LCD monitory: princip činnosti, struktura, vlastnosti péče, diagnostika, oprava, výhody a nevýhody

Displej z tekutých krystalů (LCD) je tenký plochý přístroj, který se skládá z množství barevných a monochromatických pixelů umístěných před světelným zdrojem nebo zrcadlem. Jaká je výhoda LCD monitoru? Je vysoce oceňováno inženýry, protože spotřebovává malé množství elektrické energie, což je vhodné pro použití v bateriových elektronických zařízeních. Kromě toho může mít prakticky jakýkoli tvar a velikost, je lehce vyhříván a nevyzařuje škodlivé elektromagnetické záření. To je také jeden z důvodů pro úspěch notebooků - jinak by nebyly tak kompaktní. Některé z raných modelů přenosných počítačů obsahovaly malý CRT monitor a byly poměrně těžkopádné. Následně se LCD displeje začaly používat nejen v notebooku, ale také v televizorech s vysokým rozlišením. Vzhledem k tomu, že technologie a produkce se v průběhu času staly levnějšími, náklady na monitory s plochou obrazovkou nebo HDTV pokračovaly v poklesu. Nakonec LCD panel úplně nahradil tradiční trubky elektronového paprsku, stejně jako tranzistory nahrazovaly vakuové trubice.


Princip činnosti LCD monitoru

Zobrazovací obrazové body se skládají z molekul LCD, které jsou konstruovány mezi průhlednými elektrodami, a dvojice polarizačních filtrů se vzájemně kolmými osami polarity. Při nepřítomnosti světla z tekutých krystalů procházípolarizátor, zablokovaný ostatními. Povrch elektrod v kontaktu s látkou ve fázi LCD se zpracovává tak, že molekuly jsou uspořádány v určitém směru. Jsou zpravidla pokryty tenkou vrstvou polymeru, směřované v jednom směru metodou jeho stírání látkou (kapalné krystaly jsou lemovány stejným směrem).
Princip fungování monitoru LCD je následující. Po uložení elektrického pole jsou molekuly LCD konstruovány podle směru vyrovnání ploch. V nejběžnějším typu obrazovky LCD - kroucené nematicové - směry konstrukce povrchů elektrod jsou kolmé, díky nimž molekuly tvoří spirálovou strukturu, to znamená, že jsou zkroucené. Vzhledem k tomu, že vlastnost kapalných krystalů je odlišná rychlost pohybu světla s odlišnou polarizací, paprsek procházející polarizačním filtrem se změní na spirálovou obrazovku LCD tak, aby mohla procházet druhou. Současně polovina světla je absorbována v prvním polarizátoru, ale ve zbytku celé sestavy je transparentní.


Když se napětí přivede na elektrody, začíná působit točivý moment, který vyrovnává molekuly krouceného nematicového krystalu podél elektrického pole a narovnává šroubovitou strukturu. Toto je zabráněno pružnými silami, protože molekuly na povrchu nejsou volné. Rotace polarizace se zmenší a pixel vypadá šedě. Ale kvůli vlastnostem kapalných krystalů, které se vyrovnávají s dostatečně vysokým potenciálním rozdílem, se světlo procházející kolem nich neotočí. Výsledkem směru polarizace je kolmý k druhému filtruzcela zablokován a pixel vypadá černě. Změna napětí mezi elektrodami na obou stranách vrstvy LCD každého obrazového prvku reguluje množství průchozího světla a tím i jeho jas.
Kruté nematicové kapalné krystaly se nacházejí mezi zkříženými polarizačními filtry, aby svět byl co nejjasnější, bez spotřeby elektrické energie a získaný aplikací napětí zatmění - byl jednotný. Možný případ použití paralelních polarizačních filtrů. V tomto případě se tmavé a jasné stavy změní na opačné místo. V takové konfiguraci však nebude černá jednotná. Tekuté krystalické látky a vyrovnávací vrstva obsahují iontové sloučeniny. Pokud elektrické pole určité polarity pracuje po dlouhou dobu, iontový materiál je přitahován k povrchům, což zhoršuje vlastnosti LCD monitoru. To lze předejít použitím střídavého proudu nebo změnou polarity elektrického pole během přístupu k zařízení (reakce vrstvy LCD nezávisí na polaritě).

Multiplexní obrazovka

Když se displej skládá z velkého počtu pixelů, není možné přímo řídit každý z nich, protože všechny budou potřebovat nezávislé elektrody. Místo toho je monitor multiplexován. V tomto případě jsou elektrody seskupeny a připojeny (obvykle ve sloupcích) a každá skupina se napájí odděleně. Na druhé straně jsou elektrody také seskupeny (obvykle v řadách) a připojeny samostatně. Skupiny jsou vytvořeny tak, aby každý pixel měl jedinečnou kombinaci zdroje a přijímače.Elektronika nebo software, který je řídí, postupně seskupuje a řídí skupiny.
Důležitým faktorem při hodnocení RCT oprávnění viditelné velikosti, doba odezvy (synchronizace rychlosti), typ matice (pasivní nebo aktivní), úhel pohledu, podpora barev, míru jasu a kontrastu zobrazení poměr stran a vstupem Porty (například DVI nebo VGA).

barevné obrazovky

v LCD displejů barevných každý jednotlivý pixel je rozdělen do tří buněk nebo dílčích pixelů, které jsou pomocí další filtry (pigment a oxidů kovů) jsou opatřeny nátěrem červené, modré a zelené. Subpykselem pokaždé může být regulována nezávisle na získání tisíce nebo miliony možných barev. Ve starém CRT se používá podobná metoda. V závislosti na použití monitoru, barevné složky mohou být umístěny v různých pixel geometrií. V případě, že Software ví, jaký typ geometrie používané v tomto displeji, může být použit ke zvýšení zdánlivé povolení používání vykreslování sub-pixelů. Tato metoda je zvláště užitečná pro vyhlazení textu.

pasivní matice

Zařízení LCD displejů s malým počtem segmentů, které se používají v kapesních kalkulátorů a digitální hodinky, poskytuje pro každý prvek jeden elektrický kontakt. Exkluzivní externí obvod poskytuje elektrický náboj potřebný pro řízení každého segmentu. S velkým počtem prvků obrazovky se tato struktura stávápříliš těžkopádné

Malé monochromatické displeje, používané například u starších notebooků mají pasivní maticové struktury, která využívá technologie superskruchennыh prvky nematic (STN) nebo dvouvrstvá STN (DSTN), který opravuje problém posunu barvy. Každý řádek nebo sloupec má jeden elektrický obvod. Adresování každého pixelu se provádí střídavě na adrese řádku a sloupce. Tento typ displeje se nazývá pasivní matice, protože stav každé buňky se musí udržovat bez elektrického náboje. Vzhledem k tomu, že počet prvků (stejně jako řádků a sloupců) roste, displej se stává stále složitějším. Displeje s pasivní maticí jsou charakterizovány příliš pomalou odezvou a špatným kontrastem.

aktivní technologie matice

Barevná obrazovka s vysokým rozlišením, které jsou vybaveny moderní televizory a monitory, který se používá aktivní matrici. V něm na barvu, a polarizační filtry přidá vrstvu tenkých tranzistorů (TFT). V tomto případě je každý pixel veden svým vlastním vyhrazeným polovodičovým prvkem. Transistor poskytuje přístup ke každému sloupci pouze jeden pixel. Když je linka aktivována, jsou k ní připojeny všechny sloupce a napětí se na ni aplikuje. Poté je linka deaktivována a aktivuje se následující. Při aktualizaci displeje se všechny řádky postupně aktivují. Displej s aktivní matricí mnohem jasnější a jasnější pasivní stejné velikosti a jsou obvykle citlivější, což poskytuje mnohem lepší kvalitu obrazu.

Nematic Twist (TN)

TN obrazovky obsahují prvky LCD, které se mění v různém stupni, otáčejí se a vychylují pro ovládání množství vyzařovaného světla. Pokud napětí na elektrodách buňky LCD TN matrice není dodáváno, pak paprsek je polarizován takovým způsobem, že jej může procházet. Kapalné krystaly se otáčejí v poměru k použitému potenciálnímu rozdílu na 90 °, změní polarizaci a zablokují podsvícení. Při aplikaci napětí na určitou úroveň lze dosáhnout prakticky jakéhokoli odstínu šedé.

Technologie 3LCD

Představuje systém videoprojekce, ve kterém jsou pro vytváření obrazu použity 3 panely s mikrodisplejem. V roce 1995 se díky kompaktnosti a vysoce kvalitní technologii začalo používat mnoho výrobců předních projektorů a od roku 2002 projekční televizory. Aktivní matrice poskytuje vynikající přenos barev, vysoký jas a čistý obraz a použití vysokoteplotního polysilikonu vám umožní dosáhnout velké hloubky černé barvy.

Technologie IPS

IPS zkratka je dešifrována jako "přepínání rovin". Princip LCD monitoru tohoto typu je založen na zarovnání článků z tekutých krystalů v horizontální rovině. Metoda spočívá v tom, že elektrické pole prochází oba konce krystalu, ale vyžaduje dva tranzistory na jeden pixel místo jednoho, jako na standardním TFT obrazovce. Důsledkem toho je velké zablokování zobrazovací plochy, která vyžaduje živější osvětlení, které utrácí více energie. To ukládá omezení tohoto použitíDruh LCD monitoru v notebooku.

Obrazovky s nulovým výkonem

Zesilovače QinetiQ Zenith se dvěma stabilními stavy (ZBD) jsou schopny zachovat svou orientaci bez vnějšího elektrického pole. Princip LCD monitoru tohoto typu je založen na skutečnosti, že krystaly mohou být v jedné ze dvou poloh - černé nebo bílé. Napájení je vyžadováno pouze pro změnu stavu prvku LCD na opačné straně. Společnost ZBD Displays vyrábí obrazovky vyrobené na základě této technologie. Nabízí jak černobílé, tak barevné ZBD displeje. Francouzská společnost Nemoptic vyvinula další technologii, nevyžaduje sílu pro uložení obrazu. Papír související s obrazovkami LCD vyráběnými na Tchaj-wanu od července 2003. Tato technologie se zaměřuje na mobilní zařízení s nízkým výkonem, jako jsou přenosné počítače a elektronické knihy. RCA s nulovou spotřebou energie soutěžící s elektronickým papírem. Kent Displays také vyvinul displej s nulovým výkonem, který využívá stabilizované polymerní tekuté krystaly ChLCD. Hlavní nevýhodou této technologie je nízká obnovovací frekvence, která dále zpomaluje při nízkých teplotách.

Řízení kvality

LCD obrazovky mohou mít vadné tranzistory, což vede k trvale otevřeným nebo uzavřeným oblastem, kde pixely zůstávají buď jasně osvětlené nebo černé. Pokud by v případě integrovaných obvodů znamenalo manželství, pak se obvykle používají displeje s několika nečinnými body. To nemůže být zakázánoekonomické důvody, protože LCD panel je mnohem více čipu. Výrobci používají pro určení maximálního počtu chybných pixelů různé standardy. Například notebook ThinkPad panel s rozlišením 2048 x 1536, to je 16. Z nich 15 může být jasné body a dark - 16. defekt LCD obrazovce je větší pravděpodobnost než u většiny obvodů. Například, 12 „vady SVGA-displej může být 8 a 6“ deska - pouze 3. Nicméně, 137 vhodný umírá 134 jsou téměř nulová manželství LCD. Dnešní standardy kvality jsou mnohem vyšší než dříve, kvůli silné konkurenci mezi výrobci a lepší kontrole. SVGA obrazovkou 4 vadných pixelů je nyní považován za vadný a zákazníci si jej vyměnit za nový.

100% záruka

Řada výrobců, zejména Jihokorejský, protože tam jsou některé z největších továren na výrobu LCD panelů (např LG), dnes zajišťuje, že žádné vadné pixely a produkují náhradní displej ani jediný defekt. I když taková záruka není poskytnuta, je důležité lokalizovat vadné oblasti. Obrazovky s několika vadnými články nemusí být vhodné, pokud jsou umístěny vedle sebe. Kromě toho mohou výrobci nahradit panel v případě, že se závada nachází ve středu displeje.

Diagnostika a oprava monitorů

V následujícím jsou nejběžnější chyby a řešení problémů. Indikátor napájení svítí nepřetržitě, ale není na něm žádný snímek. Pravděpodobněrozbití osvětlení nebo jeho střídače. Nejsnadnějším způsobem diagnostiky LCD monitoru je zapnutí přehrávání videa a odeslání jasného paprsku, téměř rovnoběžného s obrazovkou, nebo kolmo. Umožní vám to vidět i bez podsvícení. Opravou monitoru je nahrazení podsvícení nebo nejspíše jeho invertoru. Indikátor napájení bliká. V takovém případě je třeba zkontrolovat, zda se signál objeví na displeji - je pravděpodobné, že je kabel nebo konektor poškozen. Je-li vše v pořádku, pak by měla být vyhledávána hlavní příčina poruchy konkrétní značky monitoru na internetu. Například pro Dell 1702FP je to selhání některých kondenzátorů. Nejjednodušší způsob je v tomto případě nahradit všechny kontejnery. Můžete také zkrachovat vadný kondenzátor vědomě pracující. Indikátor napájení se nerozsvítí. Pravděpodobnou příčinou je chyba napájení monitoru. Můžete ji vyměnit zakoupením nového nebo pomocí náhradních dílů ze starého displeje. Dalším možným důvodem je CF kondenzátor (vizuálně je snadné ho najít) a pojistkové pojistky. V takovém případě je třeba je vyměnit. Vertikální nebo vodorovné čáry. Pokud je monitor spuštěn, ale má řady, které se rozkládají po celé šířce nebo výšce obrazovky, nebo pokud je obraz zmenšen vertikálně nebo horizontálně, je pravděpodobné, že spojení tranzistoru nebo displeje bude vinou. Pokud je jedna ze stovek terminálů vadná nebo kratší, ovlivní to celé číslo pixelů. U notebooků někdy stačí stisknout problémovou oblast a problém bude trvat roky. ProPC displej, musíte odstranit zadní kryt, abyste se dostali do vadného připojení a vyvíjeli tlak.

Vlastnosti péči

Někdy se kvalita obrazu může být obnovena s jednoduchým přejetím prstem na LCD monitory. Odstraňuje prach, škvrny jídla, otisky prstů, stopy hmyzu, špínu a chov. Lepší využití profesionálních nástrojů, jako jsou čisticí spreje a pěny, aerosoly, ale mohou být nahrazeny zředěn ve stejném poměru isopropylalkohol nebo ocet. Nepoužívat výrobky na bázi alkoholu, amoniaku nebo acetonu, protože může dojít k poškození obrazovky, a to zejména anti-reflexní vrstvou. Čisticí prostředek by měl být nanesen na tkáň spíše než na kontaminaci. Když třít displej, nemůžete použít sílu. Monitor nelze zapnout, dokud není zcela suchý.

Nevýhody,

LCD technologie je ještě charakterizována některými nevýhodami v porovnání s jinými přístupy:
  • V případě, že výkon-ray trubice může pracovat s různým rozlišením bez zavedení zkreslení, RCT zajištění jasnosti pouze tehdy, pokud jejich „nativní oprávnění ". Při pokusu o instalaci obrazovky nepodporované nastavení, bude obraz zmenšen rozmazaný nebo „blok“.
  • LCD panely poskytují nižší kontrast než plazma nebo LED. Důvodem je to, že světlo proniká často polarizační filtr a zobrazí se místo černé a šedé. Při jasném vnějším osvětlení může však kontrast displeje LCD překročit tento indikátor některých dalších displejůzpůsobuje větší maximální jas.
  • LCD monitory se liší dobou odezvy než plazmové protějšky, vytvářet viditelné stíny v rychlém sledu obrazů, zatímco postava ve vývoji této technologie se neustále zlepšuje v moderních LCD panelů je téměř nepostřehnutelný. Většina displejů TN a IPS má dobu odezvy 5-8 ms.
  • rychloběhem, použitý v některých panelů vede k tomu, že změny v oblastech, které mají obrazových artefaktů v podobě zvýšeného hluku nebo zdvojení. Důvod pro tento vedlejší účinek je snaha dosáhnout předvídatelného jasu obrazových bodů (nebo napětí, které je nutné projít požadované množství světla), po které se vrátí do cílové výše, poskytuje nejlepší dobu odezvy.
  • Displeje LCD jsou omezené úhly sledování, které mohou způsobit menší počet diváků, aby se dívali současně na obrazovku. Po dosažení hranice úhlu se kontrast a barevný přenos zhorší. Ale někteří výrobci používají tento efekt tím, že nabízejí záměrně omezený přezkum LCD monitoru, aby zajistily větší důvěrnosti, například pomocí přenosného počítače na veřejných místech. Kromě toho vám umožňuje vytvářet dva různé obrazy pro jednoho pozorovatele a vytvářet stereoskopický efekt.
  • Některé starší LCD monitory mohou způsobit bolest hlavy a zrakem problémy kvůli blikání podsvícení, pracující s frekvencí sítě 50 Hz. V moderních obrazovkách je eliminován přechodem na vysokofrekvenční napájení.
  • LCD displeje někdy trpí vyhořením. Jak se technologie vyvíjí, tento problém se snižuje, protože se objevují nové metody jeho vyloučení. Někdy může být obrazovka obnovena nepřetržitým zobrazením bílého obrazu.
  • Některé RC nejsou schopné pracovat v režimu s nízkým rozlišením (například 320 x 200). Ovšem toto je způsobeno kontrolní schématem, nikoliv funkcemi LCD monitoru.
  • ​​
  • Ploché displeje jsou velmi zranitelné. Ale jejich nízká hmotnost snižuje pravděpodobnost poškození a některé modely jsou chráněny sklem.
  • Související publikace