LCD – od histórie k súčasnosti

Prírodné vedy » Fyzika

Autor: ivana123
Typ práce: Referát
Dátum: 28.01.2014
Jazyk: Slovenčina
Rozsah: 996 slov
Počet zobrazení: 2 220
Tlačení: 269
Uložení: 258
LCD – od histórie k súčasnosti
Medzi LCD displejmi existujú dve rôzne technológie, ako vytvoriť na displeji žiadaný obrazec. Staršia z nich pracuje na princípe mriežky, kde každý zobrazovací bod displeja (pixel) je v matici zadaný vodorovnou a zvislou súradnicou. Aktivácia príslušného zobrazovaného bodu v mriežke sa vykoná tak, že sa aktivuje vodič v príslušnom riadku a stĺpci matice. Tým sa kryštály v oblasti daného pixelu vplyvom elektrického poľa natočia a bod sa zobrazí. Displeje s týmto spôsobom zobrazovania sa označujú ako pasívne. Oproti tomu aktívne displeje využívajú pre každý z obrazových bodov samostatnú vrstvu tranzistorov, ktoré zaisťujú aktiváciu pixelu. Odtiaľ plynie tiež ich označenie TFT (Thin Film Transistor). Výhoda aktívnych displejov spočíva hlavne vo vyššej obnovovacej frekvencii, ktorá je užitočná pri zobrazovaní rýchlych animácií alebo videoklipov. Ďalšou výhodou je väčší pozorovací uhol. Na aktívny displej sa môžeme pozerať aj šikmo a obraz je stále čiteľný (do určitého uhla). Aktívne displeje majú naviac i ostrejší a čistejší obraz. Nevýhodou aktívnych displejov sú vyššie výrobné náklady, ktoré sa pochopiteľne premietnu do ceny takto vybavených zariadení.

1.0 Tekuté kryštály
Tekuté kryštály sú základom fungovania LCD dysplejov. Čo sú to vlastne tekuté kryštály? Medzi pevným a kvapalným skupenstvom existuje prechodná oblasť, v ktorej niektoré organické látky prekazujú kryštalické vlastnosti pevných látok, tj. usporiadanie molekúl podľa určitých pravidiel, súčasne s vlastnosťami typickými pre kvapaliny. Jednoducho povedané sú to organické látky, ktorých molekuly, po pripojení na napätie, majú schopnosť natáčať sa.

1.1  TN technológia
LCD (Liqiud Crystal Displays) - displej z tekutých kryštálov patrí k najrozšírenejším plochým obrazovkám. Medzi prvé ploché displeje zaraďujeme pasívne TN displeje. Tekuté kryštály sú v nich umiestnené medzi dvoma sklenenými doskami na ktorých sú nanesené elektródy a polarizačný filter. V dôsledku privádzaného elektrického napätia na elektródy, tyčinky transparentných tekutých kryštálov vďaka svojim optoelektronickým vlastnostiam priestorovo preorientujú a polarizujú svetlo prechádzajúce sklenenými doskami. V dôsledku toho polarizačný filter na danom mieste svetlo pohltí, čo sa opticky javí ako čierny bod. Obraz vzniká na základe kontrastu pasívnych (bielych) a aktívnych (čiernych) bodov. Ak napätie privádzané na elektródy zrušíme, tyčinky sa vrátia do kľudového stavu a svetlo je prepúšťané cez polarizačnú vrstvu. Nevýhodou tejto technológie je dvojitý lom dopadajúceho svetla, pričom dôjde k pohlteniu niektorých jeho vlnových dĺžok. Toto má za následok zmenu farby svetla. Množstvo pohltených vlnových dĺžok je závislé od výšky LC vrstvy. Bod na ploche sa neobjaví biely ale farebný tiež v dôsledku toho, že dopadajúce svetlo sa láme viac alebo menej podľa rôznych vlnových dĺžok každej farby. Táto vlastnosť sa popisuje v literatúre ako farebná chyba typická pre pasívne displeje. Slabý kontrast, ktorý je druhou nevýhodou tejto technológie je spôsobený pohlcovaním svetla sklenenými doskami v dôsledku čoho svetlo stráca na intenzite. Výsledný dosahovaný kontrast takto spôsobený bol 3:1 (biely bod je trikrát svetlejší ako tmavý).

1.2 STN technológia

Táto technológia, ako už vyplýva z jej názvu, výchádza z technológie TN. Princíp rotácie tyčiniek TN diplejov bol zachovaný. Čo však na technológii pasívnych STN displejov bolo nové, bolo to zväčšenie uhlu ich natáčania. Ak uhol natáčania zväčšíme asi na 240 stupňov hovoríme o Super Twisted Nematic. Táto vlastnosť zlepší kontrast až k hranici 7:1. V dôsledku toho je aj možnosť zväčšenia uhla pohľadu na obrazovku. Nevýhodou tejto technológie je väčšie farebné skreslenie v dôsledku toho, že lom a absorbcia svetla sú vzhľadom k väčšiemu twistu výraznejšie. Pozadie, ktoré by malo byť biele má nádych žltej, oranžovej alebo zelenej farby. Ďalšou negatívnou vlastnosťou je tvorba tieňov za pohybujúcim sa obrazom. Táto vlastnosť je spôsobená pomalou aktiváciou a inaktiváciou obrazových bodov.

1.3 DSTN technológia
Snaha o vylepšenie displejov pokračovala. Znížiť farebné skreslenie sa snažili firmy umiestnením dvoch STN displejov na seba. Pretože sa jedná o dvojicu displejov nesie označenie Double Super Twisted Nematic.Prvá vrstva označovaná ako aktívna je ovplyvniteľná elektrickým pólom tak, že sa tyčinky prestanú otáčať. Druhá STN vrstva, ležiaca nad aktívnou sa nazýva pasívna a je elektrickým pólom twistovateľná. Tyčinky sa otáčajú ako pri STN displejoch o 240 stupňov proti smeru hodinových ručičiek. Lom svetla dopadajúci na prvú vrstvu sa lomí rovnako ako pri STN paneloch. Druhá vrstva však vzniknutú chybu koriguje. Výsledkom tejto technológie je pomer jasu 10:1 a 24 bitov‚ farebné zobrazenie (16.7 mil. farieb/. Nevýhody ako pomalé prekresľovanie a zotrvačnosť obrazu pri pohybe však naďalej pretrvali.
 
1.4 TFT technológia
Už spomenuté technologie sa v dnešnej dobe používajú len pre displeje mobilných telefónov(aj to pre nižšie modelové rady). No v LCD televýzoroch sa používa práve tá najnovšia a najlepšia TFT technológia.   
Pri tejto technike sa jedná o Thin Film Transistor, čiže tenkofilmové tranzistorové displeje. Názov je odvodený od procesov používaných v technológii tenkých vrstiev. Vrstva však na rozdiel od STN displejov s konvenčným riadením kryštálov je osadzovaná tranzistormi. Každý z osadených tranzistorov má na starosti riadenie jedného bodu obrazu. Táto technika výrazne urýchľuje prekreslenie a znižuje reakčné doby obrazu. Odstránené sú aj chyby zobrazovania farieb. Naviac kontrastný pomer dosahuje hodnoty 100:1 a spotreba oproti DSTN displejom nižšia.

1.5 LCD panel – jeho časti a ich funkcie
Vtejto časti sa zameriame na najčastejšie používané „spotrebné“ LCD panely so zadným osvetlením (back light) s aktívnou maticou (active matrix).
Základný princíp LCD panelov je, cez neustále zdokonalovanie použitých technológií, v zásade rovnaký:

Podsvietenie panelu (back light - najčastejšie plochá nízkotlaká výbojka), ktoré sa nachádza za panelom, emituje svetlo, ktoré na vstupe prechádza lineárnym polarizačným filtrom (tu s vertikálnou polarizáciou). Potom nasledujú dve dosky / elektródy z vodivého skla, medzi nimi sa nachádzajú tekuté kryštály (liquid crystal - odtiaľ všeobecný názov týchto displejov - LCD). Tekuté kryštály - pokiaľ nie sú v elektrickom poli – vo svojom prirodzenom skrútenom stave „otáča“ prechádzajúce svetlo o cca 90 stupňov. To potom hladko
prechádza, pobodobne natočeným druhým polarizačným filtrom (tu s horizontálnou polarizáciou).Celá sústava
sa správa ako otvorený „svetelný ventil“..

Pokiaľ na interné elektródy privedieme napätie (presnejšie povedané vyvoláme medzi nimi elektrické pole), spôsobíme, že sa molekuly tekutých kryštalov „narovnajú“ a prestanú natáčať prechádzajúce svetlo. Polarizácia výstupného filtru je však na pôvodný lúč kolmá – „nenatočené“ svetlo nim neprejde. Celý „svetelný ventil“ je takto elektricky uzavretý a tento bod se teda javí ako „čierny“.
Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1


Odporúčame

Prírodné vedy » Fyzika

:: KATEGÓRIE – Referáty, ťaháky, maturita:

0.020