LCD ekran — разлика између измена
Садржај обрисан Садржај додат
Нема описа измене |
Нема описа измене |
||
Ред 3:
[[Datoteka:Liquid Crystal Display Macro Example zoom.jpg|right|thumb|250px|Wikipedijin logotip na LCD monitoru]]
'''LCD ekran''' ([[Engleski jezik|engl]]. ''[https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display liquid crystal display]'') je [[ekran]] zasnovan na [[Tehnologija|tehnologiji]] [[Течни кристал|tečnih kristala]]. Danas se najčešće koriste u [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] monitorima u obliku aktivnih [https://en.wikipedia.org/wiki/Thin-film-transistor_liquid-crystal_display TFT LCD] ekrana. [https://en.wikipedia.org/wiki/Thin-film-transistor_liquid-crystal_display TFT LCD] ekran sastoji se od određenog broja [[piksel]]a, koji su poredani ispred nekog [[svetlost|svetlosnog]] izvora (danas najčešće [[LED]]-ice, a donedavno CCFL cevi). Troši relativno malo [[Električna energija|električne energije]], te zauzima malo prostora. Tekuće kristale otkrio je još [[1888]]. godine [[Austrija|austrijski]] [[botaničar]] F. Reintzer, kada je proučavao materiju po imenu ''cholesteryl benzoate''. Taljenjem te materije dobio je mutnu tečnost koja se hlađenjem bistrila i na kraju se [[kristal]]isala. Međutim, tek je [[1968]]. godine pronađena materija koja je na sobnoj [[Temperatura|temperaturi]] imala ova svojstva.<ref>[http://www.nobelprize.org/educational/physics/liquid_crystals/history/ Istorija i osobine tečnih kristala]</ref>
[[Течни кристал|Tečne kristale]] je krajem 19.veka prvi pronašao austrijski botaničar Friedrich Reinitzer, a sam termin "[[Течни кристал|tečni kristal]]" smislio je malo kasnije nemački fizičar Otto Lehmann.
Ред 28:
Svetlost prati poredak [[Молекул|molekula]] i zato se obrne za 90 stepeni dok prolazi kroz tečni kristal. Međutim, na osnovu otkrića u RCA America, kada se tečni kristal stavi pod napon, molekuli se sami poređaju vertikalno, dozvoljavajući svetlu da prođe bez obrtanja.
Drugi princip jednog [https://en.wikipedia.org/wiki/Thin-film-transistor_liquid-crystal_display LCD] displeja oslanja se na osobine polarizujućih filtara i same svetlosti. Talasi prirodne svetlosti su orijentisani pod slučajnim uglovima. Polarizujući filtar je jednostavno skup veoma finih paralelnih linija. Ove linije dejstvuju kao mreža, zaustavljajući sve svetlosne talase sem onih koji su (slučajno) orijentisani pralelno tim linijama. Superpozicijom dva filtra, tako da linije jednog budu raspoređene normalno u odnosu na linije drugog filtra, svetlos bi bila potpuno zaustavljena. Svelost bi prošla kroz dru- gi polarizator ako bi njegove linije bile tačno paralelne sa prvim, ili ako bi sama svetlost bila obrnuta tako da odgovara drugom polarizatoru.
Tipičan obrnuti nematički (TN - twisted nematic) tečni kristal sastoji se od dva polarizujuća filtra sa međusobno normalno raspoređenim linijama (pod uglom od 90 stepeni) koji bi, kao što je opisano, zaustavili svu svetlost koja bi pokušala da prođe kroz njih. Ali, između ovih polarizatora se nalaze obrnuti tečni kristali. Zato se svetlost polarizuje pomoću prvog filtra, obrće za 90 stepeni pomoću tečnih kristala i najzad potpuno prolazi kroz drugi polarizujući filtar. Međutim, kada se priključi električni napon na tečne kristale, molekuli se prestroje vertikalno, dozvoljavajući svetlosti da prođe kroz njih bez obrtanja, ali se ona zaustavlja na drugom filtru. Posledica toga je da ako nema napona - svetlost prolazi, a ako se napon uključi - nema svetlosti na drugom kraju.
Kristali u [https://en.wikipedia.org/wiki/Thin-film-transistor_liquid-crystal_display LCD] displeju mogli bi biti alternativno raspoređeni, tako da svetlost prolazi kada ima napona, a ne prolazi kada ga nema. Međutim, kako su ekrani skoro uvek uključeni, štedi se električna energija ako se kristali rasporede tako da kada nema napona - prolazi svetlost.
<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=jiejNAUwcQ8 Lcd monitor princip rada]</ref>
Ред 38:
Displeji sa tečnim kristalima slede različit skup pravila od displeja sa katodnim cevima, nudeći prednosti u pogledu veličine, potrošnje električne energije i treperenja, kao i "besprekornu" geometriju. Mane su im mnogo veća cena, lošiji vidni ugao i manje tačna performansa u pogledu boja.
Dok su katodne cevi u stanju da prikazuju niz rezolucija i da ih skaliraju tako da odgovaraju ekranu, [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] panel ima fiksiran broj ćelija sa tečnim kristalima i može da prikaže samo jednu rezoluciju na punoj veličini ekrana, koristeći jednu ćeliju po pikselu. Manje rezolucije mogu da se prikažu koristeći samo deo ekrana. Na primer, panel od 1024 x 768 piksela može da pri- kazuje rezoluciju od 640 x 480 koristeći samo 66% površine ekrana. Većina displeja sa tečnim kristalima mogu da ponovo skaliraju slike niže rezolucije tako da popune ekran. Međutim, to bolje uspeva sa slikama sa kontinualnim tonom, kao što su fotografije, nego sa tekstom i slikama sa finim detaljima, gde rezultat može biti u vidu loših pojava nazubljenosti kod kosih linija i slično. Najbolji rezultati postižu se kod onih [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] displeja koji uzimaju u obzir ceo ekran kada vrše skaliranje slike, uklanjajući tako pojave nazubljenosti (sličnio anti- aliasing algoritmima).
Za razliku od monitora sa katodnim cevima, ceo displej je vidljiv, pa [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] ekran iste dijagonale kao CRT ima vecu korisnu površinu (kod CRT monitora maska ekrana prekriva 2-
3cm od svake ivice ekrana). U tabeli su prikazane kombinacije iz kojih se vidi da bilo koji displej sa tečnim kristalima odgovara katodnoj cevi koja je 2 do 3 inča veća:
{| class="wikitable"
Ред 52:
| 18 inča || 21 inč || 1280 x 1024 ili 1600 x 1200
|}
Katodna cev ima tri elektronska topa čiji mlazevi moraju da konvergiraju bez greške, da bi stvorili oštru sliku. Kod panela sa tečnim kristalima nema problema konvergencije, jer se svaka ćelija uključuje i isključuje pojedinačno. To je razlog zašto tekst na monitoru sa tečnim kristalima izgleda tako jasan. Nema briga oko brzina osvežavanja i treperenja kod panela sa tečnim kristalima - [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] ćelije su ili uključene ili isključene, pa slike mogu da se prikazuju sa malim brzinama osvežavanja, između 40 i 60 Hz, a da nemaju veće treperenje od onih koje imaju brzinu osvežavanja od 75 Hz.
Sa druge strane, moguće je da jedna ili više ćelija na LCD panelu otkažu. Na monitoru od 1024 x 768 piksela, postoje po tri ćelije za svaki piksel - po jedna za crveno, zeleno i plavo
- što čini blizu 2,4 miliona ćelija (1024 x 768 x 3 = 2359296). Mala je šansa da sve one budu perfektne; verovatnije je da će neke od njih da otkažu, bilo da ostanu upaljene (stvarajući grešku "cigle") ili da se isključe (što je "tamna" greška). Neki od kupaca mogu da pomisle da im veća cena LCD displeja garantuje besprekorne ekrane, što nažalost nije tačno.
[https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] monitori imaju druge elemente koje ne možete pronaći u displejima sa katodnim cevima. Paneli su osvetljeni pomoću fluorescentnih cevi koje su nalaze u zadnjem delu uređa- ja. Ponekad, displej će davati svetlije linije u jednim delovima ekrana nego u drugim. Takođe, moguće je videti prekide ili pojavu parazitnih slika na ekranu, gde posebno svetla ili tamna
Ред 65:
Problemi ugla gledanja se javljaju na displejima sa tečnim kristalima zato što je ta tehnologija transmisivni sistem koji radi pomoću modulacije svetlosti koja prolazi kroz displej, dok su katodne cevi, naprotiv, emisivne. Kod emisivnih displeja, postoji materijal koji emituje svetlost na prednji deo displeja, što se lako vidi pod širokim uglovima. Kod displeja sa tečnim kristalima, dok prolazi kroz željeni piksel, svetlost emitovana pod većim uglom prolazi i kroz susedne piksele, što prouzrokuje izobličenje boje.
Danas se većina monitora sa tečnim kristalima uključuju i uobičajeni 15-pinski analogni VGA priključak na računaru i koriste analogno-dititalni konvertor da pretvore signal u oblik koji panel može da upotrebi. VESA je uradila specifikaciju za digitalni video priklju- čak (DVI) koji je odobren kao industrijski standard početkom 1998. godine. Noviji [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] monitori imaju i analogne i digitalne ulaze. Kako [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] monitori postaju sve rasprostranjeniji, sve više proizvođača nudi svoje grafičke kartice, čak i slabije modele, u varijanti sa VGA i DVI izlazma.
===DSTN displeji===
Ред 76:
Zatim su naneseni polarizacioni slojevi na krajnje spoljašnje površine svake staklene pločice, tako da odgovaraju orijentaciji slojeva za poravnanje. Kod DSTN, ili ekrana sa dvostrukim skaniranjem, orijentacija slojeva za poravnanje varira između 90 i 270 stepeni zavisno od ukupne rotacije tečnih kristala između njih. Dodata je i pozadinska svetlost, tipično u obliku fluorescentnih cevi sa hladnom katodom, montiranih duž gornje i donje ivice panela. Svetlost se raspodeljuje po panelu pomoću plastičnog svetlovoda ili prizme.
Slika koja se pojavljuje na ekranu, stvara se pomoću te svetlosti koja prolazi kroz slojeve panela. Ukoliko na [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] panel nije priključeno napajanje, pozadinska svetlost je vertikalno polarizovana zadnjim fltrom i prelama se od molekularnih lanaca u tečnom kristalu, tako da se pojavljuje iz horizontalno polarizovanog filtra na prednjem delu. Uključivanje napona prestrojava kristale, tako da svetlost ne može da prođe, što proizvodi taman piksel. Displeji sa tečnim kristalima u boji jednostavno koriste dodatne crveno, zeleno i plavo obojene filtre nad tri posebna LCD elementa da bi stvorili piksel u više različitih boja.
Međutim, sam odziv LCD displeja pasivnom matricom je vrlo spor. Kod brzo promenljivog sadržaja ekrana, kao što je to slučaj sa videom ili brzim pokretima miša, često se pojavljuje "razmazanost" i "duhovi" jer displej ne može da drži korak sa promenama sadržaja. Pored toga, pasivna matrica izaziva i pojavu parazitnih dupliranih slika, efekat u kome jedno područje sa uključenim pikselima izaziva senku na isključenim pikselima u istim redovima i kolonama. Ovaj problem može značajno da se umanji deljenjem ekrana na dva dela i njihovim nezavisnim osvežavanjem, kao i usavršavanjima u cilju poboljšanja ekrana sa pasivnim matricama.
Krajem 1990-ih godina, više različitih postepenih razvoja istovremeno je povećalo brzinu i kontrast displeja sa dvostrukim skaniranjem. Hibridni pasivni displeji sa tečnim kristalima (HPD) koje su zajednički razvile firme Toshiba i Sharp, koristili su drugačiju formulaciju materijala sa tečnim kristalima, da bi obezbedili postepeno, mada značajno poboljšanje kvaliteta displeja, uz malo povećanje cene. Niži viskozitet tečnog kristala znači da materijal može brže da prelazi iz jednog stanja u drugo. Kombinovano sa povećanim brojem upravljačkih impulsa koji se upućuju na svaku liniju piksela, ovo poboljšanje je omogućilo da HPD LCD nadmaše DSTN displeje i priđu bliže performansama [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] displeja sa aktivnom matricom. Na primer, ćelije DSTN imaju vreme odziva od 300 ms, poređeno sa HPD kod kojih je to 150 ms, dok je kod ćelija TFT vreme odziva ispod 25 ms. Kontrast je poboljšan od prethodnog 40:1 na 50:1, a napredak je postignut i u pogledu preslušavanja.
Jedan drugi pristup bila je tehnika zvana višelinijsko adresiranje, koja je analizirala ulazni video signal i preključivala panel onoliko brzo koliko je to određena slika dozvoljavala. Firma Sharp je ponudila sopstvenu verziju ove tehnike koja se zvala Sharp Addressing; verzija firme Hitachi se zvala HPA (High Performance Addressing - adresiranje visoke performanse). Ovi paneli novije generacije su davali video kvalitet i uglove gledanja koji su ih postavili bar u istu arenu sa TFT ekranima, ako baš i ne pripadaju istoj ligi.<ref>[http://www.pctechguide.com/flat-panel-displays/dstn-lcd-monitors DSTN LCD monitori]</ref>
Ред 92:
Firma Hitachi je razvila tehniku gde se priključuje napona na susedne ćelije da bi se stvorile vrlo male promene uzorka u sekvenci od tri do četiri kadra. Sa njom, Hitachi može da simulira ne baš 256 nivoa sivog, ali još uvek vrlo prihvatljivih 253 nivoa sivog, što se prevodi u više od 16 miliona boja - i gotovo se ne može razlikovati od prave 24-bitne palete.
Odnos kontrasta je mera koja pokazuje koliko je svetliji čisto beli izlaz u poređenju sa čisto crnim izlazom. Što je kontrast veći, to je slika oštrija, a belo će biti čistije. U poređenju sa [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] displejima, monitor sa katodnom cevi nudi daleko veći odnos kontrasta.
Vreme odziva se meri u milisekundama i odnosui se na vreme koje je potrebno svakom pikselu da bi odgovorio na komandu koju prima iz kontrolera panela. Vreme odziva se koristi samo kada se govori o [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] displejima, zbog načina na koji oni šalju svoj signal. Vreme odziva se ne primenjuje na monitore sa katodnim cevima zbog načina na koji oni prikazuju informacije (elektronski mlaz koji pobuđuje fosfor).
Ima mnogo različitih načina na koje se može meriti osvetljaj. Što je veći nivo osvetljenosti (koji se u tabeli predstavlja većim brojem), to će svetlije biti prikazano belo na displeju. Životnik vek [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] monitora je približno 60000 sati, ili oko 6,8 godina. U odnosu na to, katodne cevi mogu da traju mnogo duže. Međutim, dok [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] displeji jednostavno izgore, katodne cevi postaju slabije kako stare i u praksi nemaju mogućnost da daju osvetljaj prema ISO standardima posle oko 40000 sati upotrebe.
===TFT ekrani===
[[Датотека:Slojevi TFT ekrana.jpg|right|thumb|250px|Slojevi TFT ekrana]]
Mnoga preduzeća su usvojila tehnologiju tranzistora tankog filma (TFT - Thin Film Transistor) da bi poboljšala ekrane u boji. U TFT ekranu, takođe poznatom i kao aktivna matrica, na [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] panel je povezana dodatna matrica tranzistora - po jedan tranzistor za svaku boju (crvenu, zelenu i plavu) svakog piksela. Ovi tranzistori upravljaju pikselima, eliminišući jednim udarcem i problem parazitnih dupliranja slika i malu brzinu odziva koji muče ne-TFT displeje sa tečnim kristalima. Rezultat su vremena odziva ekrana reda 25 ms, odnosi kontrasta u oblasti od 200:1 do 400:1 i vrednosti osvetljaja između 200 i 250 cd/m2 (kandela po kvadratnom metru).
<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Thin-film_transistor TFT-Tankim filmom tranzistora]</ref>
Ред 107:
[[TFT монитор|TFT]] ({{јез-енгл|Thin Film Transistor}}) ekrani mogu da se naprave mnogo tanjim od [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD]-ova, što ih čini lakšim, a brzine osvežavanja sa sada približavaju onima koje imaju katodne cevi, jer rade oko deset pu- ta brže od DSTN ekrana. VGA ekrani zahtevaju oko 921000 tranzistora (640x480x3), dok je za rezoluciju od 1024x768 potrebno 2359296 tranzistora i svaki treba da bude besprekoran. Kompletna matrica tranzistora treba da se proizvede na jednoj jedinoj skupoj silicijumskoj pločici i samo malo prisustvo nečistoća znači da cela ploča mora da se odbaci. To dovodi do znatnog povećanja troškova proizvodnje i glavni je razlog za visoku cenu TFT displeja. To je takođe razlog zašto je u svakom TFT displeju postoji nekoliko neispravnih piksela čiji su tranzistori otkazali.
Postoje dva fenomena koji definišu neispravan [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] piksel:
• "Upaljen" piksel, koji se javlja kao jedan ili više slučajno raspoređenih crvenih, plavih i/ili zelenih piksela na potpuno tamnoj pozadini, ili
Ред 114:
Prvi je češći i rezultat je slučajnog kratkog spoja tranzistora, što ima za posledicu da je piksel (crveni, zeleni ili plavi) stalno uključen. Nažalost, posle sklapanja uređaja nemoguća je popravka ove greške. Može se onesposobiti neispravan tranzistor pomoću lasera. Međutim, to će samo stvoriti crne tačke koje će se pojaviti na beloj pozadini. Stalno uključivanje piksela je prilično česta pojava u proizvodnji displeja sa tečnim kristalima, pa proizvođači postavljaju granice - zasnovane na troškovima proizvodnje i povratnim informacijama od korisnika - koliko neispravnih piksela je još uvek prihvatljivo za dati [https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display LCD] panel. Cilj postavljanja tih granica je da se održi razumna cena proizvoda uz minimizaciju odvraćanja korisnika zbog lošijeg kvaliteta u pogledu neispravnih piksela. Na primer, panel sa rezolucijom od 1024x768
- koji sadrži ukupno 2359296 (1024x768x3) piksela - i koji ima 20 neispravnih piksela, imao bi procent neispravnih piksela od (20/2359296)*100 = 0.0008 %.
| |||