บ้าน

พารามิเตอร์พื้นฐานของจอภาพ LCD ข้อมูลจำเพาะของจอภาพ LCD ข้อมูลจำเพาะทางกายภาพของจอภาพ LCD

บทนำ

1. การสร้างจอแสดงผลคริสตัลเหลว

2. ลักษณะของจอภาพ LCD

2.1 ประเภทของจอภาพ LCD

2.2 ความละเอียดจอภาพ

2.3 อินเทอร์เฟซการตรวจสอบ

2.4 LCD ประเภท

2.5 การจำแนกประเภทของจอแสดงผล TFT-LCD

2.5.1 เมทริกซ์เทนเนสซี

2.5.2 แผง IPS

2.5.3 เมทริกซ์ MVA

2.5.4 คุณสมบัติของเมทริกซ์ LCD ต่างๆ

2.6 ความสว่าง

2.7 ความคมชัด

2.8 มุมมองภาพ

เวลาตอบสนอง 2.9 พิกเซล

2.10 จำนวนสีที่แสดง

บทสรุป

บรรณานุกรม

บทนำ

ความจริงที่ว่ารุ่น LCD ครองส่วนจอภาพสำหรับผู้บริโภคในปัจจุบันนั้นไม่ต้องสงสัยเลย อะไรซ่อนอยู่ในจอ LCD ชื่อลึกลับและน่าอัศจรรย์? จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้เอง มีคนไม่กี่คนที่รู้อะไรทั้งนั้น ยกเว้นชื่อ Liquid Crystal Monitor ที่รายล้อมไปด้วยความลับ ได้ยินโดยบังเอิญ! อย่างไรก็ตาม ความคืบหน้าไม่หยุดนิ่ง และสถานการณ์ในพื้นที่นี้เปลี่ยนแปลงไปค่อนข้างมาก

เมื่อ 4 ปีที่แล้ว ผู้ใช้พีซีไม่ได้คิดเกี่ยวกับการซื้อกิจการที่เก๋ไก๋เช่นนี้ และไม่ว่าพวกเขาจะโต้แย้งว่าจอภาพใดดีกว่า - LCD หรือ CRT (ลำแสงแคโทด) ผู้ใช้แทบไม่มีทางเลือกเหลือ ผู้ผลิตได้เปลี่ยนไปสู่การผลิตจอภาพ LCD และนำเสนอผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายแก่ผู้ใช้ ตามกฎแล้ว เพื่อดึงดูดผู้บริโภคให้มาที่ผลิตภัณฑ์ของตน ผู้ผลิตจอภาพจึงให้ความสำคัญกับการออกแบบจอภาพเป็นอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม ลักษณะทางเทคนิคของจอภาพมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง แต่ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์เหล่านี้ลดลงอย่างต่อเนื่อง และในระยะเวลาอันสั้น จอภาพ LCD ก็พร้อมสำหรับผู้ซื้อจำนวนมาก แต่ถึงกระนั้น หลายคนยังคงใช้วิธีการที่ขาดความรับผิดชอบอย่างมากในการเลือก "ปาฏิหาริย์" ดังกล่าว หรือมากกว่านั้น พวกเขาไม่ได้ให้ความสำคัญกับพารามิเตอร์มากนัก หลังจากนั้นตามกฎแล้วพวกเขาต้องทนทุกข์ทรมานอย่างมากเพราะในทางปฏิบัติลักษณะที่ระบุในหนังสือเดินทางและผู้ขายที่โน้มน้าวอย่างมีสีสันไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของผู้ซื้อ และประเด็นก็คือลักษณะเหล่านี้ถูกกำหนดโดยบุคคลบางคนอย่างไร โดยทั่วไปแนะนำให้ตรวจสอบพารามิเตอร์บางตัวด้วยสายตา ไม่ใช่เนื้อหาที่มีตัวเลขแบบไม่มีหน้าของแผ่นข้อมูล

ดังนั้นในการซื้อจอ LCD คุณภาพสูงมากหรือน้อย (LiquidCrystalDisplay สำหรับผู้ที่อยากรู้อยากเห็นโดยเฉพาะ) ขอแนะนำให้ศึกษาอุปกรณ์อย่างน้อยที่สุดในแง่ทั่วไปและดังนั้นควรทราบวิธีตรวจสอบพารามิเตอร์อย่างน้อยหนึ่งรายการตาม ด้วยคุณสมบัติทางกายภาพของมัน

1. การสร้างจอแสดงผลคริสตัลเหลว

เมทริกซ์จอภาพจอแสดงผลคริสตัลเหลว

จอแสดงผลคริสตัลเหลวที่ใช้งานได้เครื่องแรกสร้างขึ้นโดย Fergason ในปี 1970 ก่อนหน้านี้ อุปกรณ์คริสตัลเหลวใช้พลังงานมากเกินไป อายุการใช้งานมีจำกัด และคอนทราสต์ของภาพก็น่าเสียดาย

จอ LCD ใหม่ถูกนำเสนอต่อสาธารณชนในปี 1971 และได้รับการอนุมัติอย่างกระตือรือร้น

ผลึกเหลว (LiquidCrystal) เป็นสารอินทรีย์ที่สามารถเปลี่ยนปริมาณแสงที่ส่องผ่านภายใต้แรงดันไฟฟ้า จอภาพคริสตัลเหลวประกอบด้วยกระจกหรือแผ่นพลาสติกสองแผ่นซึ่งมีระบบกันสะเทือน คริสตัลในระบบกันสะเทือนนี้จัดเรียงขนานกัน ซึ่งช่วยให้แสงลอดผ่านแผงได้ เมื่อใช้กระแสไฟฟ้า การจัดเรียงของผลึกจะเปลี่ยนไป และพวกเขาก็เริ่มรบกวนการผ่านของแสง

เทคโนโลยี LCD แพร่หลายในคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ฉายภาพ ผลึกเหลวชนิดแรกมีความโดดเด่นด้วยความไม่เสถียรและใช้ประโยชน์เพียงเล็กน้อยสำหรับการผลิตจำนวนมาก การพัฒนาเทคโนโลยี LCD ที่แท้จริงเริ่มต้นด้วยการประดิษฐ์โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษเกี่ยวกับผลึกเหลวที่มีความเสถียร - ไบเฟนิล (Biphenyl) จอแสดงผลคริสตัลเหลวรุ่นแรกสามารถเห็นได้ในเครื่องคิดเลข เกมอิเล็กทรอนิกส์ และนาฬิกา

จอภาพ LCD สมัยใหม่เรียกอีกอย่างว่าจอแบน, เมทริกซ์แอกทีฟสแกนคู่, ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง

แนวคิดของจอ LCD นั้นอยู่ในอากาศมานานกว่า 30 ปีแล้ว แต่การวิจัยไม่ได้นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ยอมรับได้ ดังนั้นจอภาพ LCD จึงไม่มีชื่อเสียงในด้านคุณภาพของภาพที่ดี ตอนนี้พวกเขากำลังเป็นที่นิยม - ทุกคนชอบรูปลักษณ์ที่สง่างามของพวกเขารูปร่างเพรียวบางกะทัดรัดประสิทธิภาพ (15-30 วัตต์) นอกจากนี้เชื่อกันว่าเฉพาะคนที่ร่ำรวยและจริงจังเท่านั้นที่สามารถซื้อความหรูหราดังกล่าวได้

2.1 ประเภทของจอภาพ LCD

จอ LCD มีสองประเภท: DSTN (dual-scantwistednematic - หน้าจอคริสตัลแบบสแกนคู่) และ TFT (ฟิล์มบางทรานซิสเตอร์ - บนทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง) พวกเขาจะเรียกว่าเมทริกซ์แบบพาสซีฟและแอคทีฟตามลำดับ จอภาพดังกล่าวประกอบด้วยชั้นต่อไปนี้: ฟิลเตอร์โพลาไรซ์ ชั้นแก้ว อิเล็กโทรด ชั้นควบคุม ผลึกเหลว ชั้นควบคุมอื่น อิเล็กโทรด ชั้นแก้ว และฟิลเตอร์โพลาไรซ์ (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. − ตรวจสอบชั้นคอมโพสิต

คอมพิวเตอร์ยุคแรกใช้เมทริกซ์ขาวดำแบบพาสซีฟขนาด 8 นิ้ว (แนวทแยง) เมื่อเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีแอกทีฟแมทริกซ์ ขนาดหน้าจอก็เพิ่มขึ้น จอภาพ LCD สมัยใหม่แทบทั้งหมดใช้แผงทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบาง ซึ่งให้ภาพที่สว่างสดใสในขนาดที่ใหญ่กว่ามาก

2.2 ความละเอียดจอภาพ

ขนาดของจอภาพเป็นตัวกำหนดพื้นที่ทำงาน และที่สำคัญคือราคา แม้จะมีการจำแนกประเภทจอภาพ LCD เป็นอย่างดี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดหน้าจอในแนวทแยง (15, 17-, 19 นิ้ว) การจัดประเภทตามความละเอียดในการทำงานนั้นถูกต้องกว่า ความจริงก็คือไม่เหมือนกับจอภาพที่ใช้ CRT ซึ่งความละเอียดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ค่อนข้างยืดหยุ่น จอ LCD มีชุดพิกเซลทางกายภาพคงที่ นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาได้รับการออกแบบให้ทำงานโดยได้รับอนุญาตเพียงครั้งเดียวเท่านั้นที่เรียกว่าการทำงาน ความละเอียดนี้ยังกำหนดขนาดของเส้นทแยงมุมของเมทริกซ์ทางอ้อมด้วย อย่างไรก็ตาม จอภาพที่มีความละเอียดการทำงานเท่ากันอาจมีเมทริกซ์ที่มีขนาดต่างกัน ตัวอย่างเช่น จอภาพที่มีเส้นทแยงมุม 15 ถึง 16 นิ้วโดยทั่วไปมีความละเอียดในการทำงาน 1024X768 ซึ่งหมายความว่าจอภาพนี้มีพิกเซล 1024 พิกเซลในแนวนอนและ 768 พิกเซลในแนวตั้ง

ความละเอียดในการทำงานของจอภาพกำหนดขนาดของไอคอนและแบบอักษรที่จะแสดงบนหน้าจอ ตัวอย่างเช่น จอภาพขนาด 15 นิ้วสามารถมีความละเอียดในการทำงานได้ทั้ง 1024X768 และ 1400X1050 พิกเซล ในกรณีหลัง ขนาดทางกายภาพของพิกเซลจะเล็กลง และเนื่องจากจำนวนพิกเซลเท่ากันถูกใช้ในการสร้างไอคอนมาตรฐานในทั้งสองกรณี ขนาดทางกายภาพของไอคอนจะเล็กลงที่ความละเอียด 1400x1050 พิกเซล สำหรับผู้ใช้บางคน ขนาดไอคอนที่เล็กเกินไปที่ความละเอียดจอภาพสูงอาจไม่เป็นที่ยอมรับ ดังนั้นเมื่อซื้อจอภาพ คุณควรให้ความสนใจกับความละเอียดในการทำงานทันที

แน่นอน จอภาพสามารถแสดงภาพด้วยความละเอียดที่ต่างจากภาพที่ใช้งานได้ โหมดการทำงานของจอภาพนี้เรียกว่าการแก้ไข ในกรณีของการแก้ไข คุณภาพของภาพจะเป็นที่ต้องการอย่างมาก โหมดการแก้ไขมีผลอย่างมากต่อคุณภาพของการแสดงแบบอักษรบนหน้าจอ

2.3 อินเทอร์เฟซการตรวจสอบ

จอภาพ LCD เป็นอุปกรณ์ดิจิทัลโดยธรรมชาติ ดังนั้นอินเทอร์เฟซ "ดั้งเดิม" สำหรับพวกเขาคืออินเทอร์เฟซดิจิตอล DVI ซึ่งสามารถมีคอนเวอร์เตอร์ได้สองประเภท: DVI-I ซึ่งรวมสัญญาณดิจิตอลและอนาล็อกและ DVI-D ซึ่งส่ง มีแต่สัญญาณดิจิตอล เป็นที่เชื่อกันว่าอินเทอร์เฟซ DVI เป็นที่นิยมมากกว่าในการเชื่อมต่อจอภาพ LCD กับคอมพิวเตอร์ แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อผ่านขั้วต่อ D-Sub มาตรฐานก็ตาม อินเทอร์เฟซ DVI ยังได้รับการสนับสนุนโดยข้อเท็จจริงที่ว่าในกรณีของอินเทอร์เฟซแบบแอนะล็อก การแปลงสัญญาณวิดีโอสองครั้งเกิดขึ้น: ขั้นแรก สัญญาณดิจิทัลจะถูกแปลงเป็นแอนะล็อกในการ์ดวิดีโอ (การแปลง DAC) ซึ่งจะถูกแปลงเป็น หน่วยอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลของจอภาพ LCD เอง (การแปลง ADC) ส่งผลให้ความเสี่ยงของการบิดเบือนสัญญาณต่างๆ เพิ่มขึ้น

จอภาพ LCD ที่ทันสมัยจำนวนมากมีทั้งขั้วต่อ D-Sub และ DVI ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อหน่วยระบบสองชุดกับจอภาพได้พร้อมกัน คุณยังสามารถค้นหารุ่นที่มีขั้วต่อดิจิทัลสองตัว ในรุ่นสำนักงานราคาไม่แพง มีเพียงขั้วต่อ D-Sub มาตรฐานเท่านั้น

องค์ประกอบพื้นฐานของเมทริกซ์ LCD คือผลึกเหลว ผลึกเหลวมีสามประเภทหลัก: สเมกติก นีมาติก และคอเลสเตอร

ตามคุณสมบัติทางไฟฟ้า ผลึกเหลวทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก: กลุ่มแรกประกอบด้วยผลึกเหลวที่มีแอนไอโซโทรปีอิเล็กทริกเชิงบวก กลุ่มที่สอง - มีแอนไอโซโทรปีไดอิเล็กตริกเชิงลบ ความแตกต่างอยู่ที่ว่าโมเลกุลเหล่านี้ตอบสนองต่อสนามไฟฟ้าภายนอกอย่างไร โมเลกุลที่มีไดอิเล็กตริกแอนไอโซโทรปีเป็นบวกจะถูกวางแนวตามแนวสนาม และโมเลกุลที่มีแอนไอโซโทรปีไดอิเล็กตริกเป็นลบจะตั้งฉากกับเส้นสนาม ผลึกเหลว Nematic มีไดอิเล็กทริก anisotropy เชิงบวก ในขณะที่ผลึกเหลว smectic มีประจุลบ

คุณสมบัติที่โดดเด่นอีกอย่างหนึ่งของโมเลกุล LC คือแอนไอโซโทรปีเชิงแสงของพวกมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากการวางแนวของโมเลกุลตรงกับทิศทางการแพร่กระจายของแสงโพลาไรซ์ระนาบ โมเลกุลก็ไม่มีผลใดๆ ต่อระนาบโพลาไรซ์ของแสง หากการวางแนวของโมเลกุลตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของแสง ระนาบโพลาไรซ์จะหมุนเพื่อให้ขนานกับทิศทางการวางแนวของโมเลกุล

อิเล็กทริกและแอนไอโซโทรปีเชิงแสงของโมเลกุล LC ทำให้สามารถใช้เป็นโมดูเลเตอร์แสงได้ ซึ่งทำให้สามารถสร้างภาพที่ต้องการบนหน้าจอได้ หลักการทำงานของโมดูเลเตอร์นั้นค่อนข้างง่ายและขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนระนาบโพลาไรเซชันของแสงที่ผ่านเซลล์ LC เซลล์ LC ตั้งอยู่ระหว่างโพลาไรซ์สองตัว ซึ่งแกนของโพลาไรซ์ซึ่งตั้งฉากกัน โพลาไรเซอร์ตัวแรกจะตัดรังสีโพลาไรซ์ของระนาบออกจากแสงที่ส่องผ่านจากแบ็คไลท์ หากไม่มีเซลล์ LC แสงโพลาไรซ์ของระนาบดังกล่าวจะถูกดูดซับอย่างสมบูรณ์โดยโพลาไรเซอร์ที่สอง เซลล์ LC ที่วางอยู่ในเส้นทางของแสงโพลาไรซ์ของระนาบที่ส่งผ่านสามารถหมุนระนาบของโพลาไรซ์ของแสงที่ส่องผ่านได้ ในกรณีนี้ แสงบางส่วนจะลอดผ่านโพลาไรเซอร์ที่สอง กล่าวคือ เซลล์จะโปร่งใส (ทั้งหมดหรือบางส่วน)

จอภาพ LCD มีสองประเภท: DSTN (หน้าจอคริสตัลนีมาติกแบบบิดเกลียวแบบสแกนคู่พร้อมการสแกนสองครั้ง) และ TFT (ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง - บนทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง) เรียกอีกอย่างว่าเมทริกซ์แบบพาสซีฟและแอคทีฟตามลำดับ จอภาพดังกล่าวประกอบด้วยชั้นต่อไปนี้: ฟิลเตอร์โพลาไรซ์ ชั้นแก้ว อิเล็กโทรด ชั้นควบคุม ผลึกเหลว ชั้นควบคุมอื่น อิเล็กโทรด ชั้นแก้ว และฟิลเตอร์โพลาไรซ์ (รูปที่ 1)

ข้าว. หนึ่ง.

ความละเอียดจอภาพ

ประเภทของเมทริกซ์ที่ใช้ในจอภาพ LCD เป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของจอภาพ แต่ไม่ใช่ลักษณะเดียวเท่านั้น นอกจากประเภทของเมทริกซ์แล้ว จอภาพยังมีความละเอียดในการทำงาน ความสว่างและคอนทราสต์สูงสุด มุมมอง เวลาในการเปลี่ยนพิกเซล ตลอดจนพารามิเตอร์อื่นๆ ที่มีนัยสำคัญน้อยกว่า ลองพิจารณาลักษณะเหล่านี้โดยละเอียด

หากจอภาพ CRT แบบเดิมมักจะมีขนาดหน้าจอแนวทแยง ดังนั้นสำหรับจอภาพ LCD การจัดประเภทดังกล่าวจะไม่ถูกต้องทั้งหมด ถูกต้องมากขึ้นในการจำแนกจอภาพ LCD ด้วยความละเอียดในการทำงาน ความจริงก็คือไม่เหมือนกับจอภาพที่ใช้ CRT ซึ่งความละเอียดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ค่อนข้างยืดหยุ่น จอ LCD มีชุดพิกเซลทางกายภาพคงที่ นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาได้รับการออกแบบให้ทำงานโดยได้รับอนุญาตเพียงครั้งเดียวเท่านั้นที่เรียกว่าการทำงาน ความละเอียดนี้ยังกำหนดขนาดของเส้นทแยงมุมของเมทริกซ์ทางอ้อมด้วย อย่างไรก็ตาม จอภาพที่มีความละเอียดการทำงานเท่ากันอาจมีเมทริกซ์ที่มีขนาดต่างกัน ตัวอย่างเช่น จอภาพที่มีเส้นทแยงมุม 15 ถึง 16 นิ้วโดยทั่วไปมีความละเอียดในการทำงาน 1024x768 ซึ่งหมายความว่าจอภาพนี้มีพิกเซล 1024 พิกเซลในแนวนอนและ 768 พิกเซลในแนวตั้ง

ความละเอียดในการทำงานของจอภาพกำหนดขนาดของไอคอนและแบบอักษรที่จะแสดงบนหน้าจอ ตัวอย่างเช่น จอภาพขนาด 15 นิ้วอาจมีความละเอียดในการทำงาน 1024x768 พิกเซล หรืออาจเป็น 1400x1050 พิกเซล ในกรณีหลัง ขนาดทางกายภาพของพิกเซลจะเล็กลง และเนื่องจากจำนวนพิกเซลเท่ากันถูกใช้ในการสร้างไอคอนมาตรฐานในกรณีแรกและตัวที่สอง จากนั้นที่ความละเอียด 1400x1050 พิกเซล ไอคอนจะ มีขนาดเล็กกว่าในมิติทางกายภาพ ขนาดไอคอนที่เล็กเกินไปที่ความละเอียดจอภาพสูงอาจไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับผู้ใช้บางคน ดังนั้นคุณควรให้ความสนใจกับความละเอียดในการทำงานทันทีเมื่อซื้อจอภาพ

แน่นอน จอภาพสามารถแสดงภาพในความละเอียดอื่นที่ไม่ใช่ภาพที่ใช้งานได้ โหมดการทำงานของจอภาพนี้เรียกว่าการแก้ไข โปรดทราบว่าในกรณีของการสอดแทรก คุณภาพของภาพปล่อยให้เป็นที่ต้องการอย่างมาก: ภาพถูกแฮ็กและหยาบ และนอกจากนี้ วัตถุมาตราส่วน เช่น การกระแทกบนวงกลมสามารถเกิดขึ้นได้ โหมดการแก้ไขมีผลอย่างมากต่อคุณภาพการแสดงผลของแบบอักษรบนหน้าจอ ดังนั้นข้อสรุป: หากคุณวางแผนที่จะใช้จอภาพในการซื้อจอภาพด้วยความละเอียดที่ไม่ได้มาตรฐาน วิธีที่ง่ายที่สุดในการตรวจสอบโหมดการทำงานของจอภาพในระหว่างการแก้ไขคือการดูเอกสารข้อความในการพิมพ์ขนาดเล็ก มันจะง่ายที่จะสังเกตเห็นสิ่งประดิษฐ์การสอดแทรกตามรูปทรงของตัวอักษร และหากใช้อัลกอริธึมการแก้ไขที่ดีกว่าในจอภาพ ตัวอักษรจะมีความสม่ำเสมอมากขึ้น แต่ยังเบลออยู่ ความเร็วที่จอภาพ LCD ปรับขนาดเฟรมเดียวก็เป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ต้องให้ความสนใจเช่นกัน เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของจอภาพใช้เวลาในการสอดแทรก

จุดแข็งประการหนึ่งของจอภาพ LCD คือความสว่าง ตัวบ่งชี้ในจอแสดงผลคริสตัลเหลวนี้บางครั้งอาจสูงกว่าจอภาพที่ใช้ CRT มากกว่าสองเท่า ในการปรับความสว่างของจอภาพ ให้เปลี่ยนความเข้มของแบ็คไลท์ วันนี้ในจอภาพ LCD ความสว่างสูงสุดที่ประกาศไว้ในเอกสารทางเทคนิคคือ 250 ถึง 300 cd / m2 และหากความสว่างของจอภาพสูงเพียงพอ ก็จำเป็นต้องระบุในหนังสือโฆษณาและนำเสนอเป็นหนึ่งในข้อดีหลักของจอภาพ

ความสว่างเป็นคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับจอภาพ LCD อย่างแท้จริง ตัวอย่างเช่น หากความสว่างไม่เพียงพอ การทำงานด้านหลังจอภาพในสภาพแสงจ้าจะไม่สะดวกสบาย (แสงจากภายนอก) จากประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าจอภาพ LCD มีความสว่างเพียง 200-250 cd / m2 ก็เพียงพอแล้ว แต่ไม่ได้ประกาศ แต่สังเกตได้จริง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คอนทราสต์ของภาพบนแผงดิจิทัลเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด และบ่อยครั้งที่ตัวเลขนี้ถึงค่า 1,000:1 พารามิเตอร์นี้กำหนดเป็นอัตราส่วนระหว่างความสว่างสูงสุดและต่ำสุดบนพื้นหลังสีขาวและสีดำตามลำดับ แต่ไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายที่นี่เช่นกัน ความจริงก็คือสามารถระบุคอนทราสต์ได้ไม่ใช่สำหรับจอภาพ แต่สำหรับเมทริกซ์ และนอกจากนี้ยังมีวิธีอื่นในการวัดคอนทราสต์อีกหลายวิธี อย่างไรก็ตาม จากประสบการณ์แสดงให้เห็นว่า หากอัตราส่วนคอนทราสต์มากกว่า 350:1 ระบุไว้ในหนังสือเดินทาง ก็เพียงพอแล้วสำหรับการทำงานตามปกติ

เนื่องจากการหมุนของโมเลกุล LC ในแต่ละพิกเซลย่อยของสีผ่านมุมหนึ่ง จึงเป็นไปได้ที่จะได้รับไม่เพียงแค่สถานะเปิดและปิดของเซลล์ LC เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสถานะระดับกลางที่สร้างเฉดสีด้วย ในทางทฤษฎี มุมของการหมุนของโมเลกุล LC สามารถทำให้มีค่าใดๆ ในช่วงตั้งแต่ต่ำสุดไปจนถึงสูงสุด อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ มีความผันผวนของอุณหภูมิที่ทำให้ไม่สามารถตั้งค่ามุมการหมุนได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ในการสร้างระดับแรงดันไฟฟ้าตามอำเภอใจ จำเป็นต้องใช้วงจร DAC ที่มีความจุสูง ซึ่งมีราคาแพงมาก ดังนั้นในจอภาพ LCD สมัยใหม่ DAC แบบ 18 บิตจึงมักใช้บ่อยที่สุดและมักใช้แบบ 24 บิตน้อยกว่า เมื่อใช้ DAC 18 บิต แต่ละช่องสีจะมี 6 บิต สิ่งนี้ทำให้สามารถสร้างระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน 64 (26 = 64) และดังนั้น ตั้งค่าทิศทางที่แตกต่างกัน 64 ทิศทางของโมเลกุล LC ซึ่งจะนำไปสู่การก่อตัวของ 64 เฉดสีในช่องสีเดียว โดยรวมแล้ว โดยการผสมเฉดสีของแชนเนลต่างๆ เข้าด้วยกัน เป็นไปได้ที่จะได้เฉดสี 262 K

เมื่อใช้เมทริกซ์ 24 บิต (วงจร DAC 24 บิต) แต่ละช่องจะมี 8 บิต ซึ่งทำให้สามารถสร้างเฉดสี 256 (28 = 256) ในแต่ละช่องสัญญาณได้ และโดยรวมแล้ว เมทริกซ์ดังกล่าวจะสร้างเฉดสีได้ 16,777,216 เฉด

ในเวลาเดียวกัน สำหรับเมทริกซ์ 18 บิตจำนวนมาก พาสปอร์ตระบุว่าพวกมันผลิตซ้ำได้ 16.2 ล้านสี นี่มันเรื่องอะไรกัน และเป็นไปได้ไหม? ปรากฎว่าในเมทริกซ์ 18 บิต ด้วยเทคนิคต่างๆ คุณสามารถเพิ่มจำนวนเฉดสีเพื่อให้ตัวเลขนี้เข้าใกล้จำนวนสีที่ทำซ้ำโดยเมทริกซ์ 24 บิตจริง สำหรับการอนุมานเฉดสีในเมทริกซ์ 18 บิต จะใช้เทคโนโลยีสองอย่าง (และการรวมกัน) Dithering (dithering) และ FRC (Frame Rate Control)

สาระสำคัญของเทคโนโลยี Dithering อยู่ที่ความจริงที่ว่าเฉดสีที่หายไปนั้นได้มาจากการผสมเฉดสีที่ใกล้ที่สุดของพิกเซลย่อยที่อยู่ติดกัน ลองพิจารณาตัวอย่างง่ายๆ สมมติว่าพิกเซลย่อยสามารถอยู่ในสองสถานะเท่านั้น: เปิดและปิด และสถานะปิดของพิกเซลย่อยสร้างเป็นสีดำ และสถานะเปิด - สีแดง หากเราพิจารณากลุ่มพิกเซลย่อยสองพิกเซลแทนที่จะเป็นหนึ่งพิกเซล นอกจากสีดำและสีแดงแล้ว เรายังสามารถรับสีกลางและด้วยเหตุนี้จึงคาดการณ์จากโหมดสองสีเป็นหนึ่งสีสามสี (รูปที่ 1) . ดังนั้น หากเริ่มแรกจอภาพดังกล่าวสามารถสร้างสีได้หกสี (สองสีสำหรับแต่ละช่องสัญญาณ) จากนั้นหลังจากปรับสีดังกล่าว จอภาพจะสร้างสีได้ 27 สีแล้ว

รูปที่ 1 - รูปแบบ Dithering เพื่อให้ได้เฉดสี

หากเราพิจารณาว่าเป็นกลุ่มที่ไม่ใช่แค่สอง แต่มีพิกเซลย่อยสี่พิกเซล (2x2) การใช้ Dithering จะทำให้เราได้รับเฉดสีเพิ่มเติมสามสีในแต่ละช่องสัญญาณ และจอภาพจะเปลี่ยนจาก 8 สีเป็น 125 สี ดังนั้น กลุ่มพิกเซลย่อย 9 พิกเซล (3x3) จะช่วยให้คุณได้เฉดสีเพิ่มเติมเจ็ดสี และจอภาพจะมี 729 สีอยู่แล้ว

รูปแบบการปรับสีมีข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่งคือ การเพิ่มเฉดสีทำได้โดยลดความละเอียดลง อันที่จริง สิ่งนี้จะเพิ่มขนาดพิกเซล ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อการแสดงรายละเอียดของภาพ

นอกจากเทคโนโลยี Dithering แล้ว ยังใช้เทคโนโลยี FRC ซึ่งเป็นวิธีจัดการความสว่างของพิกเซลย่อยแต่ละรายการด้วยการเปิด/ปิด ในตัวอย่างก่อนหน้านี้ เราจะถือว่าพิกเซลย่อยอาจเป็นสีดำ (ปิด) หรือสีแดง (เปิด) โปรดจำไว้ว่าแต่ละพิกเซลย่อยได้รับคำสั่งให้เปิดที่อัตราเฟรม นั่นคือ ที่อัตราเฟรม 60 Hz แต่ละพิกเซลย่อยจะได้รับคำสั่งให้เปิด 60 ครั้งต่อวินาที ซึ่งทำให้สามารถสร้างสีแดงได้ อย่างไรก็ตาม หากพิกเซลย่อยถูกบังคับให้เปิดไม่ใช่ 60 ครั้งต่อวินาที แต่เพียง 50 ครั้ง (ในแต่ละรอบที่ 12 ห้ามเปิด แต่ปิดพิกเซลย่อย) ส่งผลให้ความสว่างของพิกเซลย่อยจะเป็น สูงสุด 83% ซึ่งจะช่วยให้สร้างเฉดสีแดงระดับกลาง

วิธีการอนุมานสีที่พิจารณาแล้วทั้งสองวิธีมีข้อเสีย ในกรณีแรก นี่คือความเป็นไปได้ที่จะสูญเสียรายละเอียดของภาพ และในกรณีที่สอง อาจเกิดการสั่นไหวของหน้าจอและเวลาในการตอบสนองเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่า เป็นไปไม่ได้เสมอไปที่จะแยกแยะด้วยตาของเมทริกซ์ 18 บิตด้วยการอนุมานสีจากเมทริกซ์ 24 บิตที่แท้จริง ในกรณีนี้ เมทริกซ์ 24 บิตจะมีราคาสูงกว่ามาก

ปัญหาดั้งเดิมของจอภาพ LCD คือมุมมองภาพ - หากภาพบน CRT แทบไม่ได้รับความทุกข์ทรมานแม้ว่าจะดูเกือบขนานกับระนาบของหน้าจอ แล้วในเมทริกซ์ LCD หลายๆ ตัว การเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากแนวตั้งฉากก็นำไปสู่การลดลงอย่างเห็นได้ชัด ความคมชัดและการบิดเบือนสี ตามมาตรฐานปัจจุบัน ผู้ผลิตเซ็นเซอร์กำหนดมุมมองการรับชมเป็นมุมที่สัมพันธ์กับแนวตั้งฉากกับศูนย์กลางของเซ็นเซอร์ เมื่อมองภายใต้ความเปรียบต่างของภาพที่อยู่ตรงกลางเซ็นเซอร์ลดลงเหลือ 10:1 (รูปที่ 2)

รูปที่ 2 - แบบแผนสำหรับกำหนดมุมมองของ LCD matrix

แม้จะมีความชัดเจนชัดเจนของคำนี้ แต่ก็จำเป็นต้องเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าผู้ผลิตเมทริกซ์ (ไม่ใช่จอภาพ) เข้าใจอะไรจากมุมมอง มุมมองภาพสูงสุดทั้งในแนวตั้งและแนวนอนถูกกำหนดให้เป็นมุมมองที่ความคมชัดของภาพอย่างน้อย 10:1 ในขณะเดียวกัน อย่าลืมว่าคอนทราสต์ของภาพคืออัตราส่วนของความสว่างสูงสุดบนพื้นหลังสีขาวต่อความสว่างขั้นต่ำบนพื้นหลังสีดำ ดังนั้น ตามคำจำกัดความ มุมมองจึงไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับความถูกต้องของสีเมื่อมองจากมุม

เวลาตอบสนองหรือเวลาตอบสนองของพิกเซลย่อยก็เป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดของจอภาพเช่นกัน มักเป็นคุณลักษณะที่เรียกว่าจุดอ่อนที่สุดของจอภาพ LCD เนื่องจากจอภาพ LCD ต่างจากจอภาพ CRT ที่เวลาตอบสนองของพิกเซลวัดเป็นไมโครวินาที เวลานี้ในจอภาพ LCD เท่ากับหลายสิบมิลลิวินาที ซึ่งทำให้ภาพเบลอในที่สุด และสามารถสังเกตได้ด้วยตา จากมุมมองทางกายภาพ เวลาตอบสนองของพิกเซลจะถูกกำหนดโดยช่วงเวลาที่การวางแนวเชิงพื้นที่ของโมเลกุลผลึกเหลวเปลี่ยนแปลงไป และยิ่งเวลานี้สั้นเท่าใดก็ยิ่งดี

ในกรณีนี้ จำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างเวลาเปิดและปิดของพิกเซล พิกเซลตรงเวลาหมายถึงเวลาที่จำเป็นสำหรับเซลล์ LC ในการเปิดเต็มที่ และเวลาปิดพิกเซลหมายถึงเวลาที่ต้องใช้ในการปิดเซลล์ LC โดยสมบูรณ์ เมื่อพูดถึงเวลาตอบสนองของพิกเซล นี่ถือเป็นเวลารวมของการเปิดและปิดพิกเซล

เวลาที่เปิดพิกเซลและเวลาปิดพิกเซลอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น หากเราพิจารณาเมทริกซ์ TN + Film ทั่วไป กระบวนการปิดพิกเซลจะประกอบด้วยการปรับตำแหน่งของโมเลกุลในแนวตั้งฉากกับทิศทางของโพลาไรเซชันภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ และกระบวนการเปิดพิกเซลคือ ชนิดของการคลายตัวของโมเลกุล LC นั่นคือกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงไปสู่สภาวะธรรมชาติ ในกรณีนี้ เห็นได้ชัดว่าเวลาในการปิดของพิกเซลจะน้อยกว่าเวลาเปิดเครื่อง

รูปที่ 3 แสดงไดอะแกรมเวลาทั่วไปสำหรับการเปิด (รูปที่ 3a) และการปิด (รูปที่ 3b) พิกเซล TN+Film-matrix ในตัวอย่างที่แสดง เวลาเปิดสำหรับพิกเซลคือ 20ms และเวลาเปิดปิดคือ 6ms เวลาตอบสนองทั้งหมดของพิกเซลคือ 26 มิลลิวินาที

เมื่อพูดถึงเวลาตอบสนองของพิกเซลที่ระบุในเอกสารทางเทคนิคสำหรับจอภาพ พวกเขาหมายถึงเวลาตอบสนองของเมทริกซ์ ไม่ใช่จอภาพ ผิดปกติพอสมควร แต่นี่ไม่ใช่สิ่งเดียวกัน เนื่องจากกรณีแรกไม่ได้คำนึงถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดที่จำเป็นในการควบคุมพิกเซลของเมทริกซ์ อันที่จริง เวลาตอบสนองของพิกเซลเมทริกซ์เป็นเวลาที่จำเป็นสำหรับการปรับทิศทางของโมเลกุล และเวลาปฏิกิริยาของพิกเซลของจอภาพคือเวลาระหว่างสัญญาณในการเปิด/ปิดและความเป็นจริงของการเปิด/ปิด นอกจากนี้ เมื่อพูดถึงเวลาตอบสนองของพิกเซลที่ระบุไว้ในเอกสารทางเทคนิค จะต้องคำนึงว่าผู้ผลิตเมทริกซ์สามารถตีความเวลานี้ได้ในรูปแบบต่างๆ

รูปที่ 3 - ไดอะแกรมเวลาทั่วไปสำหรับการเปิด (a) และการปิด (b) พิกเซลสำหรับเมทริกซ์ TN

ดังนั้น หนึ่งในตัวเลือกสำหรับการตีความเวลาเปิด/ปิดของพิกเซลก็คือ เวลาในการเปลี่ยนความสว่างของแสงพิกเซลจาก 10 เป็น 90% หรือจาก 90 เป็น 10% ในขณะเดียวกันก็ค่อนข้างเป็นไปได้ที่สำหรับจอภาพที่มีเวลาตอบสนองพิกเซลที่ดี เมื่อความสว่างเปลี่ยนจาก 10 เป็น 90% เวลาตอบสนองของพิกเซลทั้งหมด (เมื่อความสว่างเปลี่ยนจาก 0 เป็น 100%) จะค่อนข้างมาก .

ดังนั้น การวัดค่าในช่วงความสว่างจะเปลี่ยนจาก 0 เป็น 100% ที่ถูกต้องมากกว่าหรือไม่ อย่างไรก็ตาม ตามนุษย์มองเห็นความสว่างตั้งแต่ 0 ถึง 10% ว่าเป็นสีดำสนิท และในแง่นี้ การวัดจากระดับความสว่าง 10% นั้นมีความสำคัญในทางปฏิบัติ ในทำนองเดียวกัน ไม่ควรวัดการเปลี่ยนแปลงของระดับความสว่างสูงสุด 100% เนื่องจากความสว่างจาก 90 ถึง 100% ถูกมองว่าเป็นสีขาว ดังนั้นจึงเป็นการวัดความสว่างได้อย่างแม่นยำสูงสุด 90% ซึ่งมีความสำคัญในทางปฏิบัติ

จนถึงตอนนี้ เมื่อพูดถึงการวัดเวลาตอบสนองของพิกเซล เรากำลังพูดถึงการสลับไปมาระหว่างสีดำและสีขาว หากไม่มีคำถามเกี่ยวกับสีดำ (พิกเซลถูกปิดอย่างง่าย) แสดงว่าตัวเลือกสีขาวไม่ชัดเจน เวลาตอบสนองของพิกเซลจะเปลี่ยนไปอย่างไรหากคุณวัดเมื่อสลับระหว่างฮาล์ฟโทนที่ต่างกัน คำถามนี้มีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่ง ความจริงก็คือการเปลี่ยนจากพื้นหลังสีดำเป็นพื้นหลังสีขาวหรือในทางกลับกันซึ่งกำหนดเวลาตอบสนองของพิกเซลนั้นค่อนข้างจะไม่ค่อยถูกใช้ในแอปพลิเคชันจริง ตัวอย่างจะเป็นการเลื่อนข้อความสีดำบนพื้นหลังสีขาว ในแอปพลิเคชันส่วนใหญ่จะใช้การเปลี่ยนระหว่างเซมิโทน และหากปรากฎว่าเวลาสลับระหว่างสีเทาและสีขาวจะน้อยกว่าเวลาสลับระหว่างระดับสีเทา เวลาตอบสนองของพิกเซลก็ไม่มีค่าที่ใช้งานได้จริง คุณจึงไม่สามารถพึ่งพาคุณลักษณะของจอภาพนี้ได้ แท้จริงแล้ว อะไรคือประเด็นในการกำหนดเวลาตอบสนองของพิกเซล หากเวลาจริงของการสลับระหว่างฮาล์ฟโทนอาจยาวนานกว่านั้น และหากภาพจะเบลอเมื่อภาพมีการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก

คำตอบสำหรับคำถามนี้ค่อนข้างซับซ้อนและขึ้นอยู่กับประเภทของมอนิเตอร์เมทริกซ์ สำหรับเมทริกซ์ TN + Film ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและถูกที่สุด ทุกอย่างค่อนข้างง่าย: เวลาตอบสนองของพิกเซล นั่นคือเวลาที่ต้องใช้ในการเปิดหรือปิดเซลล์ LCD โดยสมบูรณ์ กลายเป็นเวลาสูงสุด หากอธิบายสีโดยการไล่ระดับของช่อง R-, G- และ B (R-G-B) แสดงว่าเวลาในการเปลี่ยนจากสีดำ (0-0-0) เป็นสีขาว (255-255-255) จะนานกว่าเวลาในการเปลี่ยน จากการไล่ระดับสีดำเป็นสีเทา ในทำนองเดียวกัน เวลาปิดของพิกเซล (การเปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีดำ) จะนานกว่าเวลาในการเปลี่ยนจากสีขาวเป็นระดับสีเทาใดๆ

ในรูป 4 แสดงภาพกราฟิกของการสลับเวลาระหว่างระดับสีดำและระดับสีเทา และในทางกลับกันระหว่างระดับสีเทาและสีดำ ดังที่คุณเห็นจากกราฟ เป็นเวลาของการสลับระหว่างขาวดำและในทางกลับกันที่กำหนดเวลาตอบสนองของพิกเซล นั่นคือเหตุผลที่สำหรับเมทริกซ์ TN+Film เวลาตอบสนองของพิกเซลนั้นมีลักษณะเฉพาะอย่างสมบูรณ์ด้วยคุณสมบัติไดนามิกของจอภาพ

รูปที่ 4 - กราฟการสลับเวลาระหว่างระดับสีดำและระดับสีเทา

สำหรับเมทริกซ์ IPS และ MVA ทุกสิ่งไม่ชัดเจนนัก สำหรับเซนเซอร์ประเภทนี้ เวลาในการเปลี่ยนระหว่างเฉดสี (ระดับสีเทา) อาจนานกว่าเวลาในการเปลี่ยนระหว่างสีขาวและสีดำ ในเมทริกซ์ดังกล่าว ความรู้เกี่ยวกับเวลาตอบสนองของพิกเซล (แม้ว่าคุณจะมั่นใจได้ว่านี่เป็นเวลาที่ต่ำเป็นประวัติการณ์) จะไม่มีความสำคัญในทางปฏิบัติและไม่สามารถถือเป็นคุณลักษณะแบบไดนามิกของจอภาพได้ ด้วยเหตุนี้ สำหรับเมทริกซ์เหล่านี้ พารามิเตอร์ที่สำคัญกว่านั้นมากคือเวลาการเปลี่ยนภาพสูงสุดระหว่างระดับสีเทา แต่เวลานี้ไม่ได้ระบุไว้ในเอกสารประกอบสำหรับจอภาพ ดังนั้น หากคุณไม่ทราบเวลาเปลี่ยนพิกเซลสูงสุดสำหรับเมทริกซ์ประเภทใดประเภทหนึ่ง วิธีที่ดีที่สุดในการประเมินลักษณะไดนามิกของจอภาพคือเรียกใช้แอปพลิเคชันเกมไดนามิกและกำหนดภาพเบลอด้วยตา

จอภาพ LCD ทั้งหมดเป็นแบบดิจิทัลโดยธรรมชาติ ดังนั้นอินเทอร์เฟซดิจิตอล DVI จึงถือเป็นอินเทอร์เฟซดั้งเดิม อินเทอร์เฟซสามารถมีตัวเชื่อมต่อได้สองประเภท: DVI-I ซึ่งรวมสัญญาณดิจิทัลและอนาล็อก และ DVI-D ซึ่งส่งเฉพาะสัญญาณดิจิทัล เป็นที่เชื่อกันว่าอินเทอร์เฟซ DVI เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อจอภาพ LCD กับคอมพิวเตอร์ แม้ว่าจะสามารถทำการเชื่อมต่อผ่านขั้วต่อ D-Sub มาตรฐานได้เช่นกัน ในความโปรดปรานของอินเทอร์เฟซ DVI คือความจริงที่ว่าในกรณีของอินเทอร์เฟซแบบอะนาล็อกจะทำการแปลงสัญญาณวิดีโอสองครั้ง: ในขั้นต้นสัญญาณดิจิทัลจะถูกแปลงเป็นอะนาล็อกในการ์ดวิดีโอ (การแปลง DAC) จากนั้นเป็นแอนะล็อก สัญญาณถูกแปลงเป็นหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลของจอภาพ LCD เอง (การแปลง ADC) และจากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ความเสี่ยงของการบิดเบือนสัญญาณต่างๆ เพิ่มขึ้น ในทางธรรม เราสังเกตว่าในทางปฏิบัติ การบิดเบือนสัญญาณที่เกิดจากการแปลงสองครั้งจะไม่เกิดขึ้น และคุณสามารถเชื่อมต่อจอภาพผ่านอินเทอร์เฟซใดก็ได้ ในแง่นี้อินเทอร์เฟซของจอภาพเป็นสิ่งสุดท้ายที่ควรค่าแก่การใส่ใจ สิ่งสำคัญคือตัวเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้องนั้นอยู่บนการ์ดวิดีโอ

จอภาพ LCD ที่ทันสมัยจำนวนมากมีทั้งขั้วต่อ D-Sub และ DVI ซึ่งมักจะช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อหน่วยระบบสองชุดเข้ากับจอภาพได้พร้อมกัน นอกจากนี้ยังมีรุ่นที่มีขั้วต่อดิจิตอลสองตัว

แผนภาพโครงสร้างของจอภาพ LCD ในรูปที่ 5

รูปที่ 5 - แผนภาพโครงสร้างของจอภาพ LCD

สัญญาณจากอะแดปเตอร์วิดีโอจะถูกส่งไปยังอินพุตการแสดงผลผ่านอะนาล็อก RGB VGA D-sub หรืออินเทอร์เฟซ DVI ดิจิตอล ในกรณีของการใช้อินเทอร์เฟซแบบแอนะล็อกอะแดปเตอร์วิดีโอจะแปลงข้อมูลบัฟเฟอร์เฟรมจากดิจิทัลเป็นแอนะล็อกและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของจอภาพ LCD จะถูกบังคับให้ทำการแปลงแบบย้อนกลับแบบแอนะล็อกเป็นดิจิทัลอย่างเห็นได้ชัดความซ้ำซ้อนดังกล่าว การดำเนินการอย่างน้อยก็ไม่ได้ปรับปรุงคุณภาพของภาพ ยิ่งกว่านั้น แต่พวกเขาต้องการค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับการนำไปใช้ ดังนั้น ด้วยจอแสดงผล LCD ที่แพร่หลาย อินเทอร์เฟซ VGA D-sub จึงถูกแทนที่ด้วย DVI ดิจิตอล ในจอภาพบางจอ ผู้ผลิตจงใจไม่สนับสนุนอินเทอร์เฟซ DVI โดยจำกัดตัวเองไว้ที่ VGA D-sub เท่านั้น เนื่องจากต้องใช้ตัวรับสัญญาณ TMDS พิเศษที่ฝั่งจอภาพ และค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ที่รองรับอินเทอร์เฟซทั้งแบบอนาล็อกและดิจิทัล เมื่อเทียบกับตัวเลือกที่มีอินพุตแบบอนาล็อกเพียงอย่างเดียวจะสูงกว่า

จากการแปลง RGB A/D, มาตราส่วน, การประมวลผล และการประมวลผลสัญญาณเอาต์พุต LVDS วงจรการประมวลผลภาพ LCD นั้นใช้ IC แบบบูรณาการสูงเพียงตัวเดียวที่เรียกว่า Display Engine

บล็อกเมทริกซ์ LCD ประกอบด้วยวงจรควบคุม ซึ่งเรียกว่าไดรเวอร์เมทริกซ์ ซึ่งรวมเอาตัวรับเอาต์พุตควบคุม LVDS และไดรเวอร์ต้นทางและเกตเข้าด้วยกัน โดยแปลงสัญญาณวิดีโอเป็นการกำหนดพิกเซลที่ระบุในคอลัมน์และแถว

บล็อกเมทริกซ์ LCD ยังรวมระบบไฟส่องสว่าง ซึ่งทำขึ้นจากหลอดฟลูออเรสเซนต์แคโทดเย็น (Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) ซึ่งมีข้อยกเว้นที่หายาก ไฟฟ้าแรงสูงสำหรับพวกเขานั้นมาจากอินเวอร์เตอร์ที่อยู่ในแหล่งจ่ายไฟของจอภาพ หลอดไฟมักจะอยู่ด้านบนและด้านล่าง การแผ่รังสีของพวกมันจะถูกส่งตรงไปยังส่วนท้ายของแผงโปร่งแสงที่อยู่ด้านหลังเมทริกซ์และทำหน้าที่เป็นตัวนำแสง ลักษณะสำคัญเช่นความสม่ำเสมอของการส่องสว่างของเมทริกซ์นั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพของวัสดุปูและความสม่ำเสมอของวัสดุของแผงนี้

โดยหลักการแล้วการจัดการกับจอ LCD ที่มีเมทริกซ์แบบพาสซีฟสามารถทำได้ในลักษณะเดียวกับแผงจ่ายก๊าซ อิเล็กโทรดด้านหน้าซึ่งใช้ร่วมกันกับทั้งคอลัมน์จะนำแรงดันไฟฟ้า อิเล็กโทรดด้านหลังซึ่งใช้ร่วมกันทั้งแถวทำหน้าที่เป็น "กราวด์"

มีข้อเสียสำหรับเมทริกซ์แบบพาสซีฟและเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าพาเนลช้ามากและภาพไม่คมชัด และมีสองเหตุผลสำหรับสิ่งนั้น อย่างแรกคือ หลังจากที่เราระบุพิกเซลและหมุนคริสตัลแล้ว คริสตัลจะค่อยๆ กลับสู่สถานะเดิมและทำให้ภาพเบลอ เหตุผลที่สองอยู่ในคัปปลิ้งแบบคาปาซิทีฟระหว่างสายควบคุม การมีเพศสัมพันธ์ครั้งนี้ส่งผลให้มีการแพร่กระจายแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ถูกต้องและทำให้พิกเซลที่อยู่ติดกัน "เสีย" เล็กน้อย

ข้อบกพร่องที่ระบุไว้นำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีแอกทีฟเมทริกซ์ (รูปที่ 6)

รูปที่ 6 - แบบแผนของการสลับบนพิกเซลย่อยของเมทริกซ์ LCD ที่ใช้งานอยู่

เมทริกซ์ความละเอียดจอภาพ LCD

ในที่นี้ ทรานซิสเตอร์จะถูกเพิ่มลงในแต่ละพิกเซล ซึ่งทำหน้าที่เป็นสวิตช์ หากเปิดอยู่ (เปิด) ข้อมูลก็สามารถเขียนไปยังตัวเก็บประจุได้ หากทรานซิสเตอร์ปิด (ปิด) ข้อมูลจะยังคงอยู่ในตัวเก็บประจุซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำอะนาล็อก เทคโนโลยีมีประโยชน์มากมาย เมื่อปิดทรานซิสเตอร์ ข้อมูลยังคงอยู่ในตัวเก็บประจุ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับผลึกเหลวจะไม่หยุดในขณะที่เส้นควบคุมจะระบุพิกเซลอื่น นั่นคือ พิกเซลจะไม่กลับสู่สถานะเดิม ดังที่เกิดขึ้นในกรณีของเมทริกซ์แบบพาสซีฟ นอกจากนี้ เวลาในการเขียนไปยังตัวเก็บประจุนั้นสั้นกว่าเวลาในการหมุนของแม่พิมพ์มาก ซึ่งหมายความว่าเราสามารถสำรวจพิกเซลของแผงหน้าปัดและถ่ายโอนข้อมูลไปยังพวกมันได้เร็วกว่า

เทคโนโลยีนี้เรียกอีกอย่างว่า "TFT" (ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง) แต่วันนี้ได้รับความนิยมมากจนชื่อ "LCD" มีความหมายเหมือนกันมาช้านาน นั่นคือโดย LCD เราหมายถึงจอแสดงผลที่ใช้เทคโนโลยี TFT

สถาบันอิเล็กทรอนิกส์และคณิตศาสตร์แห่งรัฐมอสโก

(มหาวิทยาลัยเทคนิค)

แผนก:

“เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร”

หลักสูตรการทำงาน

"จอ LCD: องค์กรภายใน เทคโนโลยี มุมมอง".

ดำเนินการ:

สตาร์คิน่า อี.วี.

กลุ่ม: S-35

มอสโก 2008
เนื้อหา

1. บทนำ............................................... ................................................. . ..................................... 3

2.ผลึกเหลว .................................................. . . ................................................. ......................... 3

2.1.คุณสมบัติทางกายภาพของผลึกเหลว ................................................. ................. ................................. 3

2.2.ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาผลึกเหลว ......................................... ..... ................................................ 4

3.โครงสร้างของจอ LCD................................................. ....... .................................................. ... ................. 4

3.1.Sub-pixel ของจอ LCD สี ................................................ ...... ................................................ . 5

3.2. วิธีการส่องสว่างแบบเมทริกซ์ ............................................. ............ .................................. ...................... . 5

4.ข้อกำหนดสำหรับ LCD Monitor................................................. ................. ................................. ...... 5

5. เทคโนโลยีปัจจุบันสำหรับการผลิตเมทริกซ์ LCD ........................................ ............ ................................ 7

5.1.TN+ฟิล์ม (Twisted Nematic + ฟิล์ม)....................................... ........... ................................................ .......... .7

5.2.IPS (การสลับในเครื่องบิน)................................................ ......... ................................................ ........ ................ แปด

5.3.MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) ........................................ ................ .................................. .....เก้า

6.ข้อดีและข้อเสีย ................................................. .. ................................................ . .......... เก้า

7.เทคโนโลยีที่มีแนวโน้มสำหรับการผลิตจอภาพแบบจอแบน ................................................ ........ 10

8. ภาพรวมตลาดและเกณฑ์การคัดเลือกสำหรับจอ LCD ................................................. ................ ................................... 12

9. บทสรุป................................................... ....... .................................................. ... .................................. สิบสาม

10. รายการอ้างอิง ............................................. .. ................................................ . .................... สิบสี่

บทนำ.

ปัจจุบันตลาดจอภาพส่วนใหญ่ถูกครอบครองโดยจอภาพ LCD ซึ่งแสดงโดยแบรนด์ต่างๆ เช่น Samsung, ASUS, NEC, Acer, Philips เป็นต้น เทคโนโลยี LCD ยังใช้ในการผลิตแผงโทรทัศน์ จอแล็ปท็อป โทรศัพท์มือถือ เครื่องเล่น , กล้อง ฯลฯ เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพ (เราจะพิจารณาด้านล่าง) ผลึกเหลวช่วยให้คุณสร้างหน้าจอที่รวมคุณสมบัติเช่นความคมชัดของภาพสูง การใช้พลังงานที่ประหยัด ความหนาของจอแสดงผลขนาดเล็ก ความละเอียดสูง แต่ในขณะเดียวกัน เส้นทแยงมุมกว้าง: จาก 0.44 นิ้ว / 11 มม. (มกราคม 2551 หน้าจอที่เล็กที่สุดจากผู้ผลิตไมโครดิสเพลย์ Kopin) ถึง 108 นิ้ว / 2.74 เมตร (แผง LCD ที่ใหญ่ที่สุดเปิดตัว 29 มิถุนายน 2551 โดย Sharp Microelectronics Europe) นอกจากนี้ ข้อดีของจอภาพ LCD คือการไม่มีรังสีและการสั่นไหวที่เป็นอันตราย ซึ่งเป็นปัญหากับจอภาพ CRT

แต่ถึงกระนั้น จอภาพ LCD มีข้อเสียหลายประการ: การมีอยู่ของลักษณะเช่นเวลาตอบสนอง ไม่ใช่มุมการรับชมที่น่าพอใจเสมอไป สีดำที่ลึกไม่เพียงพอ และความเป็นไปได้ของข้อบกพร่องของเมทริกซ์ (พิกเซลที่แตก) แผง LCD มีค่าควรแก่การสืบทอดต่อจอภาพ CRT และพวกเขามีอนาคตในมุมมองของเทคโนโลยีพลาสม่าที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วหรือไม่? เราจะต้องเข้าใจปัญหานี้โดยศึกษาโครงสร้างทางกายภาพของจอภาพ LCD ลักษณะของจอภาพ และเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีของคู่แข่ง

1. ผลึกเหลว

1.1. คุณสมบัติทางกายภาพของผลึกเหลว

ผลึกเหลวเป็นสารที่มีคุณสมบัติที่มีอยู่ในทั้งของเหลวและผลึก: ความลื่นไหลและแอนไอโซโทรปี โครงสร้างผลึกเหลวเป็นของเหลวคล้ายวุ้น โมเลกุลมีรูปร่างยาวและเรียงตามลำดับปริมาตร คุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของ LC คือความสามารถในการเปลี่ยนการวางแนวของโมเลกุลภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ซึ่งเปิดโอกาสกว้างสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม ตามประเภทของ LC พวกเขามักจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: nematics และ smectics ในทางกลับกัน nematics จะถูกแบ่งออกเป็นผลึกเหลว nematic และ cholesteric ที่เหมาะสม

ผลึกเหลวของคอเลสเตอรอล - ส่วนใหญ่เกิดจากสารประกอบของคอเลสเตอรอลและสเตียรอยด์อื่น ๆ สิ่งเหล่านี้คือ LC แบบนีมาติก แต่แกนยาวของพวกมันถูกหมุนสัมพันธ์กันเพื่อให้เกิดเป็นก้นหอยที่ไวมากต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเนื่องจากพลังงานการก่อตัวต่ำมากของโครงสร้างนี้ (ประมาณ 0.01 J/โมล) Cholesteric มีสีสดใสและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเพียงเล็กน้อย (สูงถึงหนึ่งในพันขององศา) นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในระดับเสียงของเกลียวและดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของสีของ LC

LCD มีคุณสมบัติทางแสงที่ผิดปกติ Nematics และ smectics เป็นผลึกที่มีแกนเดียวเชิงแสง Cholesterics เนื่องจากโครงสร้างเป็นระยะสะท้อนแสงอย่างมากในบริเวณที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม เนื่องจากเฟสของเหลวเป็นพาหะของคุณสมบัติใน nematics และ cholesterics จึงเปลี่ยนรูปได้ง่ายภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลภายนอก และเนื่องจากเกลียวใน cholesterics มีความไวต่ออุณหภูมิมาก ดังนั้นการสะท้อนของแสงจึงเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตามอุณหภูมิ เพื่อเปลี่ยนสีของสาร

ปรากฏการณ์เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่หลากหลาย เช่น การค้นหาจุดร้อนในไมโครเซอร์กิต การระบุตำแหน่งการแตกหักและเนื้องอกในมนุษย์ การถ่ายภาพด้วยรังสีอินฟราเรด เป็นต้น

1.2. ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาผลึกเหลว

ผลึกเหลวถูกค้นพบโดยนักพฤกษศาสตร์ชาวออสเตรีย F. Reinitzer ในปี 1888 จากการตรวจสอบผลึกของโคเลสเตอริลเบนโซเอตและโคเลสเตอริลอะซิเตท เขาพบว่าสารมีจุดหลอมเหลว 2 จุดและสถานะของเหลว 2 สถานะที่แตกต่างกัน - โปร่งใสและมีเมฆมาก อย่างไรก็ตาม ในตอนแรกคุณสมบัติของสารเหล่านี้ไม่ได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์ นอกจากนี้ ผลึกเหลวยังทำลายทฤษฎีของสถานะรวมของสสารสามสถานะ ดังนั้นนักฟิสิกส์และนักเคมีจึงไม่รู้จักคริสตัลเหลวในหลักการมาเป็นเวลานาน ศาสตราจารย์ Otto Lehmann แห่งมหาวิทยาลัยสตราสบูร์กซึ่งเป็นผลมาจากการวิจัยเป็นเวลาหลายปีได้ให้การพิสูจน์ แต่แม้หลังจากนั้น ผลึกเหลวก็ไม่พบการประยุกต์ใช้

ในปี 1963 American J. Ferguson ใช้คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของผลึกเหลว - เพื่อเปลี่ยนสีภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ - เพื่อตรวจจับสนามความร้อนที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า หลังจากที่เขาได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ ความสนใจในผลึกเหลวก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก

ในปีพ.ศ. 2508 การประชุมนานาชาติครั้งแรกเกี่ยวกับผลึกเหลวได้จัดขึ้นที่สหรัฐอเมริกา ในปี พ.ศ. 2511 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันได้สร้างตัวบ่งชี้พื้นฐานใหม่สำหรับระบบแสดงข้อมูล หลักการทำงานของพวกมันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าโมเลกุลของผลึกเหลวที่หมุนเป็นสนามไฟฟ้าสะท้อนและส่งแสงในรูปแบบต่างๆ ภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าซึ่งถูกนำไปใช้กับตัวนำที่บัดกรีในหน้าจอ รูปภาพปรากฏขึ้นซึ่งประกอบด้วยจุดด้วยกล้องจุลทรรศน์ และหลังจากปี 1973 เมื่อกลุ่มนักเคมีชาวอังกฤษนำโดยจอร์จ เกรย์ สังเคราะห์ผลึกเหลวจากวัตถุดิบที่ค่อนข้างถูกและเข้าถึงได้ สารเหล่านี้จึงแพร่หลายในอุปกรณ์ต่างๆ

เป็นครั้งแรกที่จอแสดงผลคริสตัลเหลวเริ่มถูกนำมาใช้ในการผลิตแล็ปท็อปเนื่องจากมีขนาดกะทัดรัด ในระยะแรก ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีราคาแพงมากและคุณภาพต่ำมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา จอ LCD เต็มรูปแบบตัวแรกปรากฏขึ้น ซึ่งราคายังคงค่อนข้างสูง แต่คุณภาพก็ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด และสุดท้าย ตลาดจอภาพ LCD กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว เนื่องจากเทคโนโลยีมีการพัฒนาอย่างแข็งขันและนอกจากนี้การแข่งขันระหว่างผู้ผลิตยังส่งผลให้ราคาผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

2. โครงสร้างของจอ LCD

จอภาพคริสตัลเหลวเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อแสดงข้อมูลกราฟิกจากคอมพิวเตอร์ กล้อง ฯลฯ

คุณลักษณะของจอแสดงผลคริสตัลเหลวคือคริสตัลเหลวเองไม่ปล่อยแสง แต่ละพิกเซลของจอภาพ LCD ประกอบด้วยพิกเซลย่อยสีหลักสามสี (แดง เขียว น้ำเงิน) แสงที่ส่องผ่านเซลล์สามารถสะท้อนจากวัสดุพิมพ์ได้อย่างเป็นธรรมชาติ (ในจอ LCD ที่ไม่มีแสงพื้นหลัง) แต่บ่อยครั้งที่แหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์ถูกนำมาใช้ นอกเหนือจากความเป็นอิสระจากแสงภายนอกแล้ว ยังทำให้คุณสมบัติของภาพที่ได้นั้นคงที่อีกด้วย รูปภาพถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของแต่ละองค์ประกอบตามกฎผ่านระบบการสแกน ดังนั้น จอภาพ LCD ที่ครบครันจึงประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประมวลผลสัญญาณวิดีโออินพุต เมทริกซ์ LCD โมดูลแบ็คไลท์ แหล่งจ่ายไฟ และตัวเรือน เป็นการรวมกันของส่วนประกอบเหล่านี้ที่กำหนดคุณสมบัติของจอภาพโดยรวม แม้ว่าคุณลักษณะบางอย่างจะมีความสำคัญมากกว่าคุณลักษณะอื่นๆ

2.1. LCD สีแบบพิกเซลย่อย

แต่ละพิกเซลของจอ LCD ประกอบด้วยชั้นของโมเลกุลระหว่างอิเล็กโทรดโปร่งใสสองอิเล็กโทรด และฟิลเตอร์โพลาไรซ์สองตัวที่มีระนาบโพลาไรซ์ (ปกติ) ตั้งฉาก ในกรณีที่ไม่มีผลึกเหลว แสงที่ส่งผ่านจากฟิลเตอร์แรกจะถูกปิดกั้นโดยวินาทีที่เกือบสมบูรณ์

พื้นผิวของอิเล็กโทรดที่สัมผัสกับผลึกเหลวได้รับการดูแลเป็นพิเศษสำหรับการวางแนวเริ่มต้นของโมเลกุลในทิศทางเดียว ในเมทริกซ์ TN ทิศทางเหล่านี้จะตั้งฉากกัน ดังนั้นโมเลกุลจะเรียงตัวกันเป็นเกลียวในโครงสร้างที่ไม่มีความเค้น โครงสร้างนี้หักเหแสงในลักษณะที่ก่อนที่ตัวกรองที่สองจะมีระนาบโพลาไรซ์หมุน และแสงจะผ่านเข้าไปโดยไม่สูญเสีย ยกเว้นการดูดซับครึ่งหนึ่งของแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์โดยตัวกรองแรก เซลล์สามารถพิจารณาได้ว่าโปร่งใส หากแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรด โมเลกุลมักจะเรียงตัวกันในทิศทางของสนาม ซึ่งจะทำให้โครงสร้างเกลียวบิดเบี้ยว ในกรณีนี้ แรงยืดหยุ่นจะตอบโต้สิ่งนี้ และเมื่อปิดแรงดันไฟฟ้า โมเลกุลจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม เมื่อมีความแรงของสนามเพียงพอ โมเลกุลเกือบทั้งหมดจะขนานกัน ซึ่งนำไปสู่ความทึบของโครงสร้าง คุณสามารถควบคุมระดับความโปร่งใสได้ด้วยการปรับแรงดันไฟฟ้า หากใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่เป็นเวลานาน โครงสร้างผลึกเหลวอาจลดลงเนื่องจากการเคลื่อนตัวของไอออน ในการแก้ปัญหานี้ จะใช้กระแสสลับหรือการเปลี่ยนแปลงในขั้วของสนามกับแต่ละที่อยู่ของเซลล์ (ความทึบของโครงสร้างไม่ขึ้นอยู่กับขั้วของสนาม) ในเมทริกซ์ทั้งหมด เป็นไปได้ที่จะควบคุมแต่ละเซลล์ทีละเซลล์ แต่เมื่อจำนวนของเซลล์เพิ่มขึ้น สิ่งนี้จะกลายเป็นเรื่องยากเมื่อจำนวนอิเล็กโทรดที่ต้องการเพิ่มขึ้น ดังนั้น การกำหนดที่อยู่ตามแถวและคอลัมน์จึงถูกใช้เกือบทุกที่

จอภาพคริสตัลเหลว (เช่น จอภาพคริสตัลเหลว, LCD, จอภาพ LCD, จอแสดงผลคริสตัลเหลวภาษาอังกฤษ, LCD, ไฟแสดงสถานะแบบแบน) - จอภาพแบบแบนที่ใช้ผลึกเหลว จอภาพ LCD ได้รับการพัฒนาในปี พ.ศ. 2506

LCD TFT (ภาษาอังกฤษ TFT - ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง - ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง)เป็นหนึ่งในชื่อสำหรับจอแสดงผลคริสตัลเหลวที่ใช้แอกทีฟเมทริกซ์ ซึ่งขับเคลื่อนด้วยทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบาง เครื่องขยายเสียง TFTสำหรับแต่ละพิกเซลย่อยจะใช้ในการปรับปรุงความเร็ว คอนทราสต์ และความคมชัดของภาพที่แสดงผล

อุปกรณ์จอ LCD

ภาพถูกสร้างขึ้นโดยใช้องค์ประกอบแต่ละอย่าง มักจะผ่านระบบการสแกน อุปกรณ์ธรรมดา (นาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ โทรศัพท์ เครื่องเล่น เครื่องวัดอุณหภูมิ ฯลฯ) สามารถมีหน้าจอขาวดำหรือ 2-5 สีได้ ภาพหลากสีถูกสร้างขึ้นโดยใช้ RGB triads จอภาพเดสก์ท็อปส่วนใหญ่ใช้เมทริกซ์ TN - (และ *VA บางตัว) และจอแสดงผลแล็ปท็อปทั้งหมดใช้เมทริกซ์สี 18 บิต (6 บิตต่อช่องสัญญาณ) 24 บิตจำลองด้วยการสั่นไหวแบบ dithered

LCD สีแบบพิกเซลย่อย

พื้นผิวของอิเล็กโทรดที่สัมผัสกับผลึกเหลวได้รับการดูแลเป็นพิเศษสำหรับการวางแนวเริ่มต้นของโมเลกุลในทิศทางเดียว ในเมทริกซ์ TN ทิศทางเหล่านี้จะตั้งฉากกัน ดังนั้นโมเลกุลจะเรียงตัวกันเป็นเกลียวในโครงสร้างที่ไม่มีความเค้น โครงสร้างนี้หักเหแสงในลักษณะที่ก่อนที่ตัวกรองที่สองจะมีระนาบโพลาไรซ์หมุน และแสงจะผ่านเข้าไปโดยไม่สูญเสีย ยกเว้นการดูดซับครึ่งหนึ่งของแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์โดยตัวกรองแรก เซลล์สามารถพิจารณาได้ว่าโปร่งใส หากแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรด โมเลกุลมักจะเรียงตัวกันในทิศทางของสนาม ซึ่งจะทำให้โครงสร้างเกลียวบิดเบี้ยว ในกรณีนี้ แรงยืดหยุ่นจะตอบโต้สิ่งนี้ และเมื่อปิดแรงดันไฟฟ้า โมเลกุลจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม เมื่อมีความแรงของสนามเพียงพอ โมเลกุลเกือบทั้งหมดจะขนานกัน ซึ่งนำไปสู่ความทึบของโครงสร้าง คุณสามารถควบคุมระดับความโปร่งใสได้ด้วยการปรับแรงดันไฟฟ้า หากใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่เป็นเวลานาน โครงสร้างผลึกเหลวอาจลดลงเนื่องจากการเคลื่อนตัวของไอออน ในการแก้ปัญหานี้ จะใช้กระแสสลับหรือการเปลี่ยนแปลงในขั้วของสนามกับแต่ละที่อยู่ของเซลล์ (ความทึบของโครงสร้างไม่ขึ้นอยู่กับขั้วของสนาม) ในเมทริกซ์ทั้งหมด เป็นไปได้ที่จะควบคุมแต่ละเซลล์ทีละเซลล์ แต่ด้วยจำนวนที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้จึงกลายเป็นเรื่องยาก เนื่องจากจำนวนอิเล็กโทรดที่ต้องการเพิ่มขึ้น ดังนั้น การกำหนดที่อยู่ตามแถวและคอลัมน์จึงถูกใช้เกือบทุกที่ แสงที่ส่องผ่านเซลล์สามารถสะท้อนจากวัสดุพิมพ์ได้อย่างเป็นธรรมชาติ (ในจอ LCD ที่ไม่มีแสงพื้นหลัง) แต่บ่อยครั้งที่แหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์ถูกนำมาใช้ นอกเหนือจากความเป็นอิสระจากแสงภายนอกแล้ว ยังทำให้คุณสมบัติของภาพที่ได้นั้นคงที่อีกด้วย ดังนั้น จอภาพ LCD ที่ครบครันจึงประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประมวลผลสัญญาณวิดีโออินพุต เมทริกซ์ LCD โมดูลแบ็คไลท์ แหล่งจ่ายไฟ และตัวเรือน เป็นการรวมกันของส่วนประกอบเหล่านี้ที่กำหนดคุณสมบัติของจอภาพโดยรวม แม้ว่าคุณลักษณะบางอย่างจะมีความสำคัญมากกว่าคุณลักษณะอื่นๆ

ข้อมูลจำเพาะของจอภาพ LCD

การอนุญาต: ขนาดแนวนอนและแนวตั้งแสดงเป็นพิกเซล ต่างจากจอภาพ CRT ตรงที่ LCD มีความละเอียดทางกายภาพ "ดั้งเดิม" อย่างใดอย่างหนึ่ง ส่วนที่เหลือทำได้โดยการแก้ไข

ขนาดจุด: ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของพิกเซลที่อยู่ติดกัน เกี่ยวข้องโดยตรงกับความละเอียดทางกายภาพ

อัตราส่วนกว้างยาวของหน้าจอ (รูปแบบ): อัตราส่วนความกว้างต่อความสูง เช่น 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10

เส้นทแยงมุมที่มองเห็นได้: ขนาดของแผงเอง วัดในแนวทแยงมุม พื้นที่แสดงผลยังขึ้นอยู่กับรูปแบบด้วย: จอภาพ 4:3 มีพื้นที่ใหญ่กว่าจอภาพ 16:9 ที่มีเส้นทแยงมุมเหมือนกัน

ตัดกัน: อัตราส่วนความสว่างของจุดที่สว่างที่สุดกับจุดที่มืดที่สุด จอภาพบางจอใช้ระดับแบ็คไลท์แบบปรับได้โดยใช้หลอดไฟเพิ่มเติม ตัวเลขคอนทราสต์ที่ให้มา (ที่เรียกว่าไดนามิก) จะไม่มีผลกับภาพนิ่ง

ความสว่าง: ปริมาณแสงที่ปล่อยออกมาจากจอแสดงผล ซึ่งปกติจะวัดเป็นแคนเดลาต่อตารางเมตร

เวลาตอบสนอง: เวลาต่ำสุดที่พิกเซลใช้เพื่อเปลี่ยนความสว่าง วิธีการวัดมีความคลุมเครือ

มุมมอง: มุมที่คอนทราสต์ลดลงถึงค่าที่ระบุจะถือว่าแตกต่างกันสำหรับเมทริกซ์ประเภทต่างๆ และโดยผู้ผลิตที่แตกต่างกัน และมักจะเปรียบเทียบไม่ได้

ประเภทเมทริกซ์: เทคโนโลยีที่ใช้ผลิต LCD

อินพุต: (อดีต. DVI, D-SUB, HDMIเป็นต้น)

เทคโนโลยี

เทคโนโลยีหลักในการผลิตจอ LCD: TN + ฟิล์ม IPSและ MVA. เทคโนโลยีเหล่านี้มีความแตกต่างกันในด้านเรขาคณิตของพื้นผิว โพลีเมอร์ แผ่นควบคุม และอิเล็กโทรดด้านหน้า สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือความบริสุทธิ์และประเภทของพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติผลึกเหลวที่ใช้ในการพัฒนาเฉพาะ เวลาตอบสนองของจอภาพ LCD ที่สร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยี SXRD (จอแสดงผลแบบสะท้อนแสงซิลิกอน X-tal)- เมทริกซ์คริสตัลเหลวสะท้อนแสงซิลิกอน) ลดลงเหลือ 5 ms บริษัท โซนี่, คมและฟิลิปส์ร่วมกันพัฒนาเทคโนโลยี PALC (อังกฤษ. พลาสม่าระบุคริสตัลเหลว- การควบคุมพลาสม่าของผลึกเหลว) ซึ่งรวมข้อดี LCD(ความสว่างและความสมบูรณ์ของสี คอนทราสต์) และแผงพลาสมา (มุมมองภาพขนาดใหญ่บนขอบฟ้า, H และแนวตั้ง, V , อัตราการรีเฟรชสูง) จอแสดงผลเหล่านี้ใช้เซลล์พลาสม่าที่ปล่อยก๊าซเป็นตัวควบคุมความสว่าง และใช้เมทริกซ์ LCD สำหรับการกรองสี เทคโนโลยี PALC ช่วยให้คุณกำหนดพิกเซลการแสดงผลแต่ละพิกเซลแยกกันได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถควบคุมและคุณภาพของภาพที่ไม่มีใครเทียบได้

TN+ ฟิล์ม (Twisted Nematic + ฟิล์ม)

ภาพระยะใกล้ของ TN+ ฟิล์มมอนิเตอร์เมทริกซ์ NEC LCD1770NX บนพื้นหลังสีขาว - เคอร์เซอร์ Windows มาตรฐาน

ส่วนหนึ่ง " ฟิล์ม" ในชื่อเทคโนโลยีหมายถึงชั้นเพิ่มเติมที่ใช้เพื่อเพิ่มมุมมอง (ประมาณจาก 90 °เป็น 150 °) ปัจจุบันคำนำหน้า " ฟิล์ม"มักละเว้นเรียกเมทริกซ์ดังกล่าวว่า TN น่าเสียดายที่วิธีการปรับปรุงความคมชัดและเวลาตอบสนองสำหรับพาเนล TN ยังไม่พบและเวลาตอบสนองสำหรับเมทริกซ์ประเภทนี้ปัจจุบันเป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีที่สุด แต่ ระดับความคมชัดไม่ได้

เมทริกซ์ TN+ ฟิล์มทำงานในลักษณะนี้: หากไม่มีการใช้แรงดันไฟฟ้ากับพิกเซลย่อย ผลึกเหลว (และแสงโพลาไรซ์ที่ส่องผ่าน) จะหมุน 90° สัมพันธ์กันในระนาบแนวนอนในช่องว่างระหว่างเพลตทั้งสอง และเนื่องจากทิศทางของโพลาไรซ์ของฟิลเตอร์บนเพลทที่สองทำให้มุม 90° กับทิศทางของโพลาไรซ์ของฟิลเตอร์บนเพลตแรก แสงจึงผ่านเข้ามา หากพิกเซลย่อยสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินสว่างเต็มที่ จุดสีขาวจะก่อตัวขึ้นบนหน้าจอ

IPS (การสลับในเครื่องบิน)

เทคโนโลยีใน- การสลับเครื่องบินได้รับการพัฒนาโดยฮิตาชิและ NEC และมีวัตถุประสงค์เพื่อกำจัดข้อบกพร่องของ TN + ฟิล์ม. อย่างไรก็ตาม แม้ว่า IPS จะสามารถให้มุมมองการรับชม 170° ได้ เช่นเดียวกับความเปรียบต่างสูงและการสร้างสี แต่เวลาตอบสนองก็ยังคงต่ำ

หากไม่มีการใช้แรงดันไฟฟ้ากับ IPS โมเลกุลของผลึกเหลวจะไม่หมุน ตัวกรองที่สองจะหมุนในแนวตั้งฉากกับตัวกรองแรกเสมอ และไม่มีแสงส่องผ่าน ดังนั้นการแสดงสีดำจึงใกล้เคียงกับอุดมคติ หากทรานซิสเตอร์ล้มเหลว พิกเซล "แตก" สำหรับแผง IPS จะไม่เป็นสีขาว เช่นเดียวกับเมทริกซ์ TN แต่เป็นสีดำ

โมเลกุลคริสตัลเหลวจะหมุนในแนวตั้งฉากกับตำแหน่งเริ่มต้นและปล่อยให้แสงผ่านได้ AS-IPS - เทคโนโลยี Advanced Super IPS (Advanced Super-IPS) ได้รับการพัฒนาโดย Hitachi Corporation ในปี 2545 การปรับปรุงหลักอยู่ที่ระดับคอนทราสต์ของแผง S-IPS ทั่วไป ทำให้ใกล้เคียงกับแผง S-PVA มากขึ้น AS-IPS ยังใช้เป็นชื่อสำหรับจอภาพ NEC (เช่น NEC LCD20WGX2) ที่ใช้เทคโนโลยี S-IPS ที่พัฒนาโดยกลุ่มบริษัท LG.Philips

A-TW-IPS - Advanced True White IPS (Advanced True White IPS) พัฒนาโดย LG.Philips สำหรับ NEC Corporation เป็นแผง S-IPS ที่มีฟิลเตอร์สี TW (True White) เพื่อให้สีขาวดูสมจริงยิ่งขึ้นและขยายช่วงสี แผงประเภทนี้ใช้เพื่อสร้างจอภาพระดับมืออาชีพสำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการภาพถ่ายและ/หรือสำนักพิมพ์

AFFS- การสลับฟิลด์ Fringe ขั้นสูง(ชื่ออย่างไม่เป็นทางการ S-IPS Pro) เทคโนโลยีนี้เป็นการปรับปรุงเพิ่มเติมของ IPS ซึ่งพัฒนาโดย BOE Hydis ในปี 2546 พลังที่เพิ่มขึ้นของสนามไฟฟ้าทำให้ได้มุมการรับชมและความสว่างที่มากขึ้น รวมไปถึงลดระยะห่างระหว่างพิกเซล จอแสดงผลที่ใช้ AFFS ส่วนใหญ่จะใช้ในแท็บเล็ตพีซี บนเมทริกซ์ที่ผลิตโดย Hitachi Displays

มีอะไรให้อ่านอีกบ้าง

"สวมหมวกบนบุทช์" หมายถึงอะไร? ในประเทศที่ไม่ห่างไกลนัก นักโทษทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นสี่วรรณะในเรือนจำ (เรียกอีกอย่างว่า ...

คุณสามารถดื่มกาแฟจากชิกโครีได้มากแค่ไหน? หากแพทย์ห้ามไม่ให้คุณดื่มกาแฟอย่างเด็ดขาดอย่าสิ้นหวัง! ชิกโครีจะเป็นตัวแทนที่ยอดเยี่ยมสำหรับสิ่งที่คุณโปรดปราน ...

อาหารอะไรส่งเสริมการสังเคราะห์เซโรโทนิน? เราทุกคนเคยได้ยินฮอร์โมนแห่งความสุขอันน่าอัศจรรย์ พบในช็อกโกแลตและกล้วยหลังจากนั้นอารมณ์ ...