Виды жидкокристаллических матриц, их отличия и особенности — Ferra.ru

История открытия жидких кристаллов

Впервые жидкие кристаллы были обнаружены в 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Райнитцером в ходе исследования холестеринов в растениях. Он выделил вещество, имеющее кристаллическую структуру, но при этом странно ведущее себя при нагреве. При достижении 145.5°C вещество мутнело и становилось текучим, но при этом сохраняло кристаллическую структуру вплоть до 178.5°C, когда, наконец, превращалось в жидкость. Райнитцер сообщил о необычном явлении своему коллеге – немецкому физику Отто Леманну, который выявил ещё одно необычное качество вещества: эта псевдожидкость в электромагнитных и оптических свойствах проявляла себя как кристалл. Именно Леманн и дал название одной из ключевых технологий отображения информации на сегодняшний день – «жидкий кристалл».

Технический словарь разъясняет термин «жидкий кристалл» как мезофазу, переходное состояние вещества между твёрдым и изотропным жидким. В этой фазе вещество сохраняет кристаллический порядок расположения молекул, но при этом обладает значительной текучестью и стабильностью в широком диапазоне температур.

Почти столетие это открытие относилось к рангу удивительных особенностей природы, пока в 70-х годах ХХ века компания Radio Corporation of America не представила первый работающий монохромный экран на жидких кристаллах. Вскоре после этого технология начала проникать на рынок потребительской электроники, в частности, наручных часов и калькуляторов. Однако до появления цветных экранов было ещё очень далеко.

Принцип работы жидкокристаллических экранов

Работа жидкокристаллических матриц основана на таком свойстве света, как поляризация. Обычный свет является неполяризованным, т.е. амплитуды его волн лежат в огромном множестве плоскостей. Однако существуют вещества, способные пропускать свет только с одной плоскости. Эти вещества называют поляризаторами, поскольку прошедший сквозь них свет становится поляризованным только в одной плоскости.

Если взять два поляризатора, плоскости поляризации которых расположены под углом 90° друг к другу, свет через них пройти не сможет. Если же расположить между ними что-то, что сможет повернуть вектор поляризации света на нужный угол, мы получим возможность управлять яркостью свечения, гасить и зажигать свет так, как нам хочется. Таков, если описывать вкратце, принцип работы ЖК-матрицы. Конкретную реализацию этого принципа в разных матрицах мы рассмотрим ниже.

В упрощенном виде матрица жидкокристаллического дисплея состоит из следующих частей:

• CCFL (ртутная) лампа подсветки;
• система отражателей и полимерных световодов, обеспечивающая равномерную подсветку;
• фильтр-поляризатор;
• стеклянная пластина-подложка, на которую нанесены контакты;
• жидкие кристаллы;
• ещё один поляризатор;
• снова стеклянная подложка с контактами.

В цветных матрицах каждый пиксель формируется из трёх цветных точек (красной, зелёной и синей), поэтому добавляется ещё и цветной фильтр. В каждый момент времени каждая из трёх ячеек матрицы, составляющих один пиксель, находится либо во включённом, либо в выключенном положении. Комбинируя их состояния, получаем оттенки цвета, а включая все одновременно – белый цвет.

Глобально матрицы делятся на пассивные (простые) и активные. В пассивных матрицах управление производится попиксельно, т.е. по порядку от ячейки к ячейке в строке. Проблемой, встающей при производстве ЖК-экранов по этой технологии, стало то, что при увеличении диагонали увеличиваются и длины проводников, по которым передаётся ток на каждый пиксель. Во-первых, пока будет изменён последний пиксель, первый успеет потерять заряд и погаснуть. Во-вторых, большая длина требует большего напряжения, что приводит к росту помех и наводок. Это резко ухудшает качество картинки и точность цветопередачи. Из-за этого пассивные матрицы применяются только там, где не нужны большая диагональ и высокая плотность отображения.

Для преодоления этой проблемы были разработаны активные матрицы. Основой стало изобретение технологии, известной всем по аббревиатуре TFT, что означает Thin Film Transistor – тонкоплёночный транзистор. Благодаря TFT, появилась возможность управлять каждым пикселем на экране отдельно. Это резко сокращает время реакции матрицы и делает возможными большие диагонали матриц. Транзисторы изолированы друг от друга и подведены к каждой ячейке матрицы. Они создают поле, когда им приказывает управляющая логика – драйвер матрицы. Для того, чтобы ячейка не потеряла заряд преждевременно, к ней добавляется небольшой конденсатор, который играет роль буферной ёмкости. С помощью этой технологии удалось радикально уменьшить время реакции отдельных ячеек матрицы.

Виды матриц

Различия между разными типами матриц обусловлены расположением жидких кристаллов и, как следствие, особенностями прохождения через них света.

TN+film

Первой и наиболее простой технологией производства матриц была технология TN (Twisted Nematic, скрученные нематические), представленная в далёком 1973 году. Особенностью нематических кристаллов является то, что они выстраиваются друг за другом, как солдаты в колонне. Организация их в матрице выглядит как спираль. Для этого на стеклянных подложках делаются специальные бороздки, благодаря которым первый кристалл в спирали всегда расположен в одной и той же плоскости. Следующие за ним кристаллы располагаются друг за другом по спирали, пока последний не укладывается в аналогичную бороздку на второй подложке, расположенную под углом 90° к первой. К каждому концу спирали подведены электроды, которые и влияют на расположение кристаллов созданием электрического поля. При отсутствии напряжения и поля кристаллы поворачивают ось поляризации света, прошедшего через первый поляризатор, на 90°, чтобы он оказался в одной плоскости со вторым поляризатором и беспрепятственно прошёл сквозь него. Так получается белый пиксель. Если подать напряжение на электроды, спираль начинает сжиматься. Максимальное значение напряжения соответствует такому положению, при котором кристаллы не поворачивают поляризованный свет, и он поглощается вторым поляризатором (чёрный пиксель). Для получения градаций (оттенков серого) напряжение варьируется, тогда кристаллы занимают такое положение, при котором свет проходит через фильтры неполностью.

Из-за особенностей TN чёткое формирование оттенков сильно затруднено, и по сей день цветопередача является их ахиллесовой пятой.

Проблемой первых TN-матриц были очень небольшие углы обзора, при которых ячейка была видна с нужным цветом. Поэтому была разработана специальная плёнка, которая накладывается сверху на матрицу и расширяет углы обзора. Технология стала называться TN+film. В этом исполнении она существует и по сей день. Разъясним её. Угол между нормалью фронта световой волны и углом директора молекул ЖК (так научно называются те самые бороздки) равен j. Интенсивность пропущенного через 2 поляризатора света равна sin2 j. С практической точки зрения эти построения означают, что при полностью включённом пикселе угол j составляет не более 30°, а интенсивность света меняется в пределах 10%. А вот в среднем положении при уровне серого 50% угол j составит 45°, а изменение интенсивности – примерно 90%. Естественно, вряд ли кого устроит то, что, пошевелившись на стуле, он увидит вместо красного цвета зелёный. Поэтому сверху на матрицу клеится плёнка, имеющая другое значение j, из-за чего изменение интенсивности при смене угла обзора уже не так заметно. Сегодняшние матрицы обеспечивают нормальное изображение при отклонении от центра примерно на 50-60° по горизонтали (угол обзора 100-120°), а вот с вертикальными углами дело обстоит хуже. При отклонении от центра по вертикали хотя бы на 30 градусов нижняя часть матрицы начинает светлеть, иногда появляются тёмные полосы и т.д.

Ещё одна особенность TN состоит в том, что положением пикселя по умолчанию (т.е. при отключённом токе на электродах) является белый цвет. При этом, если транзистор сгорает, мы получаем всегда ярко горящую точку на мониторе. А если учесть, что добиться абсолютно точного положения кристаллов невозможно, на TN-матрицах невозможно добиться и хорошего отображения чёрного цвета.

В связи с ограниченной скоростью пассивных матриц для уменьшения скорости реакции была разработана технология STN (Super Twisted Nematic). Смысл её заключается в том, что бороздки на стеклянных подложках, ориентирующие первый и последний кристалл, расположены под углом более 200° друг к другу, а не 90°, как в обычной TN. В таком случае переход между крайними состояниями резко ускоряется, однако становится крайне сложно управлять кристаллами в средних положениях. Более-менее стабильными они были при углах между бороздками около 210°. Однако без недостатков не обошлось и тут: при отклонении от центра ячейки белый свет становился либо грязно-жёлтым, либо голубоватым. Чтоб хоть как-то сгладить эту проблему, инженеры Sharp разработали DSTN – Dual-Scan Twisted Nematic. Суть технологии состоит в том, что экран делится на две части, каждая из которых управляется отдельно. Помимо увеличения скорости, преимуществом технологии было смягчение искажений цветов, а недостатком – большой вес и высокая стоимость.

Итак, выделим достоинства и недостатки матриц TN+film (во всех исполнениях) на сегодняшний день:

К сожалению, подавляющее большинство производимых сегодня ЖК-мониторов самой ходовой диагонали 17” производится на базе TN+film из-за дешевизны технологии. В принципе, для нетребовательного к качеству изображения пользователя ничего страшного в этом нет, однако для работы с графикой придётся обратить взор на другие матрицы.

S-IPS

Компания Hitachi решила не бороться с недостатками TN, а просто применить другую технологию. За основу было взято открытие Гюнтера Баура, датируемое 1971 годом. Разработанная технология получила название Super-TFT, а при коммерциализации – IPS (In-Plane Switching). Кардинальное отличие данной технологии от TN состоит в расположении кристаллов: они не скручены в спираль, а расположены параллельно друг другу вдоль плоскости экрана. Оба электрода находятся на нижней стеклянной подложке. При отсутствии напряжения на электродах свет не пропускается через второй поляризационный фильтр, плоскость поляризации которого расположена под углом 90° к первому. Таким образом, у IPS чёрный цвет остается чёрным, а не тёмно-серым. Кроме того, углы обзора составляют 170° как по горизонтали, так и по вертикали.

Недостатки технологии обусловлены её достоинствами.

Во-первых, чтобы повернуть весь массив расположенных параллельно кристаллов, требуется время. Поэтому время реакции у мониторов на базе IPS, а также эволюционных продолжений этой технологии S-IPS (Super-IPS) и DD-IPS (DualDomain-IPS) выше, чем у TN+film. Среднее значение для этого типа матриц – 35-25 мс.

Во-вторых, расположение электродов на одной подложке требует большего напряжения для создания достаточного поля, чтобы повернуть кристаллы в нужное положение. Поэтому мониторы на основе IPS-матриц потребляют больше электроэнергии.

В-третьих, требуются более мощные лампы, чтобы просветить панель и при этом обеспечить достаточную яркость.

В-четвёртых, эти панели банально дороги, и до недавнего времени устанавливались только в мониторы с большими диагоналями.

Одним словом, мониторы на основе матриц этого типа остаются идеальным выбором для дизайнеров и других специалистов, работа которых критична к качеству цветопередачи и некритична к скорости переключения ячеек.

Поскольку с недостатками TN+film бороться стало практически невозможно, а повысить быстродействие S-IPS – так и просто нереально, компания Fujitsu разработала и представила в 1996 году технологию VA (Vertical Alignment). Для коммерческого использования, впрочем, эта технология не подходила и была развита до MVA (Multi-Domain Vertical Alignment). Технология должна была служить компромиссом между быстродействием TN и качеством изображения S-IPS. Потому и реализация во многом схожа с IPS.

В этих матрицах кристаллы располагаются параллельно друг к другу и под углом 90° ко второму фильтру. Таким образом, свет попадает во второй фильтр с осью поляризации, направленной под углом 90° к плоскости поляризации фильтра, и поглощается. В результате мы получаем незасвеченный чёрный цвет на экране. Подавая напряжение на ячейку, мы поворачиваем кристаллы и получаем светящийся пиксель.

Недостатком первых матриц VA было то, что цвет резко изменялся при смене угла обзора по горизонтали. Для того, чтобы понять это явление, представьте себе, что кристаллы повернуты на 45 градусов и показывают светло-красный цвет. Теперь смещаемся в одну сторону. Угол обзора растёт, и мы получаем уже намного более насыщенный красный цвет. Смещаясь в другую сторону, мы видим, как цвет уходит в противоположную часть спектра и становится светло-красным. Поэтому и была разработана MVA. Суть её состоит в том, что поляризационные фильтры были значительно усложнены, а на стеклянную подложку стали наноситься не плоские электроды, а cвоеобразные треугольники.

При отключённом токе кристаллы всегда выстраиваются перпендикулярно подложке, так что, с какой бы стороны мы ни смотрели, всегда будет чёрный. При включённом же токе, как всегда, кристаллы поворачиваются на нужный угол и поворачивают вектор поляризации света. Вот только угол этот – между плоскостью электрода и кристалла. Если мы смотрим под углом, мы всегда увидим только одну зону, кристаллы в которой расположены как раз в таком положении, чтобы не искажать цвет. Вторая зона видна не будет.

Подобное решение значительно усложняет как фильтры-поляризаторы, так и сами панели, потому что каждую точку на экране нужно дублировать для двух зон.

Как и в S-IPS, у MVA недостатки обусловлены достоинствами. Налицо всё та же инерционность – время отклика выше, чем у TN. Впрочем, на данный момент отличие уже абсолютно некритично: значение достигло 8 мс. Контрастность и яркость намного лучше S-IPS, до 1000:1. Цветопередача матриц MVA считается компромиссной между TN и S-IPS: она не настолько хороша, чтобы применять её для серьёзной работы с полиграфией и дизайном, но намного превышает жутковатые показатели TN+film.

Компания Samsung не пожелала платить лицензионные отчисления Fujitsu и разработала PVA. Впрочем, технологии эти очень похожи, а отличия незначительны. Единственное существенное – большая контрастность, что только плюс. Поэтому довольно часто в характеристиках монитора в графе «тип матрицы» пишут MVA/PVA.

Параметры ЖК-мониторов

Несмотря на то, что время отклика ячейки – далеко не самый важный показатель, чаще всего при выборе монитора покупатель обращает внимание только на этот фактор. Собственно, именно поэтому TN+film и доминирует. Однако при выборе конкретной модели стоит обдуманно взвешивать все характеристики монитора.

Время отклика

Этот показатель означает минимальное время, за которое ячейка жидкокристаллической панели изменяет цвет. Существуют два способа измерения скорости матрицы: black to black, чёрный-белый-чёрный, и gray to gray, между градациями серого. Эти значения очень сильно различаются.

При изменении состояния ячейки между крайними положениями (чёрный-белый) на кристалл подаётся максимальное напряжение, поэтому он поворачивается с максимальной скоростью. Именно так получены значения в 8, 6, а иногда и 4 мс в характеристиках современных мониторов.

При смещении кристаллов между градациями серого на ячейку подаётся намного меньшее напряжение, потому что позиционировать их нужно точно для получения нужного оттенка. Поэтому и времени для этого затрачивается намного больше (для матриц 16 мс – до 27-28 мс).

Лишь недавно в конечных продуктах смогли воплотить достаточно логичный способ решения этой проблемы. На ячейку подаётся максимальное напряжение (или сбрасывается до нуля), а в нужный момент моментально выводится на нужное для удержания положения кристалла. Сложностью является чёткое управление напряжением с частотой, превышающей частоту развёртки. Кроме того, импульс нужно высчитывать с учётом начального положения кристаллов. Однако Samsung уже представила модели с технологией Digital Capacitance Compensation, дающей показатели 8-6 мс для матриц PVA.

Контрастность

Значение контрастности определяется по соотношению яркости матрицы в состоянии «чёрный» и «белый». Т.е. чем меньше засвечен чёрный цвет и чем выше яркость белого, тем выше контрастность. Этот показатель критичен для просмотра видео, изображений и, в принципе, для хорошего отображения любого изображения. Выглядит как, например, 250:1, т.е. яркость матрицы в «белом» состоянии – 250 кд/м 2, а в «чёрном» – 1 кд/м 2. Впрочем, такие значения возможны только в случае TN+film, для S-IPS среднее значение – 400:1, а для PVA – до 1000:1.

Впрочем, заявленным в характеристиках монитора значениям стоит верить только с натяжкой, потому что это значение замеряется для матрицы , а не для монитора. И замеряется оно на специальном стенде, когда на матрицу подаётся строго стандартное напряжение, подсветка питается строго стандартным током и т.д.

Яркость

Измеряется в кд/м 2. Важна для работы с изображениями, для красочных игр и видео. Зависит от мощности лампы подсветки и, косвенно, от типа матрицы (помните недостатки S-IPS?).

Углы обзора

Обычно указываются значения 170°/170°, впрочем, для TN+film это значение – не больше чем декларация. Требованием при определении углов обзора является сохранение контрастности не ниже 10:1. При этом абсолютно безразлична цветопередача в таком положении, даже если цвета будут инвертированы. Также учитываем, что углы определяются в центре матрицы, а на углы мы, естественно, изначально смотрим под углом.

Цветопередача

До пересечения рубежа в 25 мс при переключении ячейки в порядке чёрный-белый-чёрный все матрицы TN отображали честный 24-битный цвет. Однако в гонке скоростей AU Optronics решила честную цветопередачу отбросить. Начиная с матриц со скоростью 16 мс, все TN+film обеспечивают только 262 тысячи оттенков (18 бит). Большее же количество оттенков обеспечивается двумя путями: либо перемешиванием точек с разными цветами (дизеринг), либо сменой цвета ячейки при каждом обновлении картинки (Frame Rate Control, FRC). Второй способ «честней», потому как человеческий глаз всё равно не успевает заметить смены цвета на каждом кадре. Подчеркиваем, все матрицы TN+film быстрее 16 мс — 18-битные, большинство матриц, произведённых по другим технологиям, поддерживают 24-битную цветопередачу. Исключением являются встречающиеся в некоторых мониторах PVA от Samsung, поэтому стоит быть осторожными при выборе. К сожалению, никакой системы в установке 18- или 24-битных PVA компанией Samsung не прослеживается.

Перспективы

Эволюция жидкокристаллических матриц не остановилась. При увеличении диагонали возникают свои сложности, например, размещение огромного количества транзисторов на стеклянной панели. Подсчитаем: стандартное разрешение для 15” дисплея – 1024х768 пикселей. Т.е. на экране размещены 786 432 точки. Каждая точка образуется 3 пикселями разных цветов. Таким образом, на панели нужно разместить около 2,35 млн транзисторов.

Получение такой плотности на стекле – довольно серьёзная проблема. Поэтому до недавнего времени тонкоплёночные транзисторы формировались на аморфном кремнии. Однако такие транзисторы ограничены по полезной площади и требуют достаточно высоких значений напряжения. Побороть эту проблему можно, используя кристаллический кремний для создания транзисторов.

Для осаждения кристаллического кремния необходимы высокие температуры (около 900°C). Однако при такой температуре расплавится стекло, на которое и нужно осадить кремний. Поэтому создали несколько технологий, с помощью которых можно осадить молекулы кремния при сравнительно низкой температуре. Самый распространённый метод – лазерный отжиг. Нанесённый на стеклянную подложку аморфный кремний расплавляется эксимерным лазером, а затем кристаллизируется при температуре около 300°C. Общее название технологии – Low-Temperature PolySilicon ( LTPS), низкотемпературный поликристаллический кремний.

На стеклянной подложке создаётся слой из LTPS, в котором формируются прозрачные транзисторы из окисла индия. Благодаря тому, что подвижность электронов в кристаллическом кремнии равна 200 см 2/В∙с, а в аморфном – всего 0.5 см 2/В∙с, можно уменьшить размер самого транзистора. Более того, раз кремний кристаллический, почему бы и логику драйвера панели не разместить в нём же? Так получаются панели System on Panel, значительно более лёгкие, чем традиционные, и более простые для интеграции в монитор (количество контактов уменьшено с 4000 до 200). Все эти преимущества значительно снижают потребление панелью электричества.

Впрочем, до повсеместного внедрения LTPS должно пройти ещё довольно много времени. Причина — всё та же дороговизна технологии и сложность производства. К тому же для производства матриц для настольных дисплеев LTPS не нужен. Однако популяризации LTPS  косвенно послужит постепенное ужесточение требований к энергопотреблению матриц со стороны организаций Standard Panels Working Group и Mobile PC Extended Battery Life Working Group.

Что такое ЖК-дисплей и как он работает

В последнее время всё большей популярностью пользуются мониторы и телевизоры с жидкокристаллическим экраном.  Компактность, отсутствие мерцания, нечувствительность к помехам от электромагнитных полей, четкость и отсутствие проблем с геометрией изображения – основные причины, позволившие ЖК-дисплеям вытеснить громоздкие мониторы с электронно-лучевой трубкой, и занять лидирующее положение на рынке современной техники. 

В основе любого ЖК-дисплея лежат жидкие кристаллы, а точнее — их способность изменять свою ориентацию под воздействие электрических полей. Эти кристаллы располагаются между двумя прозрачными стеклянными пластинами – электродами, образуя жк-матрицу.  Вся полученная конструкция втиснута между двумя поляризационными фильтрами, перпендикулярными  по плоскости поляризации. То есть свет, пропущенный через первый фильтр, будет полностью блокироваться вторым при отсутствии жидких кристаллов.

Кристаллическая структура в матрице преломляет  свет таким образом, что он проходит между фильтрами без потерь. Если между электродами образуется электрическое поле, то молекулы структуры выстраиваются по его направлению, искажая его структуру. При этом прослеживается зависимость: чем больше напряжение поля – тем меньше света пройдёт через второй фильтр. Таким образом, варьируя напряжение, можно изменять яркость света, поступающего со второго фильтра.

Свет, поступающий на фильтры, вырабатывается электролюминесцентными лампами, но всё большую популярность приобретает подсветка с использованием матрицы светодиодных элементов. Это вызвано тем, что при такой подсветке значительно улучшается контрастность и цветопередача.

Типы ЖК-матриц

На сегодняшний день есть три основных типа жк-матриц: TN, IPS и *VA.

TN
TN – это самый старый и самый массовый, на данный момент, тип матрицы.

К её достоинствам можно отнести её малое время отклика и низкую стоимость.  Благодаря этому TN-матрица – самая распространённая среди всех типов.

Недостатком является малые угля обзора, недостаточная насыщенность чёрного цвета и худшая цветопередача.

Рассмотрим матрицу поподробнее. В основе работы TN-матрицы лежат несколько слоёв жидких кристаллов. Кристаллы в этой матрице поворачиваются в горизонтальной плоскости, все слои вещества параллельны стеклянным электродам. Верхний слой и нижний слои перпендикулярны друг к другу с плоскости самой матрицы, а слои между ними образуют этот плавный переход на 90 градусов. То есть все слои образуют скрученную спираль (отсюда и название – Twisted Nematic, скрученный кристалл).  Свет, проходя эту конструкцию, поворачивается на 90 градусов и беспрепятственно выходит через поляризационный фильтр.

При подаче напряжения кристаллы разворачиваются, и света проходит меньше. При полном развороте ячейки остаются тёмными. Так как кристаллы ориентированы в горизонтальной плоскости, то при взгляде на изображение под разными углами, цвета будут искажены матрицей.

В целом TN-матрица самый привлекательный вариант для обычного пользователя и именно она лежит в основе большинства компьютерных мониторов и экранов ноутбука.

IPS
IPS – вторая по времени проявления матрица после TN.

К достоинствам этой матрицы можно отнести идеальную цветопередачу и большие углы обзора. Это единственный тип матрицы, поддерживающий True Color.  Благодаря этому, она востребована для работы с графикой.

Недостатком является высокая стоимость и высокое, по сравнению с TN, время отклика. Хотя в последних модификациях матрицы это время было существенно снижено.

Главным отличием матрицы является то, что кристаллы хоть и параллельны плоскости экрана, но поворачиваются они одновременно. То  есть при отсутствии напряжения экран будет чёрным. Ещё одним кардинальным отличием является расположение обоих электродов на одной стеклянной пластине(в остальных типах, как мы помним, были две прозрачных пластины-электрода, между которыми находились жидкие кристаллы).

Мониторы с IPS-матрицей – идеальный выбор для людей, профессионально работающих с графикой и изображением. Они используются в крупных фотоцентрах, издательствах, студиях графического дизайна.

*VA
*VA подразумевает два типа матриц – MVA и PVA,  использующих один принцип работы. Эта матрица – разумный компромисс между TN и IPS.

Достоинством матрицы является чистый чёрный цвет пикселей, улучшенная цветопередача (по сравнению с TN), более быстрое время отклика, чем у IPS.

Недостатками матрицы является то, что она уступает, хоть и в меньшей степени, чем TN, по цветопередаче и углам обзора матрице IPS.

Аббревиатура VA расшифровывается как Vertical Alignment – вертикальное выравнивание. По названию можно сделать вывод, что кристаллы в матрице расположены в вертикальной плоскости – перпендикулярно поляризационным фильтрам. Свет, проходя через них, не меняет своё направление, поэтому при отсутствии напряжения можно наблюдать глубокий чёрный цвет. При подаче напряжения, кристаллы поворачиваются на 90 градусов в вертикальной плоскости и благодаря этому, свет проходит через второй фильтр без потерь.

*VA-матрица сочетает в себе достоинства TN и IPS матриц, поэтому становится всё более популярной.  Но из-за более высокой цены на матрицу, ей пока не удалось вытеснить более быструю и дешёвую TN.

Типичные неисправности матриц

Жидкокристаллический экран – одна из важных составляющих современного ноутбука и самая хрупкая. Любой неосторожный удар или падение с небольшой высоты могут послужить причиной его выхода из строя.
В целом, все проблемы, возникающие с экраном, делятся на проблемы с подсветкой матрицы, проблемы с дешифратором сигнала и шлейфом, проблемы с матрицей ноутбука и прочие, более мелкие и специфические. Рассмотрим каждую из них подробнее.

Проблемы с подсветкой матрицы

Этот вид проблемы делится на два, более мелких типа – проблемы с лампой подсветки и проблемы с инвертором.

Лампа подсветки, как и обычная лампа, постепенно тускнеет и может перегореть. Первыми признаками проблем с лампой являются уменьшение яркости экрана и покраснение изображения. Лампа может выйти из строя и внезапно. Это может произойти из-за заводского брака, перепада напряжения, подаваемого к лампе, механического повреждения и других причин. Как следствие – экран перестаёт полностью работать.

Лампа ноутбука для своей работы требует напряжение около тысячи вольт, а на экран подаётся порядка 20. Как же быть в таком случае? Для преобразования служит инвертор. Инвертор  –  это плата, преобразующая низковольтное входное напряжение в высоковольтное. Ещё одной его функцией является регулировка яркости.

Инвертор состоит из двух частей – трансформатора и управляющей платы. При выходе из строя трансформатора экран остаётся тёмным при включении. При поломке управляющей платы возникает такая же проблема, но бывает, что при включении ноутбука экран гаснет через небольшой промежуток времени.

Проблемы с дешифратором сигнала и шлейфом

Дешифратор – это плата, преобразующая цифровой сигнал с видеокарты ноутбука в изображение. Дешифратор и видеокарту связывает шлейф, поэтому проблемы с дешифратором и проблемы со шлейфом имеют одни и те же признаки. Обычно это либо отсутствие изображения на экране, либо пропажа некоторых участков изображения или появление графических артефактов(искажений).

Проблемы с матрицей ноутбука

ЖК-матрицы, которые мы рассматривали выше, очень хрупкая часть ноутбука. Повреждения матриц возникают вследствие ударов корпуса ноутбука, от неосторожного закрытия крышки и от многих других факторов. Как следствие, возникают следующие проблемы – появляются битые пиксели, невооружённым глазом видны трещины и растёкшиеся жидкие кристаллы, может просто не включаться экран.  Чаще всего повреждения матрицы видны невооружённым глазом.

Есть ещё ряд более мелких проблем, связанных с эксплуатацией ноутбука. Самой распространённой из них является попадание внутрь посторонних предметов, воды, пыли.

Особенности ремонта и замены матрицы ноутбука

Ремонт матрицы ноутбука очень сложная процедура, требующая опытного специалиста с определёнными навыками. Непосредственная работа с матрицей требуется в двух основных случаях: при проблемах с самой матрицей и при проблемах с лампой подсветки.

Как было сказано выше, лампы подсветки являются частью матрицы ноутбука, поэтому требуют её разбора и сбора. При отсутствии опыта или по неосторожности эта процедура может привести к поломке и замене матрицы, которая является не самым дешевым компонентом ноутбука.

При механическом повреждении самой матрицы, ремонт оказывается невозможен. Проблемы с работоспособностью матрицы решаются в большинстве случаев её заменой на новую.

Но при огромном ассортименте различных ноутбуков трудно найти такую же матрицу. Производитель ноутбуков может в одной модели использовать матрицы различных производителей.

В мастерской мы подберем необходимый экран для вашего ноутбука, замена матрицы займет не более получаса.

При установке матрицы бывают определенные трудности. Во-первых, у матриц могут отличаться системы крепежа в дисплейный блок ноутбука. Поэтому эту систему иногда приходится переделывать под новую матрицу.

Во-вторых, некоторые под некоторые модели ноутбуков матрицы приходится прошивать. За передачу данных о производителе отвечает специальная микросхема памяти на матрице. Поэтому, для ввода новой матрицы, эту микросхему отпаивают, и с помощью специального устройства – программатора вносят туда данные, которые соответствуют данным старой матрицы и схему припаивают обратно.  После этого ноутбук видит нужный ему дисплей и уже корректно работает с ним.

Как следует из вышесказанного, для ремонта и замены матрицы ноутбука нужен коллектив высококвалифицированных специалистов, а в некоторых случаях и дорогостоящее оборудование. Попытка починить матрицу самому или отдать на починку людям с невысокой квалификацией и опытом может закончиться плачевно и вылиться в намного более дорогостоящий ремонт.

 

Продажа матриц для ноутбуков в Петрозаводске:

8 (8142) 272-142
Звоните прямо сейчас!

10.0″ 1024×600 матов. /LED
10.1″ 1024×576 глянцев. /LED
10.1″ 1024×600 матов. /LED
10.1″ 1024×600 глянцев. /LED
10.1″ 1280×800 глянцев. /LED, slim, for Asus Eee Pad TF101 (IPS)
10.1″ 1280×800 глянцев. /LED, slim, for Asus Eee Pad TF101, w_ touch glass (IPS)
10.1″ 1280×800 глянцев. /LED, slim, for Asus Eee Pad TF300 (IPS)
10.1″ 1366×768 матов. /LED, разъём внизу справа
10.1″ 1366×768 глянцев. /LED, разъём внизу слева
10.1″ 1366×768 глянцев. /LED, разъём внизу справа

10.2″ 1024×600 матов. /LED
10.6″ 1280×768 глянцев. /ламп.
10.6″ 1280×768 глянцев. /LED
11.1″ 1366×768 глянцев. /LED, for Sony VGN-TZ-ser.
11.6″ 1366×768 глянцев. /LED
11.6″ 1366×768 глянцев. /LED, slim
12.1″ 1024×768 матов. /ламп.
12.1″ 1280×800 матов. /ламп.
12.1″ 1280×800 глянцев. /ламп.
12.1″ 1280×800 глянцев. /LED, 40pin
12.1″ 1366×768 глянцев. /LED, 30pin
13.1″ 1600×900 матов. /LED, for Sony VGN-Z ser.
13.3″ 1280×800 глянцев. /ламп.
13.3″ 1280×800 глянцев. /ламп., for Sony
13.3″ 1280×800 глянцев. /LED, for MacBook Unibody
13.3″ 1280×800 глянцев. /LED, for Lenovo
13.3″ 1366×768 глянцев. /LED, for HP CQ35 ser.

13.3″ 1366×768 глянцев. /LED, slim

13.3″ 1366×768 глянцев. /LED, slim, for Asus U36SG (модуль матрицы в сборе (чёрный цвет)) 

14.0″ 1366×768 глянцев. /LED, разъём внизу слева
14.0″ 1366×768 глянцев. /LED, разъём внизу справа
14.0″ 1600×900 глянцев. /LED, разъём внизу слева
14.0″ 1600×900 глянцев. /LED, разъём внизу справа
14.1″ 1024×768 20pin
14.1″ 1024×768 30pin
14.1″ 1280×800 матов
14.1″ 1280×800 глянцев.
14.1″ 1280×800 глянцев. /LED, 30pin mini
14.1″ 1280×800 глянцев. /LED, 30pin +12pin
14.1″ 1440×900 глянцев.
14.1″ 1440×900 матов. /LED, for Lenovo T400 ser.
15.0″ 1024×768
15.0″ 1400×1050
15.4″ 1280×800 глянцев. (обычные)
15.4″ 1440×900 глянцев.
15.4″ 1440×900 глянцев. /LED, 50pin, for Dell
15.4″ 1440×900 глянцев. /LED, 40pin mini, for MacBook Pro Unibody
15.4″ 1680×1050 матов.
15.4″ 1680×1050 глянцев.
15.6″ 1366×768 глянцев. /LED, slim
15.6″ 1920×1080 матов. /LED, разъём внизу слева
15.6″ 1920×1080 матов. /LED, разъём внизу справа
16.0″ 1366×768 глянцев. /LED
16.4″ 1600×900 глянцев.
17″ 1440×900 матов.
17″ 1440×900 глянцев.
17″ 1440×900 глянцев. (2-х ламп., 6.5mm)
17″ 1440×900 глянцев. (2-х ламп., 6.5mm, for Sony VGN-AR ser.)
17″ 1920×1200 глянцев.
17.1″ 1920×1200 глянцев. /LED, for MacBook Pro Unibody
17.1″ 1920×1200 глянцев. /LED, 20 + 40pin, for Dell
17.3″ 1600×900 глянцев. /LED, разъём внизу слева
17.3″ 1600×900 матов. /LED, разъём внизу слева
17.3″ 1600×900 глянцев. /LED, разъём внизу справа

Разница между ЖК-дисплеем с активной матрицей и ЖК-дисплеем с пассивной матрицей

Улучшить статью

Сохранить статью

• Последнее обновление: 07 июл, 2022

Читать

Обсудить

Улучшить статью

Сохранить статью

1. Жк-дисплей с пассивной матрицей: для создания изображения используется сетка из вертикальных и горизонтальных проводников, состоящих из оксида индия-олова. Каждый пиксель управляется пересечением двух проводников. Он представляет выключенное состояние ЖК-дисплея, т. е. пиксель выключен.

2. ЖК-дисплей с активной матрицей. В нем используются тонкопленочные транзисторы, расположенные в виде матрицы на стеклянной поверхности. Для управления напряжением в каждом пикселе используются крошечные переключающие транзисторы и конденсаторы. Активный пиксель называется так потому, что он имеет возможность управлять отдельными пикселями и быстро их переключать. тонкопленочный 

Разница между ЖК-дисплеем с активной и пассивной матрицей:

ЖК-экран с активной матрицей	ЖК-экран с пассивной матрицей
В нем используются тонкопленочные транзисторы, расположенные в виде матрицы на стеклянной поверхности. Для управления напряжением в каждом пикселе используются крошечные переключающие транзисторы и конденсаторы.	Он использует сетку из вертикальных и горизонтальных проводников, так что пересечение двух из этих проводников позволяет управлять одним пикселем.
Основным компонентом является кремний (позволяет назначить один транзистор на каждый пиксель).	Основным компонентом является оксид индия-олова (называемый ITO).
Стоимость обычно выше.	Они дешевле.
Имеет сегменты, которые лучше всего просматриваются, с более высоким временем отклика.	Имеет низкое время отклика.
Используется для полнографических дисплеев.	Используется для отображения сегментированных цифр или символов.
Позволяет зрителю гораздо больше свободы в выборе ракурса.	Их лучше всего видно в лоб. Когда пользователь смотрит на экран с любой стороны под косым углом, это может привести к искажению цвета, затемнению и другим проблемам.
Высокая частота обновления.	Частота обновления низкая.
Они имеют более высокое разрешение.	Они имеют более низкое разрешение по сравнению с жидкокристаллическими дисплеями с активной матрицей.
У них есть возможность создавать оттенки серого. Он также предлагает 256 уровней яркости на пиксель.	Неточно передают цвета.
ЖК-дисплеи с активной матрицей используются в полноцветных ЖК-мониторах, мобильных телефонах и т. д.	Используются в дисплеях калькуляторов или цифровых наручных часах, где дисплей содержит ограниченное количество сегментов и не требует полного цвета. Они часто создаются для пользовательских приложений.
Количество строк может быть более 50, оттенки серого.	Количество строк ограничено только 50.

В уточнении, пассивные и активные дисплеи также имеют несколько типов, которые относятся к отдельной категории. Например, пассивные ЖК-дисплеи могут быть следующих типов:

• Монохромный TN (Twisted Nematic) – здесь жидкокристаллические элементы не требуют протекания через них тока и автоматически работают с более низкими напряжениями, обеспечиваемыми батареями.
• Монохромный STN (суперскрученный нематик) – расширение TN, но с улучшенной способностью пропускать свет с определенной длиной волны.

Между тем, активные дисплеи могут быть дополнительно классифицированы как:

• TN (Twisted Nematic) — обратите внимание, что даже пассивные дисплеи могут использовать эту технологию.
• IPS (In-Plane Switching) — любое выравнивание на 90° может происходить только в том случае, если электрический ток проходит мимо жидких кристаллов. В противном случае выравнивание горизонтальное, и экран отображается как непрозрачный.
• SIPS (Super In-Plane Switching) — усовершенствованная версия IPS с более яркими цветами и более быстрым откликом.

Статьи по теме

Что нового

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимальное удобство просмотра нашего веб-сайта. Используя наш сайт, вы подтверждаете, что вы прочитали и поняли наши Политика в отношении файлов cookie и Политика конфиденциальности

NTI SM-16X16-DVI-LCD 16 x 16 DVI Matrix Switch

SM-16X16-DVI-LCD

$4,285. 00 $3,940.23
Save $344.77

Standard 2-Year+1 Year РАСШИРЕННАЯ ГАРАНТИЯ-1 (+354 долл. США)+2 года РАСШИРЕННАЯ ГАРАНТИЯ-2 (+531 долл. США)+3 года РАСШИРЕННАЯ ГАРАНТИЯ-3 (+708 долл. США)+5 лет РАСШИРЕННАЯ ГАРАНТИЯ-5 (+1062 долл. США)Расширенная гарантия

БЕСПЛАТНАЯ доставка при заказе на сумму более 100 долларов США

NTI SM-16×16-DVI-LCD представляет собой матричный видеопереключатель 16 x 16 DVI. Он переключает одноканальное видео DVI-D с 16 видеоисточников между несколькими дисплеями.

Матричный видеокоммутатор VEEMUX DVI SM-16×16-DVI-LCD направляет видео с 16 одноканальных цифровых видеоисточников DVI (компьютеры, DVD-плееры, спутниковые ресиверы и т. д.) на 16 дисплеев (ЖК-мониторы, плазменные экраны). , DLP-телевизоры высокой четкости, проекторы и т. д.).

NTI SM-16X16-DVI-LCD Особенности:

• Настройка и управление коммутатором через Ethernet, последовательный порт, кнопки на передней панели или дополнительный ИК-пульт дистанционного управления.
• Поддерживает интерфейс DVI-D для четкого и четкого изображения на плоских дисплеях.
• Поддерживает разрешение HDTV до 1080p и разрешение компьютера до 1920×1200 (WUXGA).
• Соответствует требованиям IEC/EN 61000-4-2 к устойчивости к электростатическому разряду (ESD).
• Каждый выход обеспечивает один видеосигнал.
• Каждый вход может быть независимо подключен к любому или ко всем выходам.
• HDCP не поддерживается при подключении одного входа к нескольким выходам.
• Обучение EDID для поддержки любого устройства отображения DVI.
• Встроенные таблицы конфигурации EDID по умолчанию для ПК и MAC.
• Две таблицы конфигурации EDID по умолчанию: высокое разрешение без звука и разрешение ТВ со звуком.
   

NTI SM-16X16-DVI-LCD Детали:

Способы управления:

Управление Ethernet:

• Конфигурацию можно выполнить через Интернет через веб-сервер или Telnet.
• Гнездовой разъем RJ45.
• Интерфейс 10/100 BaseT Ethernet.

  Веб-сервер:

  • Безопасность обеспечивается паролем и тайм-аутом, настраиваемым пользователем.
  • До 25 пользователей могут получить доступ к веб-странице одновременно.
  • Пользователь может получить доступ к следующим страницам:
    • Страница переключения: позволяет пользователю подключить любой вход к любому выходу, сохранить и вызвать до десяти подключений.
    • Страницы администрирования: администратор может получить доступ к страницам настройки, странице настройки порта и странице обновления прошивки. Назначьте имена видео- и аудиовходам и выходам.
    • Страница пароля: позволяет пользователю изменить пароль для доступа к веб-интерфейсу.
    • Страница справки: обзор документации по использованию веб-интерфейса.
    • Обновить страницу веб-сервера: глобально обновить веб-сервер до любых измененных настроек.
    • Страница выхода: просмотр текущих активных подключений и выход из веб-интерфейса.

  Telnet

  • Безопасность обеспечивается паролем.
  • Команды аналогичны командам RS232.
  • Сервер telnet прослушивает порты 2000 и 2005.
    • Порт 2000 предназначен для сеанса telnet оператора.
    • Порт 2005 предназначен для сеанса программного управления.

Интерфейс передней панели

• Настройка и управление могут выполняться с помощью кнопок на передней панели.
• Клавиатура позволяет выбрать источник входного сигнала для маршрутизации на нужные выходы.

Управление через RS232

• Конфигурация и управление могут осуществляться через последовательный порт.
• Управление коммутатором с помощью программы управления коммутатором NTI с графическим пользовательским интерфейсом (управление графическим интерфейсом) через RS232.

Инфракрасный пульт дистанционного управления (дополнительно)

• Передатчик может находиться на расстоянии до 30 футов.
• Управление до 15 выключателей с одного пульта.
• Питание: две батарейки ААА (входят в комплект).

NTI SM-16X16-DVI-LCD Application Diagram

 NTI SM-16X16-DVI-LCD Specifications:

Mechanical
Width	19 in. (48,3 см)
Высота	3,5 дюйма (8,9 см)
Глубина	12,0 дюймов (30,5 см)
Видеовход
Совместимость	Совместимость с компьютерами и видеоисточниками HDTV (спутниковыми ресиверами, DVD-плеерами и т. д.) с видео DVI.
Многоплатформенная поддержка	Windows 2000/XP/Vista/7, Windows Server 2000/2003/2008, Solaris, Linux, FreeBSD и MAC OS 9/10.
Разъемы	16 гнезд DVI-I.
Тип сигнала	одноканальный цифровой DVI
Видеовыход
Разъемы	16 гнезд DVI-I.
Разрешение	Поддерживает разрешение HDTV до 1080p и разрешение компьютера до 1920×1200 (WUXGA).
Полоса видеосигнала	1,65 Гбит/с
Тип сигнала	одноканальный цифровой DVI
Power
Локальный/удаленный блок	100-240 В переменного тока при 50 или 60 Гц через разъем IEC.	HTTP, HTTPS, TCP/IP, DHCP, UDP, ARP, IPV4
Кабели	Интерфейсные кабели между источниками видео и коммутатором необходимы для правильной работы. *Кабели в комплект не входят. Рекомендуемые кабели см. в разделе «дополнительные принадлежности»
Соответствие нормативным требованиям	CE, RoHS

Вопрос. Можно ли настроить конфигурацию коммутатора и сохранить ее с помощью кнопок на передней панели? По умолчанию?
Ответ: Спасибо за ваш запрос. Да, вы можете сохранить конфигурации и настроить по умолчанию. Согласно руководству, «Коммутаторы SM-16X16-DVI-LCD и SM-32X32-DVI-LCD обеспечивают возможность сохранения и вызова до 100 конфигураций коммутатора с помощью меню ЖК-дисплея. Конфигурации коммутатора определяют текущие соединения портов, громкость настройки управления и состояние пустого видео».