LCD monitori: princip rada, struktura, značajke njege, dijagnostika, popravak, prednosti i nedostaci

Zaslon s tekućim kristalima (LCD) je tanak plosnati uređaj koji se sastoji od više obojenih i jednobojnih piksela koji se nalaze ispred izvora svjetlosti ili zrcala. Koja je prednost LCD monitora? Inženjeri ga visoko cijene jer troše malu količinu električne energije, što ga čini pogodnim za uporabu u elektroničkim uređajima na baterije. Osim toga, može imati gotovo bilo koji oblik i veličinu, lagano se zagrijava i ne emitira štetno elektromagnetsko zračenje. To je također jedan od razloga za uspjeh prijenosnih računala - inače ne bi bili tako kompaktni. Neki od ranih modela prijenosnih računala uključivali su mali CRT monitor i bili su prilično glomazni. Nakon toga, LCD zasloni počeli su se koristiti ne samo u prijenosnim računalima, nego iu televizorima visoke razlučivosti. Kako tehnologija i proizvodnja s vremenom postaju jeftiniji, troškovi plosnatog ili HDTV monitora i dalje opadaju. Konačno, LCD zaslon u potpunosti je zamijenio tradicionalne elektronske svjetlosne cijevi, baš kao što su tranzistori zamijenili vakuumske cijevi.


Princip rada LCD monitora

Pikseli zaslona sastoje se od molekula LCD-a konstruiranih između transparentnih elektroda, kao i para polarizacijskih filtara s okomima jedan na drugi osi polariteta. U odsutnosti svjetla tekućeg kristala, prolazi kroz njegapolarizator, blokiran od drugih. Površina elektroda u dodiru s tvari u LCD fazi tretira se tako da se molekule postave u određenom smjeru. U pravilu, prekriveni su tankim slojem polimera, usmjereni u jednom smjeru metodom brisanja krpom (tekući kristali su obloženi u istom smjeru).
Princip rada LCD monitora je sljedeći. Nakon nametanja električnog polja, molekule LCD-a konstruiramo prema smjeru poravnanja površina. U najčešćem tipu LCD zaslona - uvrnutom nematskom - pravci izrade površina elektroda su okomiti, zbog čega molekule tvore spiralu, tj. One su uvrnute. Budući da je svojstvo tekućih kristala različita brzina kretanja svjetlosti s različitom polarizacijom, zraka koja prolazi kroz jedan polarizacijski filter pretvara se u LCD spiralu tako da može proći kroz drugu. U isto vrijeme polovica svjetla se apsorbira u prvom polarizatoru, ali u ostatku cijelog sklopa je prozirna.


Kada se napon primijeni na elektrode, zakretni moment počinje djelovati, što poravnava molekule uvijenog nematskog kristala duž električnog polja i ispravlja spiralnu strukturu. To sprečavaju elastične sile, jer molekule na površinama nisu slobodne. Rotacija polarizacije se smanjuje i piksel izgleda sivo. Ali zbog svojstava tekućih kristala da se usklade s dovoljno velikom potencijalnom razlikom, svjetlost koja prolazi kroz njih ne okreće se. Kao rezultat smjera polarizacije postaje okomit na drugi filtar, onpotpuno blokiran i piksel izgleda crno. Promjena napona između elektroda na obje strane LCD sloja svakog elementa slike regulira količinu prolazne svjetlosti i, shodno tome, njezinu svjetlinu.
Uvijeni nematički tekući kristali nalaze se između ukrštenih polarizacijskih filtera kako bi svijet bio što svijetliji bez potrošnje električne energije i dobiven primjenom napona pomračenja - bio je jednoličan. Mogući slučaj uporabe paralelnih polarizacijskih filtara. U ovom slučaju, tamna i svijetla stanja mijenjaju se u suprotno. Međutim, u takvoj konfiguraciji, crna neće biti ujednačena. Tvar od tekućeg kristala i sloj za izravnavanje sadrže ionske spojeve. Ako električno polje određenog polariteta djeluje dugo vremena, ionski materijal se privlači površinama, pogoršavajući karakteristike LCD monitora. To se može izbjeći korištenjem izmjenične struje ili promjenom polariteta električnog polja tijekom pristupa uređaju (reakcija LCD sloja ne ovisi o polaritetu).

Zaslon za multipleksiranje

Kada je zaslon sastavljen od velikog broja piksela, nije izravno moguće kontrolirati svaki od njih, budući da će svi oni trebati neovisne elektrode. Umjesto toga, monitor se multipleksira. U ovom slučaju, elektrode su grupirane i spojene (obično u stupcima), a svaka se skupina odvojeno hrani. S druge strane, elektrode su također grupirane (obično u redove) i spojene odvojeno. Grupe su stvorene na takav način da svaki piksel posjeduje jedinstvenu kombinaciju izvora i prijemnika.Elektronika ili softver koji upravlja njime konsekutivno grupira i upravlja skupinama.
Važni čimbenici koje treba uzeti u obzir pri ocjenjivanju LCD-a su razlučivost, vidljiva veličina, vrijeme odziva (brzina sinkronizacije), vrsta matrice (pasivna ili aktivna), kut gledanja, podrška za boju, svjetlina i omjer kontrasta zaslona, ​​omjer slike i ulaz Portovi (na primjer, DVI ili VGA).

Zasloni u boji

U LCD zaslonima u boji svaki pojedinačni piksel podijeljen je u tri ćelije ili subpiksele, koje su obojane crvenom, plavom i zelenom s dodatnim filtrima (pigment i metalni oksid). Svaki podpiksel može se kontrolirati neovisno kako bi se dobilo tisuće ili milijune mogućih boja. U starom CRT-u koristi se slična metoda. Ovisno o uporabi monitora, komponente boja mogu se postaviti u različite geometrije piksela. Ako softver zna koji se tip geometrije koristi na ovom zaslonu, to se može koristiti za povećanje vidljive razlučivosti pomoću subpixelnog snimanja. Ova metoda je osobito korisna za izglađivanje teksta.
Pasivna matrica
Uređaj LCD monitora s malim brojem segmenata, primjerice, koji se koristi u džepnim kalkulatorima i digitalnim satovima, osigurava jedan električni kontakt za svaki element. Vanjski namjenski krug osigurava električni naboj potreban za kontrolu svakog segmenta. S velikim brojem elemenata zaslona, ​​ova struktura postajepreviše glomazan

Mali monokromni prikazi koji se koriste, na primjer, u starijim prijenosnim računalima, imaju strukturu pasivne matrice koja koristi tehnologiju super valjanih nematskih elemenata (STNs) ili dvoslojnih STN (DSTNs) koji ispravlja problem pomaka boje. Svaki redak ili stupac ima jedan električni krug. Adresiranje svakog piksela vrši se naizmjenično na adresi retka i stupca. Ova vrsta prikaza naziva se pasivna matrica, budući da se status svake ćelije mora pohraniti bez električnog naboja. Kako broj elemenata (kao i redaka i stupaca) raste, zaslon postaje sve složeniji. Displeji s pasivnom matricom odlikuju se presporo reagiranjem i slabim kontrastom.

Tehnologije aktivne matrice

U zaslonima u boji visoke rezolucije, koji su opremljeni modernim televizorima i monitorima, koristi se aktivna matrica. U njemu se sloju tankoslojnih tranzistora (TFT) dodaju filteri boje i polarizacije. U ovom slučaju, svaki piksel se vodi vlastitim poluvodičkim elementom. Tranzistor omogućuje pristup samo jednom pikselu u svakom stupcu. Kada je linija aktivirana, svi stupci su povezani s njom i na nju se primjenjuje napon. Zatim se linija deaktivira i aktivira se sljedeće. Prilikom ažuriranja zaslona, ​​sve se linije redom aktiviraju. Zasloni s aktivnom matricom su mnogo oštriji i svjetliji od onih pasivnih iste veličine i obično imaju brži odziv koji osigurava mnogo bolju kvalitetu slike.

Nematic twist (TN)

TN zasloni sadrže LCD elemente koji se u različitim stupnjevima okreću i uvijaju kako bi kontrolirali količinu emitiranog svjetla. Ako napon na elektrodama LCD ćelije TN matrice nije isporučen, onda je zrak polariziran na takav način da može proći kroz njega. Tekući kristali se rotiraju proporcionalno primijenjenoj razlici potencijala na 90 °, mijenjaju polarizaciju i blokiraju pozadinsko osvjetljenje. Prilikom primjene napona na određenu razinu možete postići gotovo svaku nijansu sive.

3LCD-tehnologija

Predstavlja sustav video projekcije u kojem se za kreiranje slike koriste 3 ploče s mikrozaslonima. Godine 1995. zahvaljujući kompaktnosti i visokoj kvaliteti tehnologija su počeli koristiti mnogi proizvođači prednjih projektora, a od 2002. na projekcijskim televizorima. Aktivna matrica pruža izvrstan prijenos boja, visoku svjetlinu i jasnu sliku, a upotreba polisilikona visoke temperature omogućuje dobivanje velike dubine crne.

IPS tehnologija

IPS kratica se dešifrira kao "prebacivanje na ravninu". Princip LCD monitora ovog tipa temelji se na poravnanju stanica tekućih kristala u horizontalnoj ravnini. Metoda je da električno polje prolazi kroz oba kraja kristala, ali zahtijeva dva tranzistora po pikselu umjesto jednog, kao kod standardnog TFT zaslona. Kao posljedica toga, postoji velika blokada područja prikaza, što zahtijeva življe osvjetljenje koje troši više energije. To nameće ograničenja za korištenje ovogVrsta LCD monitora u prijenosnim računalima.
Zero-screen ekrani
QinetiQ Zenith elementi s dva stabilna stanja (ZBD) mogu zadržati svoju orijentaciju bez vanjskog električnog polja. Princip ovog LCD monitora temelji se na činjenici da kristali mogu biti u jednom od dva položaja - crnom ili bijelom. Snaga je potrebna samo za promjenu stanja LCD elementa u suprotno. Tvrtka ZBD Displays proizvodi zaslone proizvedene na temelju te tehnologije. Ona nudi i crno-bijelo, i boje ZBD prikazuje. Francuska tvrtka Nemoptic razvila je drugu tehnologiju, ne zahtijeva snagu za spremanje slike. Papir se odnosi na LCD zaslone proizvedene u Tajvanu od srpnja 2003. Ova se tehnologija fokusira na mobilne uređaje slabijeg napajanja kao što su prijenosna računala i e-knjige. RCA s nultom potrošnjom energije koja se natječe s elektroničkim papirom. Kent Displays je također razvio zaslon bez nulte snage koji koristi ChLCD stabilizirane polimerne tekuće kristale. Glavni nedostatak ove tehnologije je niska frekvencija osvježavanja koja dodatno usporava pri niskim temperaturama.

Kontrola kvalitete

LCD zasloni mogu imati neispravne tranzistore, što rezultira trajno otvorenim ili zatvorenim područjima gdje pikseli ostaju svijetli ili crni. Ako bi u slučaju integriranih krugova to značilo brak, obično se koriste prikazi s nekoliko točaka mirovanja. To se ne može zabranitiekonomska razmatranja, jer je LCD zaslon mnogo više čip. Proizvođači koriste različite standarde za određivanje maksimalnog broja neispravnih piksela. Primjerice, prijenosna računala ThinkPad za ploču s razlučivošću od 2048 x 1536 jednaka su 16. Od tih, 15 piksela može biti svijetlo, a 16 najtamnijih, a mana LCD zaslona vjerojatnija je od većine čipova. Na primjer, 12-inčni SVGA zaslon može imati 8 grešaka, a 6-inčnu ploču samo 3. Međutim, s 137 markica, 134 će biti prihvatljivo za praktički nula braka RKD. Današnji standardi kvalitete znatno su veći nego prije, zbog oštre konkurencije između proizvođača i bolje kontrole. SVGA zaslon s 4 neispravna piksela sada se smatra neispravnim, a korisnici imaju mogućnost zamijeniti ga novim.

100% jamstvo

Broj proizvođača, posebno južnokorejski, budući da postoje neki od najvećih tvornica za proizvodnju LCD ploča (na primjer, LG), danas jamče odsutnost neispravnih piksela i zamjenu zaslona čak i uz jedan nedostatak. Čak i ako takvo jamstvo nije dano, važno je locirati neispravna područja. Zasloni s nekoliko neispravnih ćelija možda neće biti prikladni ako su smješteni jedan do drugoga. Osim toga, proizvođači mogu zamijeniti ploču u slučaju da se kvar nalazi u središtu zaslona.

Dijagnostika i popravak monitora

U nastavku su navedene najčešće pogreške i načini njihova uklanjanja. Indikator napajanja stalno svijetli, ali nema slike. vjerojatankvar osvjetljenja ili njegov pretvarač. Najlakši način dijagnosticiranja LCD monitora je uključivanje reprodukcije videozapisa i slanje svijetlih zraka, gotovo paralelno s ekranom, ili okomito. To će vam omogućiti da vidite sliku čak i bez pozadinskog osvjetljenja. Popravak monitora je zamjena pozadinskog svjetla ili, najvjerojatnije, njegova pretvarača. Indikator napajanja treperi. U tom slučaju potrebno je provjeriti dolazi li do zaslona signal - vjerojatno je da je kabel ili konektor oštećen. Ako je sve u redu, onda glavni uzrok kvara za određenu marku monitora treba tražiti na internetu. Na primjer, za Dell 1702FP to je neuspjeh nekih kondenzatora. Najjednostavniji način u ovom slučaju je zamjena svih spremnika. Također možete šantirati neispravan kondenzator svjesno radeći. Indikator napajanja ne svijetli. Vjerojatni uzrok je pogreška napajanja monitora. Možete ga pokušati zamijeniti kupnjom novog ili korištenjem rezervnih dijelova sa starog zaslona. Drugi mogući razlog je CF kondenzator (koji je lako pronaći vizualno) i osigurači s osiguračima. U tom slučaju treba ih zamijeniti. Okomite ili vodoravne linije. Ako monitor radi, ali ima linije koje se protežu preko cijele širine ili visine zaslona, ​​ili ako je slika skalirana okomito ili vodoravno, onda je veza između tranzistora ili zaslona vjerojatno krivac. Ako je jedan od stotina terminala neispravan ili kraći, to utječe na cijeli broj piksela. Za prijenosna računala ponekad je dovoljno stisnuti problematično područje i problem će trajati godinama. uNa zaslonu računala morate ukloniti stražnji poklopac kako biste došli do neispravne veze i izvršili pritisak na njega.

Značajke njege

Ponekad se kvaliteta slike može vratiti jednostavnim maramicama za LCD monitore. To će eliminirati prašinu, mrlje od hrane, otiske prstiju, tragove insekata, prljavštinu i uzgoj. Bolje je koristiti profesionalna sredstva, kao što su čišćenje aerosola i aerosola od pjene, ali se mogu zamijeniti razrijeđenim u jednakim omjerima s izopropilnim alkoholom ili octom. Nemojte koristiti proizvode na bazi alkohola, amonijaka ili acetona jer oni mogu oštetiti zaslon, posebice premaz protiv odsjaja. Sredstvo za čišćenje treba primijeniti na tkivo, a ne na kontaminaciju. Kada trljate zaslon, ne možete koristiti silu. Ne možete uključiti monitor dok se ne osuši.

Nedostaci

LCD tehnologija još uvijek ima neke nedostatke u odnosu na druge pristupe:
  • Ako elektro-zračne cijevi mogu raditi s različitom razlučivošću bez uvođenja izobličenja, LCD zasloni pružaju jasnoću samo u slučaju njihovog "izvornog" dopuštenje ". Kada pokušate postaviti nepodržane parametre zaslona, ​​slika se umanjuje, zamagljuje ili je nejasna.
  • LCD paneli daju niži kontrast od plazme ili LED. Razlog tome je što svjetlo često prodire kroz polarizirajući filtar i umjesto crne je zasjenjeno. Međutim, pri jakom vanjskom svjetlu, kontrast LCD zaslona može premašiti ovaj pokazatelj nekih drugih zaslonauzrokuje veću maksimalnu svjetlinu.
  • LCD zasloni imaju dulje vrijeme odziva nego plazma analozi, stvarajući vidljive aureole na brzo pokretnim slikama, iako se ovaj indikator stalno poboljšava kako se tehnologija razvija i praktički je nevidljiva u modernim LCD zaslonima. Većina TN i IPS zaslona ima vrijeme odziva od 5-8 ms.
  • Pretjerano upravljanje korišteno u nekim panelima rezultira pojavom artefakata u obliku povećane buke ili oreola u područjima koja mijenjaju sliku. Razlog za ovu nuspojavu je želja piksela da postignu predviđenu svjetlinu (ili napon potreban za propuštanje potrebne količine svjetlosti), nakon čega se vraćaju na ciljnu razinu, pružajući najbolje vrijeme odziva.
  • LCD zasloni imaju ograničene kutove gledanja, što može uzrokovati da manji broj gledatelja istovremeno gleda u zaslon. Kada se dosegne granični kut, kontrast i prijenos boje se pogoršavaju. No, neki proizvođači koriste ovaj učinak nudeći namjerno ograničen pregled LCD monitora kako bi pružili veću privatnost, na primjer, kada koriste laptop na javnim mjestima. Osim toga, omogućuje vam da stvorite dvije različite slike za jednog promatrača, stvarajući stereoskopski učinak.
  • Neki stariji LCD monitori mogu uzrokovati probleme s migrenom i vidom zbog treperenja žarulja koje rade na frekvenciji od 50 Hz. U suvremenim ekranima uklanja se prijelazom na visokofrekventno napajanje.
  • LCD zasloni ponekad pate od izgaranja. Kako se tehnologija razvija, taj se problem smanjuje, budući da se pojavljuju nove metode uklanjanja. Ponekad se zaslon može vratiti uz stalno prikazivanje bijele slike.
  • Neki RC-i nisu u stanju raditi u načinu niske rezolucije (na primjer, 320 x 200). Ali to je zbog sheme kontrole, a ne zbog osobina LCD monitora.
  • ​​
  • Ravni displeji su vrlo ranjivi. Ali njihova mala težina smanjuje vjerojatnost oštećenja, a neki modeli su zaštićeni staklom.
  • Povezane publikacije