IV. Конструкция и устройства ЖК панели
4.1. Жидкокристаллический дисплей.
Простые приборы с ЖКИ (электронные часы, термометры, плееры, телефоны и пр.) могут иметь монохромный или 2—5-цветный дисплей. С появлением быстрой светодиодной подсветки появились дешёвые сегментные и матричные многоцветные ЖКИ с последовательной подсветкой цветов (англ.)русск. или TMOS (англ.). В настоящий момент многоцветное изображение обычно формируется с помощью RGB-триад, используя ограниченное угловое разрешение человеческого глаза.
Дисплей на жидких кристаллах используется для отображения графической или текстовой информации в компьютерных мониторах (также и в ноутбуках), телевизорах, телефонах, цифровых фотоаппаратах, электронных книгах, навигаторах, планшетах, электронных переводчиках, калькуляторах, часах и т. п., а также во многих других электронных устройствах.
Жидкокристаллический дисплей с активной матрицей (TFT LCD, англ. thin-filmtransistor — тонкоплёночный транзистор) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами.
4.2. Устройства ЖК панели
Конструктивно дисплей состоит из следующих элементов:
1. ЖК-матрицы (первоначально — плоский пакет стеклянных пластин, между слоями которого и располагаются жидкие кристаллы; в 2000-е годы начали применяться гибкие материалы на основе полимеров);
2. источников света для подсветки;
|
|
|
3. контактного жгута (проводов);
4. корпуса, чаще пластикового, с металлической рамкой для придания жёсткости.
Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.
Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения, это также стабилизирует свойства полученного изображения.
Рис. 4.16 Субпиксель цветного ЖК-дисплея
Состав пикселя ЖК-матрицы:
два прозрачных электрода;
слой молекул, расположенный между электродами;
два поляризационных фильтра, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны.
Если бы жидких кристаллов между фильтрами не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокировался бы вторым фильтром.
4.3. Устройство К-матрицц
Технология TN (TwistedNematic — скрученный нематик). На поверхность электродов, контактирующую с жидкими кристаллами, нанесены микроскопические параллельные бороздки, и молекулы нижнего слоя жидкого кристалла, попадая в углубления, принимают заданную ориентацию. Вследствие межмолекулярного взаимодействия последующие слои молекул выстраиваются друг за другом. В TN-матрице направления бороздок двух пластин (плёнок) взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения образуют спираль из промежуточных ориентаций, которая и дала название технологии. Эта винтовая структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается, и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.
|
|
|
Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.
Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности).
|
|
|
Рис. 4.17 Double STN-ячейка
Основными недостатками являются низкое качество цветопередачи, малые углы обзора и низкая контрастность, а достоинством — высокая скорость обновления.
Технология STN (SuperTwistedNematic — нематик с суперскручиванием). Бороздки на подложках, ориентирующие первый и последний кристалл, расположены под углом более 200° друг к другу, а не 90°, как в обычной TN.
Технология Double STN. Одна двухслойная DSTN-ячейка состоит из двух STN-ячеек, молекулы которых при работе поворачиваются в противоположные стороны. В активной ячейке (на которую подается напряжение) жидкий кристалл вращается на 240° против часовой стрелки, в пассивной ячейке — на 240° по часовой стрелке.
Технология DSTN — Dual-ScanTwistedNematic. Экран делится на две части, каждая из которых управляется отдельно.
Технология IPS (In-Plane Switching).
Рис. 4.18 Схема IPS-дисплея. L — свет; е1, е2 — электроды; Р, А — поляризаторы
|
|
|
Гюнтер Баур предложил новую схему ЖК-ячейки, в которой молекулы в нормальном состоянии не закручены в спираль, а ориентированы параллельно друг другу вдоль плоскости экрана. Бороздки на нижней и верхней полимерных пленках параллельны. Управляющие электроды расположены на нижней подложке. Плоскости поляризации фильтров Р и А расположены под углом 90°. В выключенном состоянии (OFF) свет не проходит через поляризационный фильтр А.
Технология VA (VerticalAlignment). В матрицах VA-кристаллы при выключенном напряжении расположены перпендикулярно плоскости экрана и пропускают поляризованный свет, но второй поляризатор его блокирует, что делает чёрный цвет глубоким и качественным. Под напряжением молекулы отклоняются на 90°.
Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.
Заключение.
В ходе практики, я ознакомился с основами профессии. Практика проводилась в ТКТБ. Практика началась с инструктажа и изучения правил техники безопасности. Далее нас ознакомили с основными понятиями, радиоэлементами и материалами, применяемыми в нашей профессии. Выполнил я данную работу руководствуясь знаниями, полученными на занятиях учебной практики.
Список литературы.
Мирошниченко С. П., Серба П. В.Методическое пособие по курсу «Персональная электроника» Жидкокристаллические мониторы. — Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005. — 24 с.
Мухин И. А. Развитие жидкокристаллических мониторов // BROADCASTING Телевидение и радиовещание : журнал. — март 2005, июнь—июль 2005. — № 2 (46), 4 (48). — С. 55—56 (№ 2), 71—73 (№ 4).
Мухин И. А. Как выбрать ЖК-монитор? // Компьютер-бизнес-маркет : журнал. — январь 2005. — № 4 (292). — С. 284—291.
Мухин И. А. Современные плоскопанельные отображающие устройства // BROADCASTING Телевидение и радиовещание : журнал. — январь—февраль 2004. — № 1 (37). — С. 43—47.
Мухин И. А., Украинский О. В. Способы улучшения качества телевизионного изображения, воспроизводимого жидкокристаллическими панелями. — Материалы доклада на научно-технической конференции «Современное телевидение». — Москва: Изд-во ТРТУ, 2006.
Орнатский П. П. Автоматические измерительные приборы аналоговые и цифровые — К., 1965
М. Ф. Юдин и др. Основные термины в области метрологии. Словарь-справочник — М.: Изд. стандартов, 1989
Методы и средства измерений, испытаний и контроля: Учебное пособие — 2-е изд. перераб. и доп.
РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения
ГОСТ 22261-82 (СТ СЭВ 3206-81) «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 173; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!