הבית > תערוכה > תוכן

תצוגת גביש נוזלי

Apr 24, 2017

סקירה כללית


QQ 截图 20170424183043.jpg

מסך תצוגה LCD המשמש כחלונית הודעה לנוסעים.


כל פיקסל של LCD בדרך כלל מורכב משכבה של מולקולות המצויות בין שתי אלקטרודות שקופות, ושני מסננים מקוטבים (מקבילים ומאונכים), צירים של שידור מהם (ברוב המקרים) בניצב זה לזה. ללא הגביש הנוזלי בין המסננים המקוטבים, האור העובר דרך המסנן הראשון ייחסם על ידי המקטב השני (מקוטב). לפני הפעלת שדה חשמלי, הכיוון של מולקולות הגביש הנוזלי נקבע על ידי היישור על פני השטח של האלקטרודות. במנגנון נמטית (TN) מעוות, כיווני פני השטח של שני האלקטרודות הם בניצב זה לזה, ולכן המולקולות מסדירות את עצמן במבנה סלילי, או מתפתלות. זה גורם לסיבוב של הקיטוב של אור האירוע, והמכשיר נראה אפור. אם המתח המופעל הוא גדול מספיק, מולקולות הגביש הנוזלי במרכז השכבה הן כמעט בלתי מנוסות לחלוטין והקיטוב של אור האירוע אינו מסתובב כאשר הוא עובר דרך שכבת הגביש הנוזלי. אור זה יהיה אז מקוטב בעיקר בניצב למסנן השני, ובכך לחסום את הפיקסל יופיע שחור. על ידי שליטה על המתח המיושם על פני שכבת הגביש הנוזלי בכל פיקסל, אור יכול להיות מותר לעבור בכמויות משתנות ובכך מהווים רמות שונות של אפור. צבע מערכות LCD להשתמש באותה טכניקה, עם מסנני צבע המשמש ליצירת אדום, ירוק, כחול פיקסלים.


QQ 截图 20170424183255.jpg

LCD עם מקטב העליון הוסרו מן המכשיר והניח על גבי, כך מקטב העליון והתחתון הם בניצב.


האפקט האופטי של מכשיר TN במצב של מתח על הרבה פחות תלוי בשינויים בעובי ההתקן מאשר במצב המתח. בגלל זה, מציג TN עם תוכן מידע נמוך ולא backlighting מופעלים בדרך כלל בין מקטבים crossed כך שהם מופיעים בהירים ללא מתח (העין היא הרבה יותר רגישה וריאציות במצב כהה מאשר המדינה בהירה). כמו רוב 2010-עידן LCDs משמשים טלוויזיה, צגים וטלפונים חכמים, יש להם ברזולוציה גבוהה מטריצה מערכים של פיקסלים להציג תמונות שרירותי באמצעות backlighting עם רקע כהה. כאשר לא מוצג תמונה, נעשה שימוש בהסדרים שונים. לשם כך, TN LCDs מופעלים בין מקטב מקבילים, ואילו LCD IPS תכונה תכונה מקטב מקוטב. ביישומים רבים, ה- IPS LCD החליפו טלוויזיות TN, במיוחד בסמארטפונים כמו מכשירי iPhone. הן חומר הגביש הנוזלי והן חומר שכבת היישור מכילים תרכובות יוניות. אם שדה חשמלי של קוטביות מסוימת מוחל במשך תקופה ארוכה של זמן, החומר היוני נמשך אל המשטחים ומפחית את ביצועי המכשיר. זה נמנע על ידי הפעלת זרם לסירוגין או על ידי היפוך הקוטביות של השדה החשמלי כאשר המכשיר מטופל (התגובה של שכבת הגביש הנוזלי זהה, ללא קשר לקוטביות של השדה המיושם).



QQ 截图 20170424183335.jpg

שעון דיגיטלי עם תצוגת LCD.


תצוגות עבור מספר קטן של ספרות בודדות או סמלים קבועים (כמו שעונים דיגיטליים מחשבונים כיס) ניתן ליישם עם אלקטרודות עצמאיות עבור כל קטע. לעומת זאת, תצוגות גרפיות מלאות או אלפאנומריות מיושמות בדרך כלל עם פיקסלים מסודרים כמטריצה המורכבת משורות מחוברות חשמלית בצד אחד של שכבת LC ועמודות בצד השני, מה שמאפשר לטפל בכל פיקסל בצמתים. השיטה הכללית של הפניה מטריקס מורכב ברצף פונה צד אחד של המטריצה, למשל על ידי בחירת שורות אחד אחד על ידי החלת מידע התמונה בצד השני בעמודות שורה אחר שורה. לפרטים על תוכניות המטריצות השונות, ראה מטריצות פסיביות-מטריקס ומטריצות אקטיביות.


הִיסטוֹרִיָה

1880s-1960s

המקורות וההיסטוריה המורכבת של תצוגת גביש נוזלי מנקודת המבט של פנימאי במהלך הימים הראשונים תוארו על ידי יוסף א. קסטלנו ב"נוזל ": סיפור תצוגות גביש נוזלי ויצירת תעשייה. דו"ח נוסף על מקורותיה והיסטוריה של ה- LCD מנקודת מבט שונה עד 1991 פורסם על ידי הירושי קומוטו, זמין במרכז ההיסטורי של IEEE. תיאור של תרומות שוויצרי להתפתחויות LCD, שנכתב על ידי פיטר ג 'יי Wild, ניתן לחפש כמו IEEE יד ראשונה היסטוריה. בשנת 1888, פרידריך רייניצר (1858-1927) גילה את הטבע הגבישי הנוזלי של כולסטרול המופק מגזר (כלומר, שתי נקודות התכה ויצירת צבעים) ופרסם את ממצאיו בישיבת החברה הכימית של וינה ב -3 במאי 1888 ( פ 'רייניצר: בית"ר זנט קנטניס דה כולסטרנס, מונטשפט לכרמי (וינה) 9, 421-441 (1888)) ב -1904 פרסם אוטו להמן את עבודתו "פלואסיגה קריסטל" (קריסטלים נוזליים). בשנת 1911, קרלוס Mauguin הראשון ניסויים עם גבישים נוזליים מרותק בין צלחות בשכבות דקות.

בשנת 1922 תיאר ז'ורז 'פרידל את המבנה והתכונות של גבישים נוזליים וסווג אותם בשלושה סוגים (נמטיקה, סלקטיקה וכולסטרול). בשנת 1927, Vsevolod Frederiks המציא את שסתום האור החליף חשמלית, הנקראת המעבר Fréedericksz, את האפקט החיוני של כל טכנולוגיית LCD. בשנת 1936, Marconi אלחוטי טלגרף החברה פטנט על היישום המעשי הראשון של הטכנולוגיה, "נוזלי קריסטל אור שסתום". בשנת 1962, הפרסום הראשון באנגלית בשפה האנגלית בנושא "מבנה מולקולרי ומאפיינים של גבישים נוזליים", מאת ד"ר ג'ורג 'גריי. ב -1962 מצא ריצ'רד וויליאמס מ- RCA כי לגבישים נוזליים יש מאפיינים אלקטרו-אופטיים מעניינים והוא הבין אפקט אלקטרו-אופטי על-ידי יצירת דפוסי פס בשכבה דקיקה של חומר גביש נוזלי על ידי הפעלת מתח. אפקט זה מבוסס על אי יציבות אלקטרו-הידרודינמית המעצבת את מה שמכונה כיום "דומיינים של וויליאמס" בתוך הגביש הנוזלי.

בשנת 1964, ג 'ורג' ה 'Heilmeier, ולאחר מכן עובד במעבדות RCA על האפקט גילה על ידי ויליאמס השיג את המעבר של צבעים על ידי השדה המושרה שדה של צבעים dichroic ב גביש נוזלי homeotropically בכיוון. בעיות מעשיות עם אפקט אלקטרו-אופטי חדש זה העמיד את Heilmeier להמשיך לעבוד על השפעות פיזור גבישים נוזליים ולבסוף את ההישג של המבצע המבצעי הראשון גביש נוזלי מבוסס על מה שהוא כינה מצב פיזור דינמי (DSM). הפעלת מתח לתצוגת DSM מעבירה את שכבת הגביש השקוף השקוף, שקופה, למצב של חלל חלבי. תצוגות DSM יכול להיות מופעל במצב transmissive ו מהורהרת אבל הם דרשו זרם ניכר לזרום לפעולתם. ג 'ורג' ה 'Heilmeier היה inducted הלאומי של ממציאים היכל התהילה וזוכה עם המצאת LCDs. העבודה של Heilmeier הוא IEEE Milestone. בסוף שנות ה -60, החלוציות על גבי גבישים נוזליים בוצעה על ידי הממסד המלכותי הבריטי במלוורן, אנגליה. הצוות ב- RRE תמך בעבודה השוטפת של ג'ורג 'וויליאם גריי וצוותו באוניברסיטת האל, שבסופו של דבר גילו את הגבישים הנוזליים של cyanobiphenyl, אשר היו בעלי יציבות ויציבות טמפרטורה ליישומים בצגי LCD.


שנות השבעים

ב -4 בדצמבר 1970 הוגשה אפקט השדה הנמטית בגבישים נוזליים לפטנט על-ידי הופמן-לה-רוש בשוויץ (פטנט שוויצרי מס '532 261) עם וולפגנג הלפריץ' ומרטין שאדט (שעבד אז במעבדות המחקר המרכזיות) ממציאים. Hoffmann-La Roche רישמה אז את ההמצאה ליצרן השוויצרי בראון, בוורי & סי, שהפיקה תצוגות עבור שעוני יד בשנות ה -70 וגם לתעשיית האלקטרוניקה היפנית, שהפיקה עד מהרה את השעונים הראשונים של שעון קוורץ דיגיטלי עם TN-LCDs ומוצרים רבים אחרים. ג 'יימס Fergason, בעת שעבד עם Sardari Arora ו אלפרד Saupe ב Kent State University נוזלי המכון קריסטל, הגיש פטנט זהה בארצות הברית ב 22 באפריל 1971. בשנת 1971 החברה של Fergason ILIXCO (עכשיו LXD Incorporated) הפיק הראשון LCDs מבוסס ב TN- אפקט, אשר בקרוב החליף את סוגי באיכות ירודה DSM בשל שיפורים של מתח תפעול נמוך יותר וצריכת חשמל נמוכה. בשנת 1972, הפאנל הראשון של מטריצה פעילה של גביש נוזלי הופק בארצות הברית על ידי צוותו של ט 'פיטר ברודי בווסטנגהאוס, בפיטסבורג, פנסילבניה. בשנת 1983, חוקרים בראון, Boveri & Cie (BBC), שוויץ, המציא את מבנה מעוקל סופר נורטית (STN) עבור מטריקס פסיבית התייחס LCDs. H. Amstutz et al. היו רשומים כממציאים בבקשות הפטנט המקביל שהוגשו בשוויץ ב -7 ביולי 1983, ו -28 באוקטובר 1983. פטנטים הוענקו בשוויץ 665491, אירופה EP 0131216, ארה"ב הפטנטים 4,634,229 ועוד מדינות רבות.

ב -1988, חברת Sharp Corporation הפגינה צג בגודל 14 אינץ ', פעיל, מטריקס, בצבע מלא, מלא תנועה TFT LCD. זה הוביל ליפן משיקה תעשיית LCD, אשר פיתחה גדול בגודל LCD מציג, כולל מסכי מחשב TFT ו טלוויזיות LCD. בסוף שנות ה -90, תעשיית ה- LCD החלה להתרחק מיפן, לכיוון דרום קוריאה וטייוואן.


שנות ה -90 '

בשנת 1990, תחת כותרים שונים, הממציאים יזום אלקטרו אפקטים אופטיים כחלופות משונן נמטית שדה אפקטים LCD (TN ו- STN- LCDs). גישה אחת היתה להשתמש אלקטרודות interdigital על מצע זכוכית אחת רק כדי לייצר שדה חשמלי מקביל למעשה מצעים זכוכית. כדי לנצל את מלוא התכונות של זה ב מטוס החלפת (IPS) טכנולוגיה נדרשת עבודה נוספת. לאחר ניתוח יסודי, פרטים על התגלמויות יתרון מוגשים בגרמניה על ידי Guenter Baur et al. ופטנט במדינות שונות. מכון פראונהופר בפרייבורג, שם עבדו הממציאים, מקצה את הפטנטים הללו למרק KGaA, Darmstadt, ספק של חומרים LC. ב -1992, זמן קצר לאחר מכן, מהנדסים בהיטאצ'י מתארים פרטים מעשיים שונים על טכנולוגיית שב"ס כדי לקשר בין מערך הטרנזיסטור של הסרט הדק כמטריצה ולהימנע משדות תועים בלתי רצויים בין פיקסלים. היטאצ 'י גם משפר את התלות זווית צפייה נוספת על ידי אופטימיזציה של הצורה של האלקטרודות (Super IPS). NEC ו Hitachi להיות יצרנים מוקדם של מטריקס פעיל התייחס LCDs מבוסס על טכנולוגיית שב"ס. זהו ציון דרך ליישום מסך LCD גדול בעל ביצועים חזותיים מקובלים לצגי מחשב שטוחים ומסכי טלוויזיה. בשנת 1996, סמסונג פיתחה את הטכניקה דפוס אופטי המאפשר רב תחום LCD. Multi-Dom וב- Plane Switching נותרו לאחר מכן עיצובים LCD דומיננטיים עד 2006. ברבעון הרביעי של 2007, טלוויזיות LCD עלה CRTs במכירות ברחבי העולם בפעם הראשונה. טלוויזיות LCD היו צפויות לחשב 50% מ -200 מיליון הטלוויזיות שישלחו ברחבי העולם ב -2006, על פי בנק תצוגה. בחודש אוקטובר 2011, הודיעה טושיבה על 2560 × 1600 פיקסלים על פאנל LCD בגודל 6.1 אינץ '(155 מ"מ), מתאים לשימוש במחשב לוח, במיוחד עבור תצוגת תווים סינית.


תְאוּרָה

מאז לוחות LCD לייצר שום אור משלהם, הם דורשים אור חיצוני כדי לייצר תמונה גלוי. בסוג "transmissive" של LCD, אור זה מסופק בחלק האחורי של הזכוכית "מחסנית" והוא נקרא תאורה אחורית. בעוד שהתצוגות הפסיביות-מטריקס אינן בדרך כלל אחוריות (למשל מחשבונים, שעוני יד), תצוגות מטריקס אקטיביות כמעט תמיד.


היישומים הנפוצים של טכנולוגיית תאורה אחורית LCD הם:


QQ 截图 20170424183357.jpg

18 מקבילי CCFL בתור תאורה אחורית עבור טלוויזיה 42 אינץ 'LCD


CCFL: לוח LCD מוארת על ידי שני מנורות פלורסנט קתודית קרות ממוקמות בקצוות מנוגדים של התצוגה או מערך של CCFLs מקבילים מאחורי תצוגות גדולות יותר. לאחר מכן מפזר את האור החוצה באופן אחיד על פני כל התצוגה. במשך שנים רבות, טכנולוגיה זו שימשה כמעט אך ורק. שלא כמו לבן LEDs, רוב CCFLs יש אפילו לבן ספקטרלי פלט וכתוצאה מכך gamut צבע טוב יותר עבור התצוגה. עם זאת, CCFLs הם פחות חסכוני באנרגיה מאשר נוריות ודורשים מהפך יקר במקצת כדי להמיר כל מתח DC המכשיר משתמש (בדרך כלל 5 או 12 V) ל ~ 1000 V הצורך להדליק CCFL. עובי השנאים מהפך גם להגביל את רזה התצוגה ניתן לבצע.


EL-WLED: לוח ה- LCD מואר על-ידי שורה של נוריות LED לבנות הממוקמות בקצוות אחת או יותר של המסך. מפזר אור משמש אז כדי להפיץ את האור באופן שווה על פני כל התצוגה. נכון לשנת 2012, עיצוב זה הוא אחד הפופולריים ביותר צגים המחשב השולחני. זה מאפשר את הצגים הדקים ביותר. כמה צגים LCD באמצעות טכנולוגיה זו יש תכונה בשם "דינמי Contrast" שבו תאורה אחורית הוא מעומעם על צבע הבהיר המופיע על המסך, המאפשר יחס ניגודיות 1000: 1 של לוח ה- LCD להיות scaled עוצמות אור שונים, וכתוצאה מכך את "30000: 1" יחסי ניגוד לראות בפרסום על כמה צגים אלה. מאז תמונות מסך המחשב בדרך כלל יש לבן איפשהו בתמונה, התאורה האחורית תהיה בדרך כלל בעוצמה מלאה, מה שהופך את "תכונה" בעיקר גימיק השיווק.


מערך WLED: לוח ה- LCD מואר על-ידי מערך מלא של נוריות LED לבנות המוצבות מאחורי מפזר מאחורי הלוח. LCDs להשתמש ביישום זה בדרך כלל יש את היכולת לעמעם את נוריות באזורים כהה של התמונה המוצגת, ביעילות להגדיל את יחס ניגודיות של התצוגה. החל משנת 2012, עיצוב זה מקבל את רוב השימוש שלה טלוויזיות LCD מסך גדול, upscale.

RGB-LED: בדומה למערך WLED, למעט הלוח מוארת על ידי מערך מלא של נוריות RGB. בעוד מציג מואר עם נוריות LED בדרך כלל יש סולם צבעים עניים יותר מציג CCFL מואר, לוחות מוארים עם RGB נוריות יש gamuts צבע רחב מאוד. יישום זה הוא הפופולרי ביותר על גרפיקה מקצועית עריכת LCDs. נכון לשנת 2012, LCDs בקטגוריה זו בדרך כלל עלות יותר מ 1000 $.

כיום, רוב מסכי LCD מתוכננים עם תאורה אחורית LED במקום תאורה אחורית CCFL המסורתית.


חיבור למעגלים אחרים


QQ 截图 20170424183409.jpg

מחבר אלסטומרי ורוד מזדווג ללוח LCD ללוחות מעגלים, המוצגים ליד סרגל סנטימטר. (שכבות המוליכות והבידוד בפס השחור קטנות מאוד, לחץ על התמונה לפרטים נוספים).


לוחות LCD בדרך כלל להשתמש דק מצופה מוליך מתכתי נתיבים על מצע זכוכית כדי ליצור את המעגל תא להפעלת הלוח. זה בדרך כלל לא ניתן להשתמש בטכניקות הלחמה כדי לחבר ישירות את הפאנל לוח נפרד נחושת חרוט. במקום זאת, הממשק נעשה באמצעות סרט פלסטיק דבק עם עקבות מוליכים מודבקים לקצוות של לוח LCD, או עם מחבר אלסטומרי, שהוא רצועת גומי או סיליקון עם שכבות לסירוגין של מסלולי מוליך ובידוד, לחוץ בין רפידות מגע על את LCD ואת ההזדווגות קשר רפידות על לוח המעגלים.


מטריצה פסיבית ופעילה


QQ 截图 20170424183419.jpg

אב טיפוס של מטריצה פסיבית STN-LCD עם 540x270 פיקסלים, Brown Boveri Research, שוויץ, 1984


מונוכרום ומאוחר יותר צבעי מטריקס פסיביים צבעוניים היו סטנדרטיים ברוב המחשבים הניידים הראשונים (אם כי כמה מסכי פלזמה בשימוש) ואת Nintendo Game Boy המקורי עד אמצע 1990, כאשר צבע פעיל מטריקס הפך סטנדרטי על כל המחשבים הניידים. ה- Macintosh Portable (מוצלח) שהושקע ב- 1989 היה אחד הראשונים להשתמש בתצוגת מטריקס פעילה (אם כי עדיין מונוכרום). פסיבי מטריקס LCDs משמשים עדיין את 2010s עבור יישומים פחות תובעניים מאשר מחשבים ניידים ו טלוויזיות, כגון מחשבונים זולים. בפרט, אלה משמשים על התקנים ניידים שבהם פחות תוכן המידע צריך להיות מוצג, צריכת החשמל הנמוכה ביותר (ללא תאורה אחורית) ועלות נמוכה הרצוי או הקריאות באור שמש ישיר יש צורך.


הצגה של מבנה פסיבי-מטריסי משתמשת ב- STN על-ידי מרכז המחקר של בראון בוורי, באדן, שווייץ, 1983, ופרסומים מדעיים שפורסמו) או טכנולוגיית STN (DSTN) שכבה כפולה ( בעיה עם שינוי צבע עם לשעבר), ו- STN צבע (CSTN) שבו צבע נוסף באמצעות מסנן פנימי. STN LCDs כבר מותאם במיוחד פסיבית מטריקס פונה. הם מציגים סף חדה יותר של הניגוד לעומת מתח המאפיין מאשר טלוויזיות TN המקורי. זה חשוב, כי פיקסלים נתפסים מתחים חלקיים גם אם לא נבחר. המעבר בין הפיקסלים המופעלים והבלתי מופעלים חייב להיות מטופל כראוי על ידי שמירה על מתח RMS של פיקסלים שאינם מופעלים מתחת למתח הסף, בעוד שהפקסלים המופעלים כפופים למתחים מעל הסף. STN LCDs צריך להיות רענון רציף על ידי חילופי מתח פולס לסירוגין של קוטביות אחת במהלך מסגרת אחת וקטבים של קוטביות הפוכה במהלך המסגרת הבאה. פיקסלים בודדים מטופלים על ידי שורה ועמודות טור בהתאמה. סוג זה של התצוגה נקרא פסיבית מטריקס התייחס, כי פיקסל חייב לשמור על מצב בין רענון ללא תועלת של תשלום חשמלי קבוע. ככל שמספר הפיקסלים (וכן, בהתאמה, עמודות ושורות) גדל, סוג זה של התצוגה הופך להיות פחות ריאלי. זמני תגובה איטיים וניגודיות ירודה אופייניים לצגי LCD עם פסיפס מטריצה עם יותר מדי פיקסלים.

בשנת 2010, כוח אפס (bistable) LCDs אינם דורשים מרענן מתמשך. שכתוב נדרש רק עבור שינויים במידע התמונה. פוטנציאל, פסיבית מטריקס פונה ניתן להשתמש עם התקנים חדשים אלה, אם המאפיינים שלהם לכתוב / למחוק מתאימים. תצוגות צבע ברזולוציה גבוהה, כגון מסכי LCD מודרניים וטלוויזיות, משתמשות במבנה מטריצה פעילה. מטריצה של סרט דק טרנזיסטורים (TFTs) מתווסף האלקטרודות במגע עם שכבת LC. כל פיקסל יש טרנזיסטור ייעודי משלו, המאפשר לכל שורה טור לגשת פיקסל אחד. כאשר שורה שורה נבחרת, כל שורות העמודות מחוברות לשורה של פיקסלים ומתחים המתאימים למידע התמונה מונעים על כל שורות העמודה. שורת השורה מושבתת ואז שורת השורה הבאה מסומנת. כל שורות השורה נבחרו ברצף במהלך פעולת רענון. הצגים הפעילים של מטריקס פעילים נראים בהירים וחדים יותר מאשר מטריצות פסיביות שמתייחסות לגודל זהה, ובדרך כלל יש להן זמני תגובה מהירים יותר, ומייצרות תמונות טובות יותר.


טכנולוגיות מטריקס אקטיביות


QQ 截图 20170424183429.jpg

A Casio 1.8 בצבע TFT LCD, המשמש את Sony Cyber-shot DSC-P93A מצלמות דיגיטליות קומפקטיות


טוויסט נמטית (TN)

תצוגות נמטיות מעוותות מכילות גבישים נוזליים המתפתלים ומתפתלים בדרגות שונות כדי לאפשר לאור לעבור. כאשר אין מתח מוחל על תא גביש נוזלי TN, אור מקוטב עובר דרך 90 מעלות מעוות LC שכבת. ביחס למתח המופעל, הגבישים הנוזליים אינם משנים את הקיטוב וחוסמים את נתיב האור. על ידי התאמת רמת המתח כמעט בכל רמה אפורה או שידור יכולה להיות מושגת.


החלפת מטוס (IPS)

ב-המטוס מיתוג היא טכנולוגיית LCD אשר מיישרת את גבישים נוזליים במטוס מקביל מצעים זכוכית. בשיטה זו, השדה החשמלי מוחל באמצעות אלקטרודות הפוכות על גבי מצע זכוכית זהה, כך גבישים נוזליים ניתן לשנות את כיוון (למעשה) באותו המטוס, אם כי שדות שוליים לעכב ארגון מחדש הומוגני. זה דורש שני טרנזיסטורים עבור כל פיקסל במקום טרנזיסטור יחיד הדרוש טרנזיסטור סטנדרטי סרט דק (TFT). לפני LG משופרת שב"ס הוצג בשנת 2009, טרנזיסטורים נוספים הביא לחסימת שטח שידור יותר, ובכך המחייבים תאורה אחורית בהירים יותר לצרוך יותר חשמל, מה שהופך את סוג זה של התצוגה פחות רצוי עבור מחשבים ניידים. כיום Panasonic משתמשת בגירסת eIPS משופרת לגודל הגדול של מוצרי LCD-TV, כמו גם ל- Hewlett-Packard בטאבלט ה- Tablet המבוסס על ה- WebOS וב- Chromebook 11 שלהם.


IPS LCD לעומת AMOLED

בשנת 2011, LG טענה כי הטלפון החכם LG Optimus Black (IPS LCD (LCD NOVA)) יש בהירות של עד 700 nits, בעוד המתחרה יש רק LCD IPS עם 518 nits כפול כפול מטריקס פעיל (AMOLED) להציג עם 305 nits . LG טענה גם כי התצוגה NOVA להיות 50 אחוז יותר יעיל מאשר LCD רגיל ו לצרוך רק 50 אחוז מהכוח של AMOLED מציג בעת הפקת לבן על המסך. כשמדובר יחס ניגודיות, התצוגה AMOLED עדיין מבצע את הטוב ביותר בשל הטכנולוגיה הבסיסית שלה, שם את רמות שחור מוצגים שחור המגרש ולא כמו אפור כהה. ב -24 באוגוסט 2011, נוקיה הודיעה על נוקיה 701 וכן את הטענה של התצוגה הבהירה ביותר בעולם ב 1000 nits. המסך היה גם שכבת Clearblack של נוקיה, שיפור יחס ניגודיות ולהביא אותו קרוב יותר לזה של מסכי AMOLED.


מתג Super In-plan (S-IPS)

Super-IPS הוכנס לאחר מכן לאחר החלפת מטוס עם זמני תגובה טובים יותר ושיכפול צבעוני.


QQ 截图 20170424183440.jpg

פריסת פיקסל זו נמצאת במסכי S-IPS. צורה שברון משמש להרחיב את קונוס הצפייה (טווח של כיוונים צפייה עם ניגודיות טובה שינוי צבע נמוך)


מעבר שדה מתקדם של שוליים (AFFS)

המכונה מעבר שדה פרינג '(FFS) עד 2003, מעבר שדה פרינג' מתקדם דומה ל- IPS או S-IPS המציע ביצועים מעולים וסולם צבעים עם בהירות גבוהה. AFFS פותחה על ידי Hydis טכנולוגיות ושות 'בע"מ, קוריאה (רשמית יונדאי אלקטרוניקה, כוח המשימה LCD). יישומי מחברת AFFS המיועדים למזעור עיוות צבע תוך שמירה על זווית צפייה רחבה יותר עבור תצוגה מקצועית. שינוי צבע וסטייה הנגרמים על ידי דליפת אור מתוקנת על ידי אופטימיזציה של סולם לבן אשר גם משפר רבייה לבן / אפור. בשנת 2004, Hydis טכנולוגיות ושות 'בע"מ מורשה AFFS להציג את היטאצ' י של יפן. היטאצ 'י משתמשת AFFS לייצור לוחות high-end. בשנת 2006, HYDIS מורשה AFFS כדי Sanyo Epson Imaging Devices Corporation. זמן קצר לאחר מכן, הידיס הציגה אבולוציה גבוהה של תצוגת AFFS, הנקראת HFFS (FFS +). Hydis הציג AFFS + עם קריאות חיצונית משופרת בשנת 2007. לוחות AFFS מנוצלים בעיקר בתא הטייס של מציג מטוסים מסחרי האחרון. אך לא הופק עוד החל מפברואר 2015.


יישור אנכי (VA)

תצוגות יישור אנכי הן צורה של צגי LCD שבהם הגבישים הנוזליים מתיישרים באופן טבעי אנכית למצעי הזכוכית. כאשר אין מתח מוחל, גבישים נוזליים להישאר בניצב על המצע, יצירת תצוגה שחורה בין מקטב מקלב. כאשר המתח מוחל, הגבישים הנוזליים נעים למיקום מוטה, ומאפשרים לאור לעבור וליצור תצוגה בקנה מידה אפור, בהתאם לכמות ההטיה שנוצרה על ידי השדה החשמלי. יש לה רקע עמוק יותר - שחור, יחס ניגודיות גבוה יותר, זווית צפייה רחבה יותר ואיכות תמונה טובה יותר בטמפרטורות קיצוניות מאשר תצוגות נמיות-נטימיות מסורתיות.


מצב שלב כחול

כחול מצב שלב LCD הוצגו כמו דגימות הנדסה בתחילת 2008, אבל הם לא בייצור המוני. הפיסיקה של מצבי LCD בשלב כחול מצביעים על כך שזמני מיתוג קצרים מאוד (~ 1 ms) ניתנים להשגה, כך שבקרה צבעית רצופה בזמן יכולה להתממש ומסנני צבע יקרים יהיו מיושנים.


בקרת איכות

כמה לוחות LCD יש טרנזיסטורים פגומים, גרימת לצמיתות או פיקסלים פיקסלים אשר נפוץ המכונה פיקסלים תקועים או פיקסלים מתים בהתאמה. שלא כמו מעגלים משולבים (ICs), לוחות LCD עם כמה טרנזיסטורים פגומים הם בדרך כלל עדיין שמיש. מדיניות היצרנים עבור המספר המקובל של פיקסלים פגומים משתנה במידה רבה. בשלב מסוים, סמסונג החזיק במדיניות אפס סובלנות עבור צגי LCD נמכר בקוריאה. משנת 2005, עם זאת, סמסונג שומרת על תקן ISO 13406-2 פחות מגבילה. חברות אחרות כבר ידוע לסבול כמו רבים כמו 11 פיקסלים מתים במדיניות שלהם.

מדיניות פיקסלים מתים הם לעתים קרובות דיון חם בין יצרנים ולקוחות. כדי להסדיר את קבילות הפגמים וכדי להגן על משתמש הקצה, שיחררה ISO את תקן 13406-2 ISO. עם זאת, לא כל יצרן LCD תואמת לתקן ISO תקן ISO הוא די הרבה לפרש בדרכים שונות. לוחות LCD נוטים יותר להיות פגמים מאשר רוב ICs בשל גודל גדול שלהם. לדוגמה, 300 מ"מ LCD SVGA יש 8 פגמים ו רקיק 150 מ"מ יש רק 3 פגמים. עם זאת, 134 מתוך 137 מת על רקיק יהיה מקובל, ואילו דחיית כל לוח LCD יהיה תשואה 0%. בשנים האחרונות, בקרת איכות השתפרה. פאנל SVGA LCD עם 4 פיקסלים פגומים נחשב בדרך כלל פגום ולקוחות יכולים לבקש להחליף אחד חדש. יצרנים מסוימים, בעיקר בדרום קוריאה, שם כמה מהיצרנים הגדולים של פאנל LCD, כגון LG, ממוקמים, עכשיו יש "אפס פיקסל ערבות פיקסל", שהוא תהליך סינון נוסף אשר לאחר מכן ניתן לקבוע "A" ו "B" כיתה לוחות. יצרנים רבים יחליפו מוצר אפילו עם פיקסל פגום אחד. גם כאשר ערבויות כאלה לא קיימים, המיקום של פיקסלים פגומים חשוב. תצוגה עם מספר פיקסלים פגומים בלבד עלולה להיות בלתי קבילה אם הפיקסלים הפגומים קרובים זה לזה. לוחות LCD יש גם פגמים המכונה מעונן (או פחות נפוץ מארה), המתאר את כתמי אחיד של שינויים בהיקות. זה גלוי ביותר באזורים כהים או שחורים של הקלעים המוצגים.


אפס כוח (bistable) מציג

התקן zenithal bistable (ZBD), שפותח על ידי QinetiQ (לשעבר DERA), יכול לשמור על תמונה ללא כוח. הגבישים עשויים להתקיים באחת משתי אוריינטציות יציבות ("שחור" ו "לבן") ואת הכוח נדרש רק כדי לשנות את התמונה. מציג ZBD הוא ספין- off החברה מ QinetiQ מיוצרים הן בגווני אפור ואת צבע ZBD התקנים. מציג Kent פיתחה גם "אין כוח" התצוגה המשתמשת פולימר התייצב גבישי נוזלי cholesteric (ChLCD). בשנת 2009 הוכיח קנט את השימוש של ChLCD כדי לכסות את כל השטח של טלפון סלולרי, ומאפשר לו לשנות צבעים, ולשמור על צבע זה גם כאשר הכוח מנותק. בשנת 2004 חוקרים באוניברסיטת אוקספורד הפגינו שני סוגים חדשים של כוח אפס bistable LCDs מבוסס על טכניקות Zenithal bistable. מספר טכנולוגיות Bistable, כמו 360 ° BTN ואת cholesteric bistable, תלויים בעיקר על המאפיינים הגדולים של הגביש הנוזלי (LC) ולהשתמש עיגון חזק סטנדרטי, עם סרטים יישור תערובות LC דומה לחומרים monostable המסורתית. טכנולוגיות ביסטבל אחרות, כגון טכנולוגיית BiNem, מבוססות בעיקר על תכונות פני השטח וחייבות חומרי עיגון ספציפיים חלשים.


מפרטים

1. רזולוציה של רזולוציית LCD באה לידי ביטוי במספר העמודות ובשורות הפיקסלים (לדוגמה, 1024 × 768). כל פיקסל מורכב בדרך כלל 3 תת פיקסלים, אדום, ירוק, וכחול. זה היה אחד התכונות הבודדות של ביצועי LCD שנותרו אחידים בין עיצובים שונים. עם זאת, ישנם עיצובים חדשים יותר לשתף תת פיקסלים בין פיקסלים ולהוסיף Quattron אשר מנסים ביעילות להגדיל את הרזולוציה הנתפסת של תצוגה מבלי להגדיל את הרזולוציה בפועל, לתוצאות מעורבות.

2. ביצועים מרחביים: עבור צג המחשב או תצוגה אחרת כי הוא להיות צפו ממרחק קרוב מאוד, הפתרון הוא הביע לעתים קרובות במונחים של המגרש נקודה או פיקסלים לכל אינץ ', אשר עולה בקנה אחד עם תעשיית ההדפסה. צפיפות התצוגה משתנה לכל יישום, כאשר טלוויזיות בדרך כלל בעלות צפיפות נמוכה לצפייה למרחקים ארוכים והתקנים ניידים בעלי צפיפות גבוהה לפרטי פרטים קרובים. זווית הצפייה של LCD עשויה להיות חשובה בהתאם לתצוגה ולשימוש בה, המגבלות של טכנולוגיות תצוגה מסוימות מציינות שהתצוגה מציגה רק במדויק בזוויות מסוימות.

3. ביצועים זמניים: רזולוציה הזמני של LCD הוא כמה טוב הוא יכול להציג תמונות שינוי, או את הדיוק ואת מספר הפעמים בשנייה התצוגה מצייר את הנתונים הוא נתון. פיקסלים LCD לא הבזק על / כיבוי בין מסגרות, כך מסכי LCD התערוכה לא רענון המושרה הבהוב לא משנה כמה נמוך קצב הרענון. אבל קצב הרענון נמוך יותר יכול להיות חפצים חזותיים כמו רפאים או מריחה, במיוחד עם תמונות נעות במהירות. זמן תגובה פיקסלים בודדים חשוב גם, כמו כל מציג יש חביון הטמון בהצגת תמונה אשר יכול להיות גדול מספיק כדי ליצור חפצים חזותיים אם התמונה המוצגת משתנה במהירות.

4. ביצועי צבע: ישנם מונחים מרובים המתארים היבטים שונים של ביצועי צבע של תצוגה. צבע סולם הוא טווח הצבעים שניתן להציג, ואת עומק הצבע, המהווה את הדקות שבה טווח צבע מחולק. צבע סולם היא תכונה ישר יחסית, אבל זה נדון רק לעתים רחוקות חומרי שיווק למעט ברמה המקצועית. טווח צבעים שחורג מהתוכן שמוצג על המסך אינו כולל הטבות, לכן מוצגים רק כדי לבצע בתוך או מתחת לטווח של מפרט מסוים. ישנם היבטים נוספים לצבע LCD ולניהול צבע, כגון נקודה לבנה ותיקון גמא, המתארים איזה צבע לבן ואיך הצבעים האחרים מוצגים ביחס לבן.

5. יחס בהירות וניגודיות: יחס הניגודיות הוא היחס בין הבהירות של פיקסל מלא לפיקסל מלא. ה- LCD עצמו הוא רק שסתום אור ואינו יוצר אור; האור בא מתוך תאורה אחורית כי הוא פלורסנט או קבוצה של נוריות. בהירות מוצגת בדרך כלל כפלט האור המרבי של ה - LCD, אשר יכול להשתנות במידה רבה על בסיס שקיפות ה - LCD והבהירות של התאורה האחורית. באופן כללי, בהיר יותר הוא טוב יותר, אבל תמיד יש סחר בין בהירות צריכת החשמל.


יתרונות וחסרונות

יתרונות

1. קומפקטי מאוד, דק וקליל, במיוחד בהשוואה לתצוגות CRT כבדות וגדולות.

2. צריכת חשמל נמוכה. בהתאם להבחנה המוצגת בתצוגה ובתוכן המוצג, המודלים האחוריים של CCFT הנמצאים בשימוש אחורי בדרך כלל משתמשים בפחות ממחצית מהכוח של צג CRT באותו אזור צפייה בגודל, והמודלים החדשים מסוג LED backlit בדרך כלל משתמשים ב -10% -25% כוח צג CRT ישתמש.

3. חום קטן הנפלט במהלך המבצע, בשל צריכת חשמל נמוכה.

4. אין עיוות גיאומטרי.

5. היכולת האפשרית יש מעט או לא "הבהוב" בהתאם טכנולוגיית תאורה אחורית.

6. בדרך כלל אין הבהוב קצב רענון, כי פיקסלים LCD להחזיק את מצבם בין רענון (אשר נעשים בדרך כלל ב 200 הרץ או מהר יותר, ללא קשר קצב הרענון קלט).

7. הרבה יותר רזה מאשר צג CRT.

8. תמונה חדה ללא דימום או מריחה כאשר מופעלים ברזולוציה יליד.

9. פולט כמעט שום קרינה אלקטרומגנטית לא רצויה (בטווח התדר הנמוך ביותר), בניגוד לצג CRT.

10. ניתן לעשות כמעט בכל גודל או צורה.

11. 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.

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

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

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

15. 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.

16. 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.

17. 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

1. 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.

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

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

4. 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:

5. As of 2012, most implementations of LCD backlighting use pulse-width modulation (PWM) to dim the display, 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. Unfortunately, many of these people don't know that their eye-strain is being caused by the invisible strobe effect of PWM. This problem is worse on many LED backlit monitors, because the LEDs switch on and off faster than a CCFL lamp.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10.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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. Loss of contrast in high temperature environments.