, že 2 miliony pixelů na obrazovce zdaleka nejsou limitem. Jednou z charakteristických vlastností této technologie je její vysoké rozlišení.

    Podle odborníků ze společnosti DisplaySearch Corporation, která zkoumá trh plochých displejů, se v současnosti při výrobě téměř jakékoli matrice z tekutých krystalů nahrazují technologie: TN LCD (Twisted Nematic Liquid Crystal Display) za STN (Super TN LCD) a zejména s a-Si TFT LCD (amorfní-Silicon Thin Film Transistor LCD). V příštích 5-7 letech budou v mnoha oblastech použití konvenční LCD obrazovky nahrazeny nebo doplněny o následující zařízení:

    • mikrodispleje;
    • displeje vyzařující světlo na bázi organických materiálů LEP;
    • displeje založené na emisi FED (Field Emisson Display);
    • displeje využívající nízkoteplotní polykrystalický křemík LTPS (Low Temperature PolySilicon);
    • plazmové displeje PDP (Plasma Display Panel).

    Převzato z http://monitors.narod.ru