Casa > Esposizione > Contenuto
Categorie di prodotti

Contattaci

Aggiungi: Block 5, Fuqiang Technology Park, Zhugushi Road, Wulian, Longgang 518116

Mob: + 86-13510459036

E-mail: info@panadisplay.com

Display LCD che utilizzano la tecnologia LCD per produrre immagini
Apr 21, 2017

Schermo a cristalli liquidi

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera (reindirizzata dal display a cristalli liquidi ) "LCD" reindirizza qui. Per altri usi, vedere LCD (disambiguazione) .

Vetrina a cristalli liquidi a spirale non tattile riflettente .




1. Pellicola filtrante polarizzante con un asse verticale per polarizzare la luce quando entra.

2.Grass substrato con elettrodi ITO . Le forme di questi elettrodi determinano le forme che appaiono quando l'LCD è acceso. I bordi verticali incisi sulla superficie sono lisci.

Cristallo liquido didattico 3.Twisted.

4.Stampaggio in vetro con film comune di elettrodo (ITO) con creste orizzontali da allineare con il filtro orizzontale.

5.Polarizzazione della pellicola del filtro con un asse orizzontale per bloccare / passare la luce.

6. Superficie riflettente per inviare la luce al visualizzatore. (In un LCD retroilluminato, questo livello viene sostituito da una sorgente luminosa.)

Un display a cristalli liquidi ( LCD ) è un display a schermo piatto o un altro dispositivo ottico modulato elettronicamente che utilizza le proprietà modulanti della luce dei cristalli liquidi . I cristalli liquidi non emettono direttamente la luce, ma utilizzando una retroilluminazione o un riflettore per produrre immagini a colori o in bianco e nero . [1] I display LCD sono disponibili per visualizzare immagini arbitrarie (come in un display per computer generico) o immagini fisse con contenuto informativo basso, che possono essere visualizzati o nascosti, come parole predefinite, cifre e display a 7 segmenti , come in Un orologio digitale . Essi utilizzano la stessa tecnologia di base, tranne che le immagini arbitrarie sono costituite da un gran numero di piccoli pixel , mentre altri display hanno elementi più grandi.

Gli LCD sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, tra cui monitor di computer , televisori , pannelli strumenti , display di pozzetto per aeromobili e segnaletica interna ed esterna. Piccoli schermi LCD sono comuni nei dispositivi portatili di consumo come fotocamere digitali , orologi , calcolatori e telefoni cellulari , compresi gli smartphone . Gli schermi LCD vengono utilizzati anche su prodotti di elettronica di consumo quali lettori DVD, dispositivi per videogiochi e orologi . Gli schermi LCD hanno sostituito i grossi e ingombranti tubi a raggi catodici (CRT) in quasi tutte le applicazioni. Gli schermi LCD sono disponibili in una vasta gamma di dimensioni dello schermo rispetto ai display CRT e al plasma , con schermi LCD disponibili in formati che vanno da piccoli orologi digitali ad enormi televisori a grande schermo.

Poiché gli schermi LCD non utilizzano fosfori, essi non soffrono di un'immagine quando un'immagine statica viene visualizzata sullo schermo per un lungo periodo (ad esempio, il riquadro della tabella per un programma di aeromobili su un segno interno). Gli LCD sono tuttavia suscettibili di persistenza delle immagini . [2] Lo schermo LCD è più efficiente dal punto di vista energetico e può essere smaltito in modo più sicuro di un CRT. Il suo basso consumo di energia elettrica consente di essere utilizzato in apparecchiature elettroniche a batteria in modo più efficiente rispetto ai CRT. Entro il 2008 le vendite annuali di televisori con schermi LCD hanno superato le vendite di unità CRT in tutto il mondo e la CRT è diventata obsoleta per la maggior parte degli scopi.


Contenuto

[ Nascondi ]


Panoramica [ modifica ]

Una schermata LCD utilizzata come pannello di notifica per i viaggiatori.

Ogni pixel di un LCD è tipicamente costituito da uno strato di molecole allineato tra due elettrodi trasparenti e due filtri polarizzanti (paralleli e perpendicolari), gli assi di trasmissione dei quali sono (in gran parte dei casi) perpendicolari l'uno all'altro. Senza il cristallo liquido tra i filtri di polarizzazione, la luce passante attraverso il primo filtro sarebbe bloccata dal secondo polarizzatore (attraversato). Prima di applicare un campo elettrico , l'orientamento delle molecole di cristallo liquido è determinato dall'allineamento alle superfici degli elettrodi. In un dispositivo nematico (TN) contorto, le direzioni di allineamento delle superfici ai due elettrodi sono perpendicolari l'una all'altra, e quindi le molecole si organizzano in una struttura elicoidale o torsione. Ciò induce la rotazione della polarizzazione della luce incidente e il dispositivo appare grigio. Se la tensione applicata è abbastanza grande, le molecole di cristallo liquido al centro dello strato sono quasi completamente inopportune e la polarizzazione della luce incidente non è ruotata mentre passa attraverso lo strato di cristallo liquido. Questa luce sarà quindi principalmente polarizzata perpendicolarmente al secondo filtro e quindi bloccata e il pixel apparirà nero. Controllando la tensione applicata dallo strato di cristalli liquidi in ciascun pixel, la luce può essere lasciata passare in quantità variabili, costituendo così diversi livelli di grigio. I sistemi LCD a colori utilizzano la stessa tecnica, con filtri a colori utilizzati per generare pixel rossi, verdi e blu. [3]

LCD con polarizzatore superiore rimosso dal dispositivo e posto in alto, in modo tale che i polarizzatori superiori e inferiori siano perpendicolari.

L'effetto ottico di un dispositivo TN nello stato di tensione è molto meno dipendente dalle variazioni dello spessore del dispositivo rispetto a quello nello stato di tensione. A causa di questo, TN mostra con basso contenuto di informazioni e nessuna retroilluminazione viene normalmente utilizzata tra i polarizzatori incrociati in modo che appaiano brillanti senza tensione (l'occhio è molto più sensibile alle variazioni dello stato oscuro dello stato luminoso). Poiché la maggior parte degli LCD dell'affissione a cristalli liquidi 2010 sono utilizzati in televisori, monitor e smartphone, dispongono di array matrici ad alta risoluzione di pixel per visualizzare immagini arbitrarie utilizzando retroilluminazione con uno sfondo scuro. Quando non viene visualizzata alcuna immagine, vengono utilizzati diversi arrangiamenti. A questo scopo, gli LCD TN vengono azionati tra polarizzatori paralleli, mentre IPS LCD dispongono di polarizzatori incrociati. In molte applicazioni IPS LCD hanno sostituito gli LCD TN, in particolare in smartphone come iPhone . Sia il materiale a cristalli liquidi che il materiale dello strato di allineamento contengono composti ionici . Se un campo elettrico di una particolare polarità viene applicato per un lungo periodo di tempo, questo materiale ionico viene attratto dalle superfici e degrada le prestazioni del dispositivo. Ciò viene evitato applicando una corrente alternata o invertendo la polarità del campo elettrico quando il dispositivo è indirizzato (la risposta dello strato di cristallo liquido è identica, indipendentemente dalla polarità del campo applicato).

Orologio digitale con display LCD.

Le visualizzazioni per un piccolo numero di cifre singole o di simboli fissi (come in orologi digitali e calcolatrici ) possono essere implementate con elettrodi indipendenti per ogni segmento. Al contrario, i display grafici alfanumerici o variabili vengono generalmente implementati con i pixel disposti come una matrice costituita da righe collegate elettricamente da un lato del livello LC e dalle colonne dall'altro lato, che consente di affrontare ogni pixel alle intersezioni. Il metodo generale di indirizzamento a matrice consiste nell'indirizzamento sequenziale di un lato della matrice, ad esempio selezionando le righe una per volta e applicando le informazioni di immagine dall'altro lato alle righe di riga per riga. Per i dettagli sui vari schemi di indirizzamento a matrice, vedere gli appositi LCD a matrice passiva e matrici attive .

Storia [ modifica ]

1880s-1960s [ modifica ]

Le origini e la complessa storia dei display a cristalli liquidi dalla prospettiva di un insider durante i primi giorni sono stati descritti da Joseph A. Castellano in Liquid Gold: la storia di display a cristalli liquidi e la creazione di un'industria . [4] Un altro rapporto sulle origini e la storia dell'affissione a cristalli liquidi da una prospettiva diversa fino al 1991 è stato pubblicato da Hiroshi Kawamoto, disponibile presso lo IEEE History Center. [5] Una descrizione dei contributi svizzeri sugli sviluppi dell'affissione a cristalli liquidi, scritta da Peter J. Wild, può essere esaminata come IEEE History of First Hand . [6] Nel 1888 Friedrich Reinitzer (1858-1927) ha scoperto la natura cristallina liquida del colesterolo estratto dalle carote (cioè due punti di fusione e la generazione di colori) e ha pubblicato i suoi risultati in una riunione della Vienna Chemical Society Il 3 maggio 1888 (F. Reinitzer: Beiträge zur Kenntniss des Cholesterins, Monatshefte für Chemie (Wien) 9, 421-441 (1888) ). [8] Nel 1904 Otto Lehmann pubblicò il suo lavoro "Flüssige Kristalle" (Liquid Kristals ). Nel 1911, Charles Mauguin sperimentò per primi con cristalli liquidi confinati tra piastre in strati sottili.

Nel 1922, Georges Friedel descrisse la struttura e le proprietà dei cristalli liquidi e li classificò in 3 tipi (nematiche, smectics e colesterics). Nel 1927, Vsevolod Frederiks ha ideato la valvola di luce elettricamente commutata, denominata transizione Fréedericksz , l'effetto essenziale di tutta la tecnologia LCD. Nel 1936, la società Marconi Wireless Telegraph brevettò la prima applicazione pratica della tecnologia "The Liquid Crystal Light Valve" . Nel 1962, la prima grande pubblicazione in lingua inglese sul tema "Struttura molecolare e proprietà dei cristalli liquidi" , dal Dr. George W. Gray . [9] Nel 1962, Richard Williams di RCA ha scoperto che i cristalli liquidi avevano alcune interessanti caratteristiche elettro-ottiche e ha realizzato un effetto elettro-ottico generando strisce di striscia in uno strato sottile di materiale a cristalli liquidi mediante l'applicazione di una tensione. Questo effetto si basa su un'instabilità elettro-idrodinamica che forma i cosiddetti "domini Williams" all'interno del cristallo liquido. [10]

Nel 1964, George H. Heilmeier , poi lavorando nei laboratori RCA sull'effetto scoperto da Williams, ha raggiunto il passaggio dei colori mediante un riallineamento dei coloranti dicroici indotti dal campo in un cristallo liquido orientato homeotropicamente. Problemi pratici con questo nuovo effetto elettro-ottico hanno reso Heilmeier continuare a lavorare sugli effetti di dispersione in cristalli liquidi e, infine, il raggiungimento del primo display operativo a cristalli liquidi basato su quello che chiamava la modalità di scattering dinamica (DSM). L'applicazione di una tensione ad un display DSM commuta lo strato di cristallo liquido trasparente inizialmente chiaro in uno stato torbido latteo. Le schermate DSM potrebbero essere utilizzate in modalità trasmissiva e riflettente, ma richiedevano una notevole corrente di flusso per il loro funzionamento. [11] [12] [13] [14] George H. Heilmeier è stato introdotto nella National Inventors Hall of Fame [15] e accreditato con l'invenzione di LCD. Il lavoro di Heilmeier è un Milestone IEEE . [16] Alla fine degli anni Sessanta, il lavoro pionieristico su cristalli liquidi è stato intrapreso dal Royal Radar Establishment del Regno Unito a Malvern , in Inghilterra. Il team di RRE ha sostenuto il lavoro continuato di George William Gray e del suo team presso l' Università di Hull che hanno scoperto i cristalli liquidi di cianobifenile, che avevano una corretta stabilità e proprietà di temperatura per l'applicazione in LCD.

1970s-1980s [ modifica ]

Il 4 dicembre 1970, l' effetto di campo nonatico mitragliato in cristalli liquidi è stato depositato per brevetto da Hoffmann-LaRoche in Svizzera ( brevetto svizzero n. 532 261 ) con Wolfgang Helfrich e Martin Schadt (allora lavorando per i Laboratori Centrali di Ricerca) elencati come inventori. [11] Hoffmann-La Roche ha quindi concesso in licenza l'invenzione al produttore svizzero Brown, Boveri & Cie che ha prodotto schermi per gli orologi da polso negli anni '70 e anche per l'industria elettronica giapponese, che ha prodotto presto i primi orologi digitali al quarzo con TN-LCD e numerosi altri prodotti. James Fergason , in collaborazione con Sardari Arora e Alfred Saupe presso il Kent State University Liquid Crystal Institute , ha presentato un brevetto identico negli Stati Uniti il 22 aprile 1971. [17] Nel 1971 la società di Fergason ILIXCO (ora LXD Incorporated ) Primi LCD basati sull'effetto TN, che presto ha soppiantato i tipi di DSM di scarsa qualità a causa dei miglioramenti delle tensioni di esercizio più basse e del minor consumo energetico. Nel 1972, il primo pannello a cristalli liquidi a matrice a matrice attiva è stato prodotto negli Stati Uniti dalla squadra di T. Peter Brody a Westinghouse , a Pittsburgh, in Pennsylvania . [18] Nel 1983, i ricercatori di Brown, Boveri & Cie (BBC), in Svizzera , hanno inventato la struttura nonaticica super-twisted (STN) per gli affissione a cristalli liquidi affidata a matrici passive . H. Amstutz et al. Sono stati elencati come inventori nelle corrispondenti domande di brevetto depositate in Svizzera il 7 luglio 1983 e il 28 ottobre 1983. I brevetti sono stati rilasciati in Svizzera CH 665491, Europa EP 0131216, [19] brevetto statunitense 4,634,229 e molti altri paesi.

Nel 1988, Sharp Corporation ha dimostrato un display a cristalli liquidi TFT a colori full-color a matrice attiva da 14 pollici. Ciò ha portato al Giappone lanciare un settore LCD, che ha sviluppato display LCD di grandi dimensioni, tra cui monitor TFT computer e televisori LCD . Alla fine degli anni '90, l'industria dell'affissione a cristalli liquidi ha cominciato a spostarsi dal Giappone, verso la Corea del Sud e Taiwan . [20]

1990s-2010s [ modifica ]

Nel 1990, sotto diversi titoli, gli inventori concepivano effetti elettro-ottici come alternative a quelli LCD a effetto neutrale (TN- e STN-LCD). Un approccio era quello di utilizzare elettrodi interdigitale su un solo substrato di vetro per produrre un campo elettrico sostanzialmente parallelo ai substrati di vetro. [21] [22] Per sfruttare appieno le proprietà di questa tecnologia in tecnologia APS (IPS), è stato necessario un ulteriore lavoro. Dopo un'analisi approfondita, i particolari delle forme di realizzazione vantaggiose vengono depositate in Germania da Guenter Baur et al. E brevettato in vari paesi. [23] [24] L'Istituto Fraunhofer di Freiburg, dove hanno lavorato gli inventori, assegna questi brevetti a Merck KGaA, Darmstadt, fornitore di sostanze LC. Nel 1992, poco dopo, gli ingegneri di Hitachi elaborano diversi dettagli pratici della tecnologia IPS per interconnettere l'array di transistor a film sottile come una matrice e per evitare i campi randagi indesiderati tra i pixel. [25] [26] Hitachi migliora ulteriormente l'angolo di visione ottimizzando la forma degli elettrodi ( Super IPS ). NEC e Hitachi diventano produttori precoci di LCD a matrice attiva basata sulla tecnologia IPS. Questa è una pietra miliare per l'implementazione di LCD a grande schermo con prestazioni visive accettabili per monitor a schermo piatto e schermi televisivi. Nel 1996, Samsung ha sviluppato la tecnica di pattern optico che consente l'utilizzo di un LCD multi-dominio . Nel corso del quarto trimestre del 2007, i televisori a cristalli liquidi hanno superato la CRT per le vendite mondiali per la prima volta. [28] I televisori LCD sono stati proiettati a rappresentare il 50% delle 200 milioni di televisori da spedire a livello globale nel 2006, secondo Display Bank . [29] Nell'ottobre 2011, Toshiba ha annunciato 2560 × 1600 pixel su un pannello LCD da 155 pollici (6.1 pollici), adatto per l'utilizzo in un computer tablet [30] specialmente per il display di caratteri cinesi.

Illuminazione [ modifica ]

Poiché i pannelli LCD non producono alcuna luce propria, richiedono luce esterna per produrre un'immagine visibile. In un tipo "transmissive" di LCD, questa luce è fornita nella parte posteriore dello stack di vetro e viene chiamata retroilluminazione. Mentre i display a matrice passiva non sono normalmente retroilluminati (es. Calcolatrici, orologi da polso), i display a matrice attiva sono quasi sempre presenti. [31] [32]

Le comuni implementazioni della tecnologia di retroilluminazione LCD sono:

18 CCFL paralleli come retroilluminazione per un televisore LCD da 42 pollici


  • CCFL: Il pannello LCD è illuminato da due lampade fluorescenti a catodo freddo poste sui bordi opposti del display o da una serie di CCFL paralleli dietro i display più grandi. Un diffusore quindi diffonde la luce uniformemente in tutto il display. Per molti anni questa tecnologia era stata utilizzata quasi esclusivamente. A differenza dei LED bianchi, la maggior parte dei CCFL ha un'uscita spettrale bianca che produce una migliore gamma di colori per il display. Tuttavia, i CCFL sono meno efficienti dal consumo energetico dei LED e richiedono un inverter abbastanza costoso per convertire qualunque tensione DC il dispositivo utilizza (di solito 5 o 12 V) a ~ 1000 V necessari per accendere un CCFL. [33] Lo spessore dei trasformatori inverter limita anche la dimensione del display.

  • EL-WLED: Il pannello LCD è illuminato da una fila di LED bianchi posizionati su uno o più bordi dello schermo. Viene quindi utilizzato un diffusore di luce per diffondere uniformemente la luce su tutto il display. A partire dal 2012, questo disegno è il più popolare nei monitor desktop del computer desktop. Permette i display più sottili. Alcuni monitor LCD che utilizzano questa tecnologia hanno una caratteristica chiamata "Contrasto dinamico" dove la retroilluminazione è disattivata al colore più brillante che appare sullo schermo, consentendo il rapporto di contrasto 1000: 1 del pannello LCD da scalare a diverse intensità luminose, con conseguente I rapporti di contrasto "30000: 1" visto nella pubblicità su alcuni di questi monitor. Poiché le immagini sullo schermo del computer hanno solitamente un bianco pieno da qualche parte nell'immagine, la retroilluminazione sarà di solito a piena intensità, rendendo questa "caratteristica" per lo più un trucco di marketing.

  • WLED array: Il pannello LCD è illuminato da una gamma completa di LED bianchi posizionati dietro un diffusore dietro il pannello. Gli LCD che utilizzano questa implementazione hanno solitamente la possibilità di sbiadire i LED nelle aree scure dell'immagine visualizzata, aumentando in modo efficace il rapporto di contrasto del display. A partire dal 2012, questo design viene maggiormente utilizzato da televisori LCD di grandi dimensioni e di grandi dimensioni.

  • RGB-LED: simile alla matrice WLED, tranne che il pannello è illuminato da una gamma completa di LED RGB . Mentre i display illuminati con LED bianchi hanno generalmente una gamma di colori inferiore rispetto ai display CCFL illuminati, i pannelli illuminati con LED RGB hanno gamut colori molto ampi. Questa implementazione è più diffusa negli LCD professionale di editing grafici. A partire dal 2012, gli LCD in questa categoria di solito costa più di $ 1000.

Oggi, la maggior parte degli schermi LCD sono stati progettati con una retroilluminazione a LED invece della tradizionale retroilluminazione CCFL.

Collegamento ad altri circuiti [ modifica ]

Un connettore elastomerico rosa accoppiato con un pannello LCD alle tracce del circuito stampato, accanto a un righello di centimetro. (Gli strati conduttori e isolanti nella striscia nera sono molto piccoli, fai clic sull'immagine per ulteriori dettagli.)

I pannelli LCD in genere utilizzano percorsi metallici rivestiti in strato sottile su un substrato di vetro per formare il circuito cellulare per azionare il pannello. Di solito non è possibile utilizzare tecniche di saldatura per collegare direttamente il pannello a una scheda separata separata in rame. Invece, l'interfaccia viene realizzata utilizzando un nastro di plastica adesivo con tracce conduttive incollate ai bordi del pannello LCD o con un connettore elastomerico , che è una striscia di gomma o silicone con strati alternati di percorsi conduttivi e isolanti, premuti tra i contatti sui contatti Il contatto dell'affissione a cristalli liquidi e del contatto di accoppiamento su una scheda di circuito.

Matrice passiva e attiva [ modifica ]

Prototipo di una matrice passiva STN-LCD con 540x270 pixel, Brown Boveri Research, Svizzera, 1984

I monitor LCD monocromatici e successivi di colore passivo sono stati standard nei più avanzati computer portatili (anche se alcuni display a plasma utilizzati [34] [35] ) e l'originale Nintendo Game Boy [36] fino alla metà degli anni '90, quando la matrice attiva di colore diventava standard Su tutti i computer portatili. Il Macintosh Portable commercialmente non riuscito (rilasciato nel 1989) è stato uno dei primi a utilizzare un display a matrice attiva (anche se ancora monocromatica). Gli LCD a matrice passiva sono ancora utilizzati negli anni 2010 per applicazioni meno esigenti di computer portatili e televisori, come ad esempio calcolatori economici. In particolare, questi sono utilizzati su dispositivi portatili in cui è necessario visualizzare più contenuti informativi, il consumo di energia minore (senza retroilluminazione ) e il basso costo sono desiderati o è necessaria la leggibilità alla luce solare diretta.

Le mostre con una struttura a matrice passiva stanno utilizzando STN superattraversato (inventato dal Brown Boveri Research Center, Baden, Svizzera nel 1983, sono stati pubblicati i dettagli scientifici [37] ) o la tecnologia STN (DSTN) a doppio strato Che affronta un problema di spostamento del colore con l'ex) e color-STN (CSTN) in cui viene aggiunto il colore utilizzando un filtro interno. Gli STN LCD sono stati ottimizzati per l'indirizzamento a matrice passiva. Essi presentano una soglia più nitida della caratteristica di contrasto e tensione rispetto agli originali LCD TN. Questo è importante perché i pixel sono soggetti a tensioni parziali anche se non selezionate. La crosta tra i pixel attivati e non attivati deve essere gestita correttamente mantenendo la tensione RMS di pixel non attivati al di sotto della tensione di soglia [38], mentre i pixel attivati sono sottoposti a tensioni al di sopra della soglia. [39] Gli STN LCD devono essere aggiornati continuamente alternando tensioni impulsive di una polarità durante un fotogramma e impulsi di polarità opposta durante il fotogramma successivo. I singoli pixel vengono indirizzati dai corrispondenti circuiti di riga e colonna. Questo tipo di display è chiamato matrice passiva indirizzata , perché il pixel deve mantenere lo stato tra i rinfreschi senza il beneficio di una carica elettrica costante. Poiché il numero di pixel (e, di conseguenza, le colonne e le righe) aumenta, questo tipo di visualizzazione diventa meno fattibile. I tempi di risposta lenti e il cattivo contrasto sono tipici degli LCD affidati a matrici passive con troppi pixel.

Come funziona un LCD utilizzando una struttura a matrice attiva

220px - Lcd-engineerguy.ogv.jpg (220 × 124)

Negli anni 2010, i display LCD a zero potenza (bistabile) non richiedono una continua rinfrescazione. La riscrittura è necessaria solo per le modifiche alle informazioni delle immagini. Potenzialmente, l'indirizzamento a matrice passiva può essere utilizzato con questi nuovi dispositivi, se le loro caratteristiche di scrittura / cancellazione sono adatte. I display a colori ad alta risoluzione , come i moderni monitor LCD e televisori LCD, utilizzano una struttura a matrice attiva . Una matrice di transistori a film sottile (TFT) viene aggiunta agli elettrodi a contatto con lo strato LC. Ogni pixel ha un proprio transistore dedicato, consentendo ad ogni linea di colonna di accedere a un pixel. Quando viene selezionata una riga, tutte le linee di colonna sono collegate a una riga di pixel e le tensioni corrispondenti alle informazioni sull'immagine vengono azionate su tutte le righe di colonna. La riga di riga viene quindi disattivata e viene selezionata la riga successiva. Tutte le righe di riga vengono selezionate in sequenza durante un'operazione di aggiornamento . I display indirizzati a matrice attiva sembrano più luminosi e nitidi rispetto a quelli visualizzati per la matrice passiva di dimensioni uguali e generalmente hanno tempi di risposta più rapidi, producendo immagini molto migliori.

Tecnologie a matrice attiva [ modifica ]

Casio 1.8 in TFT LCD colorato, utilizzato nelle fotocamere digitali Sony Cyber-shot DSC-P93A Principali articoli: Display a cristalli liquidi a cristalli liquidi a cristalli liquidi a transizione a film sottile e display a cristalli liquidi a matrice Active

Twisted nematic (TN) [ modifica ]

Vedere anche: Effetto di campo nonatico nemico

Gli schermi nemati a spirale contengono cristalli liquidi che si contorcono e si ruotano in vari gradi per consentire alla luce di passare. Quando non viene applicata alcuna tensione a una cella a cristalli liquidi TN, la luce polarizzata passa attraverso lo strato LC rotto a 90 gradi. In proporzione alla tensione applicata, i cristalli liquidi invertono la polarizzazione e bloccano il percorso della luce. Regolando correttamente il livello della tensione si può ottenere quasi qualsiasi livello o trasmissione grigia.

Commutazione in-plane (IPS) [ modifica ]

La commutazione in aereo è una tecnologia LCD che allinea i cristalli liquidi in un piano parallelo ai substrati di vetro. In questo metodo, il campo elettrico viene applicato attraverso elettrodi opposti sullo stesso substrato di vetro, in modo che i cristalli liquidi possono essere riorientati (commutati) essenzialmente nello stesso piano, anche se i campi di frange inibiscono un riorientamento omogeneo. Ciò richiede due transistori per ogni pixel anziché il transistore singolo necessario per un display standard a transistor a film sottile (TFT). Prima che l'IPS di LG Enhanced venne introdotto nel 2009, i transistori aggiuntivi hanno permesso di bloccare più aree di trasmissione, richiedendo quindi una retroilluminazione più luminosa e consumando più potenza, rendendo questo tipo di visualizzazione meno desiderabile per i notebook. Attualmente, Panasonic utilizza una versione avanzata di eIPS per i prodotti di grande formato LCD e Hewlett-Packard nella sua tavoletta TouchPad basata su WebOS e sul loro Chromebook 11.

IPS LCD vs AMOLED [ modifica ]

Nel 2011, LG ha affermato che lo smartphone LG Optimus Black (IPS LCD (LCD NOVA)) ha una luminosità fino a 700 nite , mentre il concorrente ha solo IPS LCD con 518 nite e un doppio display OLED (AMOLED) a matrice attiva con 305 nodi . LG ha anche affermato che il display NOVA sarà il 50 per cento più efficiente degli LCD regolari e consuma solo il 50 per cento della potenza degli schermi AMOLED quando si produce sullo schermo bianco. [40] Quando si tratta di un rapporto di contrasto, la visualizzazione AMOLED funziona ancora meglio a causa della sua tecnologia sottostante, dove i livelli neri vengono visualizzati come nero passo e non come grigio scuro. Il 24 agosto 2011, Nokia ha annunciato il Nokia 701 e ha anche presentato la richiesta del più luminoso display al mondo a 1000 nits. Lo schermo aveva anche il livello Clearblack di Nokia, migliorando il rapporto di contrasto e avvicinandolo a quello degli schermi AMOLED.

Commutazione super-piano (S-IPS) [ modifica ]

Super-IPS è stato introdotto dopo la commutazione in aereo con tempi di risposta ancora migliori e riproduzione del colore. [41]

Questo layout di pixel si trova negli LCD S-IPS. Un formaggio chevron è usato per allargare il cono di visualizzazione (gamma di indicazioni di visualizzazione con buon contrasto e basso spostamento del colore)

Avanzamento avanzato del campo fringe (AFFS) [ modifica ]

Conosciuto come commutazione del campo di frange (FFS) fino al 2003, [42] avanzato cambio di frange campo è simile a IPS o S-IPS offrendo prestazioni superiori e gamma di colori con alta luminosità. AFFS è stato sviluppato da Hydis Technologies Co., Ltd, Corea (formalmente Hyundai Electronics, Task Force LCD). [43] Le applicazioni applicate da notebook AFFS riducono la distorsione dei colori mantenendo un angolo di visualizzazione più ampio per un display professionale. Lo spostamento del colore e la deviazione causati dalla perdita leggera vengono corretti ottimizzando la gamma bianca che migliora anche la riproduzione bianca / grigia. Nel 2004, Hydis Technologies Co., Ltd ha concesso l'AFFS a Japan Hitachi Displays. Hitachi utilizza AFFS per la produzione di pannelli di fascia alta. Nel 2006, HYDIS ha licenziato l'AFFS a Sanyo Epson Imaging Devices Corporation. Poco dopo, Hydis ha introdotto una evoluzione ad alta trasmissione del display AFFS, chiamato HFFS (FFS +). Hydis ha introdotto AFFS + con migliorata leggibilità all'esterno nel 2007. I pannelli AFFS sono utilizzati principalmente nei cockpit delle ultime visualizzazioni commerciali degli aeromobili. Ma non è più prodotto a partire da febbraio 2015. [44] [45] [46]

Allineamento verticale (VA) [ modifica ]

Gli schermi di allineamento verticale sono una forma di LCD in cui i cristalli liquidi si allineano verticalmente ai supporti di vetro. Quando non viene applicata alcuna tensione, i cristalli liquidi rimangono perpendicolari al substrato, creando un display nero tra i polarizzatori incrociati. Quando viene applicata la tensione, i cristalli liquidi si spostano in una posizione inclinata permettendo alla luce di passare e creare una visualizzazione in grigio a seconda della quantità di inclinazione generata dal campo elettrico. Ha un background più profondo-nero, un rapporto di contrasto più elevato, un angolo di visione più ampio e una migliore qualità delle immagini a temperature estreme rispetto ai tradizionali display a catena-nematica. [47]

Modalità fase blu [ modifica ]

Articolo principale: LCD a modalità blu

I display a cristalli liquidi a fase blu sono stati mostrati come campioni di ingegneria all'inizio del 2008, ma non sono in produzione di massa. La fisica dei display a cristalli liquidi a fase blu suggerisce che tempi di commutazione molto brevi (~ 1 ms) possono essere raggiunti, quindi è possibile realizzare un controllo del colore sequenziale in sequenza e che i filtri a colori costosi sarebbero obsoleti. [ Citazione necessaria ]

Controllo qualità [ modifica ]

Alcuni pannelli LCD presentano transistori difettosi, causando pixel permanenti o non illuminati, comunemente indicati come pixel bloccati o pixel morti rispettivamente. A differenza dei circuiti integrati (IC), i pannelli LCD con pochi transistori difettosi sono di solito ancora utilizzabili. Le politiche dei produttori per il numero accettabile di pixel difettosi variano notevolmente. A un certo punto, Samsung ha mantenuto una politica di tolleranza zero per i monitor LCD venduti in Corea. [48] A partire dal 2005, però, Samsung aderisce allo standard meno restrittivo ISO 13406-2 . [49] Altre società sono note per tollerare fino a 11 pixel morti nelle loro politiche. [50]

Le politiche dei pixel morti vengono spesso discussi con calma tra produttori e clienti. Per regolare l'accettabilità dei difetti e per proteggere l'utente finale, ISO ha rilasciato la norma ISO 13406-2 . [51] Tuttavia, non tutti i produttori LCD sono conformi allo standard ISO e lo standard ISO è spesso interpretato in modi diversi. I pannelli LCD hanno maggiori probabilità di avere difetti rispetto alla maggior parte degli IC a causa della loro dimensione più grande. Ad esempio, un display SVGA da 300 mm ha 8 difetti e una lamina da 150 mm ha solo 3 difetti. Tuttavia, 134 dei 137 morti sulla fetta saranno accettabili, mentre il rifiuto di tutto il pannello LCD sarà un rendimento del 0%. Negli ultimi anni, il controllo della qualità è stato migliorato. Uno schermo LCD SVGA con 4 pixel difettosi è generalmente considerato difettoso e i clienti possono richiedere uno scambio per un nuovo. [ Secondo il quale? ] Alcuni produttori, in particolare in Corea del Sud, dove si trovano alcuni dei più grandi produttori di pannelli LCD, come LG, hanno ora "una garanzia dei pixel di difetto", che è un processo di screening in più che può quindi determinare "A" e "B" Pannelli di qualità. [ Ricerca originale? ] Molti produttori sostituiranno un prodotto anche con un pixel difettoso. Anche laddove tali garanzie non esistono, è importante l'ubicazione dei pixel difettosi. Un display con pochi pixel difettosi può essere inaccettabile se i pixel difettosi sono vicini all'altro. I pannelli LCD hanno anche difetti noti come clouding (o meno comunemente mura ), che descrive le patch irregolari di cambiamenti di luminanza . È più visibile nelle aree scure o nere delle scene visualizzate. [52]

Schermata zero (bistabile) visualizza [ modifica ]

Vedi anche: Ferro Liquid Display

Il dispositivo bistabile zenitale (ZBD), sviluppato da QinetiQ (ex DERA ), può mantenere un'immagine senza potere. I cristalli possono esistere in uno dei due orientamenti stabili ("Nero" e "Bianco") e il potere è solo necessario per cambiare l'immagine. ZBD Displays è una società di spin-off di QinetiQ che ha prodotto sia dispositivi ZBD in scala di grigi e colori. Kent Displays ha anche sviluppato un display "no power" che utilizza il cristallo liquido colesterico stabilizzato in polimero (ChLCD). Nel 2009 Kent ha dimostrato l'uso di un ChLCD per coprire l'intera superficie di un telefono cellulare, permettendogli di cambiare i colori e mantenere quel colore anche quando il potere è stato tagliato. [53] Nel 2004 i ricercatori dell'Università di Oxford hanno dimostrato due nuovi tipi di LCD bistabili a potenza zero, basati sulle tecniche bistabili Zenithal. [54] Several bistable technologies, like the 360° BTN and the bistable cholesteric, depend mainly on the bulk properties of the liquid crystal (LC) and use standard strong anchoring, with alignment films and LC mixtures similar to the traditional monostable materials. Other bistable technologies, eg BiNem technology, are based mainly on the surface properties and need specific weak anchoring materials.

Specifications [ edit ]

  • Resolution The resolution of an LCD is expressed by the number of columns and rows of pixels (eg, 1024×768). Each pixel is usually composed 3 sub-pixels, a red, a green, and a blue one. This had been one of the few features of LCD performance that remained uniform among different designs. However, there are newer designs that share sub-pixels among pixels and add Quattron which attempt to efficiently increase the perceived resolution of a display without increasing the actual resolution, to mixed results.

  • Spatial performance: For a computer monitor or some other display that is being viewed from a very close distance, resolution is often expressed in terms of dot pitch or pixels per inch, which is consistent with the printing industry. Display density varies per application, with televisions generally having a low density for long-distance viewing and portable devices having a high density for close-range detail. The Viewing Angle of an LCD may be important depending on the display and its usage, the limitations of certain display technologies mean the display only displays accurately at certain angles.

  • Temporal performance: the temporal resolution of an LCD is how well it can display changing images, or the accuracy and the number of times per second the display draws the data it is being given. LCD pixels do not flash on/off between frames, so LCD monitors exhibit no refresh-induced flicker no matter how low the refresh rate. [55] But a lower refresh rate can mean visual artefacts like ghosting or smearing, especially with fast moving images. Individual pixel response time is also important, as all displays have some inherent latency in displaying an image which can be large enough to create visual artifacts if the displayed image changes rapidly.

  • Color performance : There are multiple terms to describe different aspects of color performance of a display. Color gamut is the range of colors that can be displayed, and color depth, which is the fineness with which the color range is divided. Color gamut is a relatively straight forward feature, but it is rarely discussed in marketing materials except at the professional level. Having a color range that exceeds the content being shown on the screen has no benefits, so displays are only made to perform within or below the range of a certain specification. [56] There are additional aspects to LCD color and color management, such as white point and gamma correction , which describe what color white is and how the other colors are displayed relative to white.

  • Brightness and contrast ratio: Contrast ratio is the ratio of the brightness of a full-on pixel to a full-off pixel. The LCD itself is only a light valve and does not generate light; the light comes from a backlight that is either fluorescent or a set of LEDs . Brightness is usually stated as the maximum light output of the LCD, which can vary greatly based on the transparency of the LCD and the brightness of the backlight. In general, brighter is better, but there is always a trade-off between brightness and power consumption.

Advantages and disadvantages [ edit ]

Some of these issues relate to full-screen displays, others to small displays as on watches, etc. Many of the comparisons are with CRT displays.

Further information: Comparison of CRT, LCD, Plasma, and OLED

Advantages [ edit ]

  • Very compact, thin and light, especially in comparison with bulky, heavy CRT displays.

  • Basso consumo energetico. Depending on the set display brightness and content being displayed, the older CCFT backlit models typically use less than half of the power a CRT monitor of the same size viewing area would use, and the modern LED backlit models typically use 10–25% of the power a CRT monitor would use. [57]

  • Little heat emitted during operation, due to low power consumption.

  • No geometric distortion.

  • The possible ability to have little or no "flicker" depending on backlight technology.

  • Usually no refresh-rate flicker, because the LCD pixels hold their state between refreshes (which are usually done at 200 Hz or faster, regardless of the input refresh rate).

  • Much thinner than a CRT monitor.

  • Sharp image with no bleeding or smearing when operated at native resolution .

  • Emits almost no undesirable electromagnetic radiation (in the extremely low frequency range), unlike a CRT monitor. [58] [59]

  • Can be made in almost any size or shape.

  • No theoretical resolution limit. When multiple LCD panels are used together to create a single canvas, each additional panel increases the total resolution of the display, which is commonly called “stacked” resolution. [60]

  • Can be made in large sizes of over 60-inch (150 cm) diagonal.

  • Masking effect: the LCD grid can mask the effects of spatial and grayscale quantization, creating the illusion of higher image quality. [61]

  • Unaffected by magnetic fields, including the Earth's.

  • As an inherently digital device, the LCD can natively display digital data from a DVI or HDMI connection without requiring conversion to analog. Some LCD panels have native fiber optic inputs in addition to DVI and HDMI. [62]

  • Many LCD monitors are powered by a 12 V power supply, and if built into a computer can be powered by its 12 V power supply.

  • Can be made with very narrow frame borders, allowing multiple LCD screens to be arrayed side-by-side to make up what looks like one big screen.

Disadvantages [ edit ]

  • Limited viewing angle in some older or cheaper monitors, causing color, saturation, contrast and brightness to vary with user position, even within the intended viewing angle.

  • Uneven backlighting in some (mostly older) monitors, causing brightness distortion, especially toward the edges.

  • Black levels may not be as dark as required because individual liquid crystals cannot completely block all of the backlight from passing through.

  • Display motion blur on moving objects caused by slow response times (>8 ms) and eye-tracking on a sample-and-hold display, unless a strobing backlight is used. However, this strobing can cause eye-strain, as is noted next:

  • As of 2012, most implementations of LCD backlighting use pulse-width modulation (PWM) to dim the display, [63] which makes the screen flicker more acutely (this does not mean visibly) than a CRT monitor at 85 Hz refresh rate would (this is because the entire screen is strobing on and off rather than a CRT's phosphor sustained dot which continually scans across the display, leaving some part of the display always lit), causing severe eye-strain for some people. [64] [65] Unfortunately, many of these people don't know that their eye-strain is being caused by the invisible strobe effect of PWM. [66] This problem is worse on many LED backlit monitors , because the LEDs switch on and off faster than a CCFL lamp.

  • Only one native resolution . Displaying any other resolution either requires a video scaler , causing blurriness and jagged edges, or running the display at native resolution using 1:1 pixel mapping , causing the image either not to fill the screen ( letterboxed display ), or to run off the lower or right edges of the screen.

  • Fixed bit depth (also called "color depth"). Many cheaper LCDs are only able to display 262,000 colors. 8-bit S-IPS panels can display 16 million colors and have significantly better black level, but are expensive and have slower response time.

  • Low refresh rate. All but a few high-end monitors support no higher than 60 or 75 Hz ; while this does not cause visible flicker due to the LCD panel's high internal refresh rate, the low input refresh rate limits the maximum frame-rate that can be displayed, affecting gaming and 3D graphics.

  • Input lag , because the LCD's A/D converter waits for each frame to be completely been output before "drawing" it to the LCD panel. Many LCD monitors do post-processing before displaying the image in an attempt to compensate for poor color fidelity, which adds an additional lag. Further, a video scaler must be used when displaying non-native resolutions, which adds yet more time lag. Scaling and post processing are usually done in a single chip on modern monitors, but each function that chip performs adds some delay. Some displays have a video gaming mode which disables all or most processing to reduce perceivable input lag. [67]

  • Dead or stuck pixels may occur during manufacturing or after a period of use. A dead pixel will glow with color even on an all-black screen.

  • Subject to burn-in effect, although the cause differs from CRT and the effect may not be permanent, a static image can cause burn-in in a matter of hours in badly designed displays.

  • In a constant-on situation, thermalization may occur in case of bad thermal management, in which part of the screen has overheated and looks discolored compared to the rest of the screen.

  • Loss of brightness and much slower response times in low temperature environments. In sub-zero environments, LCD screens may cease to function without the use of supplemental heating.

  • Loss of contrast in high temperature environments.


Un paio di: Cosa è touch screen

IL prossimo Articolo: Che cosa è l'LCD?