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Introduzione dettagliata alla tecnologia LCD
Jul 03, 2018

Introduzione dettagliata alla tecnologia LCD


A proposito di cristalli liquidi
La materia ha tre forme: stato solido, stato liquido e stato gassoso.
Nel 1888, il botanico australiano Leni FM (Reinitzer) studiò il ruolo del colesterolo nelle piante, usando il benzene del benzene per testare, involontariamente trovò cristalli liquidi, ma l'uso effettivo dei cristalli liquidi non ebbe inizio fino agli anni '50. Come suggerisce il nome, i cristalli liquidi sono stati intermedi tra stati solido e liquido. Il cristallo liquido è un composto organico. In un certo intervallo di temperatura, non solo ha le proprietà meccaniche del flusso del liquido, della viscosità e della deformazione, ma ha anche proprietà fisiche come termica (effetto termico), luce (anisotropia ottica), elettrica (effetto elettro-ottico), magnetico (effetto magneto-ottico) e così via. Il percorso della luce che passa attraverso un cristallo liquido è determinato dalla disposizione molecolare della luce. Si trova che caricando il cristallo liquido cambierà la sua disposizione molecolare e quindi causerà la distorsione o rifrazione della luce.
Secondo la diversa disposizione della struttura molecolare, il cristallo liquido è diviso in tre tipi: cristalli di cristalli di argilla come cristalli liquidi di fase cristallina (Smectic), simili a sottili fiammiferi chiamati cristalli liquidi nematici (Nematic), simili a colesterolo come fase colesterica (Cholestic ) cristalli liquidi. Le proprietà fisiche di questi tre tipi di cristalli liquidi sono differenti. Per i display a cristalli liquidi, ci sono due tipi di cristalli liquidi nematici (Nematici).
Il principio di LCD
Solo comprendendo la sua struttura e il suo principio e comprendendo le sue caratteristiche tecniche e tecnologiche, può essere mirato e ragionevole quando viene applicato e mantenuto. Il cristallo liquido è un composto organico costituito da molecole di tipo a barretta lunga. In condizioni naturali, l'asse lungo di queste molecole di stelo è approssimativamente parallelo. La prima caratteristica dell'LCD è che i cristalli liquidi devono essere versati in due file di piani con piccole scanalature per funzionare correttamente. Le scanalature sui due piani sono perpendicolari l'una all'altra (90 gradi che si intersecano), cioè se le molecole su un piano sono disposte nella direzione nord-sud, le molecole sull'altro piano sono disposte e le molecole tra i due gli aerei sono forzati in uno stato di torsione di 90 gradi. Mentre la luce viaggia lungo la direzione delle molecole, la luce passa attraverso il cristallo liquido e viene ruotata di 90 gradi. Ma quando viene aggiunta una tensione al cristallo liquido, le molecole saranno riorganizzate verticalmente in modo che la luce possa andare dritta senza alcuna torsione. La seconda caratteristica di LCD è che si basa su filtri polarizzanti e la luce stessa. La luce naturale viene divisa casualmente in tutte le direzioni. Il filtro polarizzato è in realtà una serie di linee parallele più sottili e sottili. Queste linee formano una rete che blocca tutta la luce che non è parallela alle linee, e la linea del filtro polarizzatore è perpendicolare alla prima, in modo che la luce polarizzata possa essere completamente bloccata. Solo la linea dei due filtri è completamente parallela, oppure la luce stessa è stata ruotata per adattarsi ai secondi filtri polarizzatori, in modo che la luce possa penetrare. Il display LCD è costituito da due filtri polarizzati perpendicolarmente tra loro, pertanto in normali circostanze, tutti i tentativi di penetrazione della luce devono essere bloccati. Tuttavia, poiché i due filtri sono riempiti con cristalli liquidi contorti, le molecole di cristalli liquidi vengono ruotate di 90 gradi dopo che il primo filtro è consumato, e infine attraverso i secondi filtri. D'altra parte, se viene aggiunta una tensione al cristallo liquido, le molecole vengono ridistribuite e completamente parallele, in modo che la luce non sia più torsionale, quindi viene semplicemente bloccata dai secondi filtri. In breve, la potenza viene utilizzata per bloccare la luce e la luce viene emessa senza elettricità. Ovviamente, può anche cambiare l'allineamento dei cristalli liquidi sul display LCD, in modo che la luce possa essere emessa quando è energizzata, e sarà bloccata senza elettricità. Ma poiché lo schermo LCD è quasi sempre sul lato positivo, l'unico modo per risparmiare energia è "bloccare la luce aggiungendo elettricità".

Classificazione di LCD
LCD può essere diviso in due tipi di tecnologia passiva e tecnologia attiva. I prodotti rappresentativi sono DSTN (doppio strato di nematristo Supertwist nematico doppio strato di cristallo liquido nematico) e TFT (transistor a film sottile a transistor a film sottile). DSTN è sempre stato lo standard dei monitor per notebook passivi e HPA e CSTN sono gli ultimi miglioramenti della tecnologia passiva. HPA è anche noto come indirizzamento ad alte prestazioni o DSTN veloce. HPA e CSTN offrono un contrasto e una luminosità migliori rispetto a DSTN. Il tempo di reazione di CSTN è ora sceso a 100 ms e offre una prospettiva di 140 gradi.
DSTN è sviluppato da super nemico contorto (STN). Poiché DSTN adotta una tecnologia di scansione doppia, l'effetto di visualizzazione è notevolmente migliorato rispetto a STN. I notebook sono apparsi solo quando hanno utilizzato principalmente STN. Il tempo di reazione di STN è più lento, generalmente intorno ai 300 ms, e gli utenti possono sentirsi trascinati (afterglow). Poiché DSTN è diviso in due schermate contemporaneamente, è possibile visualizzare una linea luminosa al centro del display.
Il display a matrice attiva viene indirizzato direttamente attraverso transistor a film sottile, che è anche l'origine del nome della tecnologia, cioè TFT (transistor a film sottile). TFT è uno dei display a cristalli liquidi a matrice attiva. Il tempo di reazione è stato notevolmente migliorato e ha raggiunto i 25 ms. Ha un contrasto maggiore e colori più ricchi. Relativo a DSTN, la caratteristica principale di TFT è che ogni pixel è dotato di un dispositivo di commutazione a semiconduttore, che è simile al circuito integrato su larga scala. Poiché ciascun pixel può essere controllato direttamente da un impulso punto, ciascun nodo è relativamente indipendente e può essere controllato continuamente. Questo non solo migliora il tempo di risposta, ma è anche molto preciso nel controllo del livello di grigio, che è il motivo per cui il colore TFT è più realistico del DSTN. Al momento, i prodotti tradizionali della maggior parte dei produttori di computer portatili utilizzano lo schermo TFT.
Il confronto tra LCD e CRT (monitor tradizionale) e questioni che richiedono attenzione durante l'acquisto
Abbiamo introdotto il principio di funzionamento dell'LCD, quindi introduciamo di nuovo CRT, quindi lo confrontiamo bene. Il principio del CRT è che la pistola elettrica è costituita dal filamento, dal catodo e dalla griglia di controllo. Il filamento viene riscaldato, il catodo viene eccitato e il flusso di elettroni viene emesso. Il flusso di elettroni viene accelerato dallo strato di metallo interno con alta tensione. Il fascio di elettroni viene focalizzato dall'obiettivo per formare il fascio di elettroni molto fine e viene colpito sullo schermo per rendere luminescente il fosforo. Il fascio di elettroni può controllare la posizione specificata dello schermo fluorescente sotto l'effetto del campo magnetico prodotto dalla bobina di deflessione. Dopo che il fascio di elettroni è stato colpito sullo schermo, si formerà un punto luminescente e alcuni punti luce potranno formare l'immagine. Il punto di fluorescenza a tre colori RGB viene colpito dal raggio di elettroni di diversa intensità. Produrrà vari colori. Controllando la forza e la rottura del fascio di elettroni, si possono formare varie immagini colorate. L'interno del tubo della maschera d'ombra ha uno schermo con uno schermo simile allo schermo. Il fascio di elettroni viene colpito dalla rete in una serie triangolare di punti fluorescenti, e i tre cannoni elettronici corrispondono ai tre colori dell'RGB, quindi è chiamato "tre cannoni e tre fasci". Il principio della barriera cromatica (ad esempio, lo speciale e il diamante) è lo stesso, ma lo schermo di questo tipo di tubo per immagini è formato da molte grate.
La prossima è di introdurre le loro differenze nei dettagli.

Potere risolutivo
La risoluzione è un puntatore di prestazioni molto importante. Si riferisce al numero di punti che possono essere visualizzati orizzontalmente e verticalmente sullo schermo (le linee e le superfici visualizzate sullo schermo sono costituite da punti) e più alta è la risoluzione, più informazioni possono essere contenute nella stessa schermata . Per un CRT in grado di supportare una risoluzione di 1280x1024, è possibile eseguire perfettamente sia la risoluzione 320x240 che quella 1280x1024 (perché il raggio di elettroni può essere regolato per l'elasticità). Ma la sua risoluzione massima non è necessariamente la risoluzione più appropriata, perché se il display da 17 pollici è in risoluzione 1280x1024, il font WINDOWS sarà molto piccolo, e un occhio lungo è facile da affaticare, quindi la migliore risoluzione del display da 17 pollici dovrebbe essere 1024x768.
Ma non per LCD. La risoluzione massima del display LCD è la sua vera risoluzione, ovvero la migliore risoluzione. Una volta che la risoluzione è inferiore alla risoluzione reale (ad esempio, 15 pollici LCD, la sua risoluzione effettiva è 1024x768 e la risoluzione è 800x600 in WINDOWS), ci saranno due modi per visualizzare. Uno è che il centro mostra che solo gli 800x600 punti nel mezzo del display LCD visualizzeranno l'immagine, e gli altri punti non utilizzati non si illumineranno, manterranno lo sfondo scuro e sembra che l'immagine si restringa al centro . L'altra è la visualizzazione dell'estensione, che utilizzerà ogni pixel sullo schermo, ma poiché i pixel sono facilmente distorti, avrà un certo impatto sull'effetto di visualizzazione. Quindi, in ogni caso, quando si sceglie LCD, dovremmo prestare attenzione alla risoluzione non è tanto più grande quanto migliore, ma l'uso appropriato.
Frequenza di aggiornamento
Per CRT, l'immagine grafica sullo schermo è composta da un certo numero di punti di fluorescenza che vengono colpiti da un fascio di elettroni. Poiché la polvere fluorescente nel tubo viene colpita dal fascio di elettroni, il tempo è molto breve, quindi il raggio di elettroni deve continuamente colpire il fosforo in modo che continui a brillare. La prima linea della pistola elettronica dalla parte superiore sinistra dello schermo (il numero di file è determinato dalla risoluzione dello schermo in quel momento, come la risoluzione 800X600, la pistola elettronica scansiona 600 linee), iniziando da sinistra a destra, dopo la prima riga di scansione e dall'estremità sinistra della seconda linea all'estremità destra della seconda riga, fino al termine della scansione. Uno schermo inizia con l'angolo in alto a sinistra dello schermo, quindi viene completato un aggiornamento dello schermo. In questo modo, possiamo capire perché più alta è la risoluzione del display, più bassa sarà la frequenza di aggiornamento massima. In generale, la frequenza di aggiornamento dello schermo è superiore a 75 Hz, l'occhio umano non è facile percepire lo sfarfallio dello schermo. La frequenza di aggiornamento del display CRT è determinata dalla sua frequenza e dalla risoluzione in quel momento. Maggiore è la frequenza di linea, maggiore è la frequenza di aggiornamento con la stessa risoluzione; e più alta è la risoluzione, maggiore è la risoluzione che può raggiungere. Più basso è il tasso. Per LCD, non c'è nessun problema di frequenza di aggiornamento. Non ha bisogno di aggiornare affatto. Poiché ogni pixel del display LCD emette luce continuamente fino a quando la tensione non luminosa cambia e viene inviata al controller, il display LCD non ha la scintillazione causata dalla "carica e scarica continua".
angolo visivo
Al momento, la maggior parte dei display a schermo piatto può raggiungere i 180 gradi di visualizzazione, cioè qualsiasi direzione dalla parte anteriore dello schermo può vedere chiaramente il contenuto visualizzato. Ma LCD è diverso, il suo angolo visivo è diverso in base alla tecnologia avanzata, l'angolo visivo di alcuni nuovi prodotti è stato in grado di raggiungere circa 160, che è molto vicino al 180 ° della CRT. Ci sono anche alcuni LCD anche se l'angolo di visione nominale è di 160 gradi, ma in realtà non può raggiungere questo standard. Nel processo di utilizzo dell'utente, una volta che l'angolo di visualizzazione supera il suo campo visivo reale, il colore dello schermo si dissolverà e si scurirà, o addirittura apparirà come un'immagine negativa. È probabile che tutti siano confusi dalla pubblicità di PHILPS, ma la prospettiva di LCD non è molto grande, ma molto più piccola della CRT, un luogo che è ovviamente più debole della CRT, quindi non devi preoccuparti di essere visto dai suoi colleghi per la amore di un piccolo orso. Naturalmente, se il produttore aggiunge la tecnologia per aumentare l'angolo di campo, la situazione sarà migliore. Ecco una breve introduzione.

Tecnologia TN + Film (TN + view enlargeing film)
Nella struttura, i display a cristalli liquidi utilizzano il cristallo liquido come materiale di visualizzazione. Il cristallo liquido è una sostanza tra solido e liquido, che presenta uno stato liquido trasparente a una certa temperatura, e diventa uno stato solido torbido con particelle cristalline dopo il raffreddamento. Secondo la struttura molecolare, il cristallo liquido è diviso in tre tipi: l'Smectic come il cristallo liquido come l'argilla, il cristallo liquido Nematic simile al bastoncino del fiammifero fine e il cristallo liquido Cholestic simile al colesterolo. Le proprietà fisiche di questi tre tipi di cristalli liquidi non sono le stesse. I secondi tipi di cristalli liquidi Nematic vengono solitamente utilizzati negli schermi a cristalli liquidi, e gli schermi a cristalli liquidi realizzati con questo tipo di cristalli liquidi sono anche chiamati LCD (Liquid Crystal Display). Le molecole di cristalli liquidi nello strato superiore dello schermo a cristalli liquidi ordinario sono disposte orizzontalmente, e le molecole LC nello strato inferiore sono disposte longitudinalmente, mentre le molecole di cristalli liquidi situate tra gli strati superiore e inferiore sono disposte orizzontalmente, e il vicino inferiore gli strati sono disposti verticalmente. Nel complesso, sembra che la disposizione delle molecole di cristalli liquidi sia simile a una disposizione a spirale, ma le molecole di cristalli liquidi del display LCD basate sull'angolo di visualizzazione TN + sono perpendicolari allo schermo di visualizzazione, aggiungendo così una pellicola speciale al superficie superiore per aumentare l'angolo visivo. Tecnicamente parlando, la tecnologia è sviluppata sulla base della più avanzata tecnologia LCD TFT-Twisted Nematic (twisted nematic). Finché un film speciale (pellicola di sterzo) è attaccato alla superficie superiore del substrato, l'angolo di visione orizzontale può essere aumentato da 90 gradi a 140 gradi. I vantaggi della tecnologia sono ovvi, cioè relativamente poco costosi e una tecnologia relativamente matura, con un alto rendimento. Tuttavia, anche le carenze della tecnologia sono ovvie, cioè non vi è alcun cambiamento qualitativo nelle carenze intrinseche del basso contrasto e della risposta lenta.
Tecnologia IPS (switching intra board o Super-TFT)
La tecnologia IPS o "on board switching" è stata sviluppata per la prima volta da Hitachi (Hitachi). Ora anche NEC e Nokia (NOKIA) utilizzano questa tecnologia per produrre TFT.
Principio:
La più grande differenza tra IPS e TN + Film (cristallo liquido nematico torsionale + ingrandimento dell'angolo visivo) è che la direzione delle molecole di cristalli liquidi è parallela al substrato piuttosto che al substrato. Ciò si ottiene applicando la tensione.
L'utilizzo della tecnologia IPS o Super TFT può ampliare l'angolo di visione a 170 gradi, ottenendo sostanzialmente lo stesso angolo di campo del monitor CRT. Ma questa tecnica ha anche difetti, perché l'allineamento delle molecole di cristalli liquidi rende l'elettrodo deve essere pettinato e posizionato sul substrato di vetro inferiore, ma non come il modello TN (lo schermo LCD TN formato solitamente include un substrato di vetro, un ITO film, un film corrispondente, una lastra polarizzante e così via Ci sono due livelli, chiamati su e giù. "L'interstrato contiene elettrodi e trincee formati sul film di allineamento e molecole di cristalli liquidi negli interstrati superiore e inferiore, che sono posizionati su due substrati di vetro per ridurre il contrasto, per cui è necessario aumentare la retroilluminazione per ottenere la luminosità richiesta.Rispetto alla tecnologia TN + Film (TN + angolo di espansione della membrana), il contrasto e il tempo di risposta in modalità IPS non sono molto migliorati rispetto con TFT-TN tradizionale.

3 Tecnologia MVA (allineamento verticale multidominio, allineamento verticale multi regione)
La tecnologia MVA è sviluppata dalla Fujitsu Corporation. Dal punto di vista tecnico, MVA dovrebbe essere la soluzione migliore per l'ampio angolo di visione e il breve tempo di risposta del display LCD. La tecnologia MVA consente all'angolo visivo di raggiungere 160 gradi e il tempo di risposta può raggiungere i 20ms. Nella tecnologia MVA, M sta per "multi-dominio". Si riferisce alla formazione di più regioni in una singola unità cromatica proiettando oggetti. VA sta per "Vertical Alignment" (disposizione verticale). A causa della relazione tra il rigonfiamento, le molecole di cristalli liquidi non sono completamente verticali nello stato statico. Quando la tensione viene applicata per generare un campo elettrico, le molecole di cristalli liquidi sono disposte orizzontalmente, in modo che la luce emessa dalla retroilluminazione possa passare attraverso i vari strati. La tecnologia MVA può fornire tempi di risposta più brevi rispetto alla tecnologia a membrana espandibile con tecnologia TN + view, che è molto importante per le prestazioni di video e giochi. Anche il contrasto è migliorato, ma varia con l'angolo di campo.

Tecnologia TN + Film (TN + view enlargeing film)
Basso costo, alto rendimento, angolo visivo di 140 gradi, contrasto e tempo di risposta non è molto migliorato. Tecnologia IPS (switching interno o Super-TFT): angolo visivo di 170 gradi, contrasto e tempo di risposta non molto migliorato. La tecnologia MVA (allineamento verticale multi-dominio, allineamento verticale multi area) può essere vista in un angolo di 160 gradi e il tempo di contrasto e di risposta è notevolmente migliorato. È adatto per la riproduzione di video e giochi.
area visibile
L'area visiva si riferisce all'area dello schermo che può essere utilizzata per visualizzare immagini in applicazioni pratiche. Poiché la dimensione del display CRT è in realtà la dimensione del tubo immagine, la parte che può essere utilizzata per visualizzare l'immagine non può raggiungere tale dimensione, perché la cornice del tubo immagine rappresenta una parte dello spazio. In generale, l'area visibile del display CRT da 17 pollici è di circa 15,8-16 pollici, mentre l'area visibile del display da 15 pollici è solo di circa 13,8 pollici. Ma per il display LCD, la dimensione della dimensione nominale è sostanzialmente la dimensione dell'area visibile, lo spazio occupato dal bordo è molto piccolo, e l'area visiva del display LCD da 15 pollici è di circa 14,5 pollici, motivo per cui l'LCD sembra molto più grande della stessa taglia CRT. Quindi 15 villaggi sono fondamentalmente sufficienti quando acquisti LCD.
Luminosità e contrasto
La funzione di visualizzazione dell'LCD è principalmente una fonte di retroilluminazione. La luminosità della sorgente luminosa determina la luminosità e la saturazione del colore dell'intero LCD. Teoricamente, maggiore è la luminosità di un display a cristalli liquidi, migliore è l'unità di luminanza cd / m2 (per metro di candela quadrata), noto anche come lumen NIT. Allo stato attuale, la maggior parte della luminosità dello schermo TFT inizia da 150 Nits, in genere 200 Nits può visualizzare un'immagine migliore. Il contrasto è in bianco e nero con due diversi livelli di misurazione del contrasto del colore. Il contrasto 120: 1 può mostrare un colore vivido e ricco (poiché il contrasto dell'occhio umano è di circa 100: 1) e il contrasto fino a 300: 1 può supportare i colori di ciascun ordine. Allo stato attuale, il contrasto della maggior parte dei display LCD è compreso tra 100: 1 e 300: 1. Al momento, non esiste un valore standard equo per misurare il contrasto tra luminosità e contrasto, quindi l'acquisto di LCD dipende da un paio di occhi acuti. Pertanto, dovremmo prestare attenzione a questo indice quando si sceglie LCD, ed è anche la più grande differenza di prestazioni sui prodotti LCD.
velocità di reazione
L'unità di tempo per misurare la velocità di reazione è in millisecondi (MS), riferendosi al tempo necessario affinché i pixel passino da chiaro a scuro e da scuro a due. Più piccolo è il valore, minore è il valore, più veloce è la reazione. Allo stato attuale, l'LCD mainstream ha una velocità di reazione superiore a 25 ms e non vi sono molte relazioni nell'uso commerciale generale (come l'elaborazione di testi o l'elaborazione di testi), poiché tali usi non devono preoccuparsi troppo del tempo di reazione dell'LCD. E se è usato per giocare, guardare VCD / DVD e altre immagini dinamiche ad alta velocità a schermo intero, il tempo di reazione è particolarmente importante, se il tempo di reazione è più lungo, l'immagine apparirà in coda, detriti e altri fenomeni. Come semplice esempio, la maggior parte dei display LCD sul mercato ora hanno diversi gradi di trascinamento durante la riproduzione di QUAKE3, specialmente quando l'immagine viene aggiornata ad alta velocità. La CRT non ha alcun problema, perché il tempo di reazione del CRT è solo di 1ms e non ci saranno fenomeni di coda.

Colore
Quando si parla di colore, il display LCD non è adatto per CRT. In teoria, la CRT può mostrare colori infiniti come i televisori. L'LCD può mostrare solo circa 260 mila colori, e la maggior parte dei prodotti dichiara di essere in grado di visualizzare 16 milioni di 770 mila colori (16777216 colori, 32 bit), ma sono effettivamente realizzati dal dithering, e c'è un grande divario rispetto a i 32 colori reali, quindi è ancora inferiore alla CRT tradizionale nella potenza e nella transizione dei colori. . Allo stesso modo, il display LCD è meno capace di rendere la scala di grigi del CRT. Se si dispone della condizione, è possibile confrontarla da soli: trovare un display da 17 pollici del tubo crininon, quindi inserire un display LCD da 15 pollici e visualizzare un'immagine da 16 milioni e 770 mila colori. L'immagine visualizzata da CRT è molto luminosa, mentre l'LCD appare un po '"falso". Anche se non si può dire dove sia sbagliato, non è comodo con CRT.
Visualizza l'effetto
In primo luogo, CRT, attualmente, la maggior parte dei CRT a livello familiare hanno diversi gradi di messa a fuoco, convergenza, effetti respiratori e altri aspetti del problema, che è inseparabile dal processo tecnico e tecnologico del produttore. Se il circuito di controllo pertinente progettato dal produttore non è sufficientemente avanzato, i problemi sopra menzionati sono facili da realizzare. Questo è anche il motivo per cui la SONY visualizza un display molto diverso da altri produttori. Il display LCD non ha alcuna messa a fuoco, perché semplicemente non ha bisogno di mettere a fuoco. Tuttavia, possono presentarsi distorsioni LCD e online e altri problemi, ma è più probabile che venga visualizzata la CRT.
radiazione
Poiché la luce del display CRT verrà emessa attraverso il tubo catodico ed emetterà anche radiazioni, è molto brutto per il corpo umano, ma poi il requisito del TCO9X è che CRT è stato notevolmente migliorato in questo senso. Ma a causa del suo principio di funzionamento, il display LCD non invierà un po 'di radiazioni al lavoro, molto più forte della CRT. Pertanto, la famiglia generale o l'uso di CRT è più adatto, l'effetto multimediale sarà migliore e il prezzo è relativamente economico, LCD LCD è più adatto per uso commerciale, negoziazione di titoli, editori multimediali sono più adatti per l'uso di LCD.


Un paio di: Struttura del circuito TFT-LCD

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