Принцип действия TFT-LCD дисплеев

Принцип действия TFT-LCD дисплеев. Общий принцип формирования изображения на экране хорошо иллюстрирует рис. 4. А вот как управлять яркостью отдельных субпикселей Новичкам обычно объясняют так за каждым субпикселем стоит жидкокристаллическая заслонка.

В зависимости от приложенного к ней напряжения она пропускает больше или меньше света от задней лампы подсветки.

И все сразу представляют себе некие заслонки на маленьких петельках, которые поворачиваются на нужный угол примерно так рис.5 На самом деле, конечно, вс гораздо сложнее. Нет никаких материальных заслонок на петлях. В реальной жидкокристаллической матрице световой поток управляется примерно так рис.6 Свет от лампы подсветки идм по картинке снизу вверх первым делом проходит сквозь нижний поляризующий фильтр белая заштрихованная пластина. Теперь это уже не обычный поток света, а поляризованный.

Дальше свет проходит через полупрозрачные управляющие электроды жлтые пластинки и встречает на свом пути слой жидких кристаллов. Изменением управляющего напряжения поляризацию светового потока можно менять на величину до 90 градусов на картинке слева, или оставлять неизменной там же справа. Внимание, начинается самое интересное После слоя жидких кристаллов расположены светофильтры и тут каждый субпиксель окрашивается в нужный цвет красный, зелный или синий.

Если посмотреть на экран, убрав верхний поляризующий фильтр мы увидим миллионы светящихся субпикселей и каждый светится с максимальной яркостью, ведь наши глаза не умеют различать поляризацию света. Иными словами, без верхнего поляризатора мы увидим просто равномерное белое свечение по всей поверхности экрана. Но стоит поставить верхний поляризующий фильтр на место и он проявит все изменения, которые произвели с поляризацией света жидкие кристаллы.

Некоторые субпиксели так и останутся ярко светящимися, как левый на рисунке, у которого поляризация была изменена на 90 градусов, а некоторые погаснут, ведь верхний поляризатор стоит в противофазе нижнему и не пропускает света с дефолтной той, что по умолчанию поляризацией. Есть и субпиксели с промежуточной яркостью поляризация потока света, прошедшего через них, была разврнута не на 90, а на меньшее число градусов, например, на 30 или 55 градусов. Делаем выводы 1 Яркость каждого субпикселя может меняться плавно, аналоговыми методами.

Ведь мы можем завернуть поляризацию потока света на любой угол в промежутке от 0 до 90 градусов это определяется управляющим напряжением, приложенным к ячейке. Аналоговая природа регулировки несомненный плюс. ЖК-матрица представляет из себя толстенький слоный бутерброд, а скорее даже сэндвич. Теперь понятно, почему у ЖК-мониторов проблемы с углами обзора. Даже удивительно, как производители достигают углов обзора 120-160 градусов. Ведь если смотреть под острым углом к поверхности, то и слой поляризатора, и Black Matrix заглушают и искажают свет от конкретного субпикселя.

Да и угол поляризации светового потока у конкретного субпикселя получается не совсем таким, как при строго перпендикулярном взгляде на матрицу. 2 Каждый субпиксель матрицы обслуживается своим персональным регулятором тонкоплночным транзистором Thin Film Transistor TFT. Здесь нет строчной развртки, как в ЭЛТ, и это очень хорошо. Каждый субпиксель экрана светится с нужной яркостью до тех пор, пока от управляющей схемы видеокарты не придт команда сменить цвет точки.

Поэтому мерцания на экране нет при любой частоте кадровой развртки хоть при 60 герцах. 3 Однако, в том, что у каждого субпикселя есть персональный регулятор, кроется и минус если какой-то управляющий транзистор сгорит прощай полноценный пиксель и здравствуй битая точка. 4 Поскольку в роли заслонок выступают вполне реальные жидкие кристаллы с присущей им вязкостью и отнюдь не мгновенной реакцией на управляющий импульс, смена яркости субпикселей происходит не мгновенно.

Пока молекула жидкого кристалла закрутится на нужный угол, пока раскрутится обратно Именно в фундаментальных свойствах материи, а именно в характеристиках жидких кристаллов кроется одна из главных проблем TFT-LCD. Это ограниченная скорость реакции и, как следствие, проблемы с качественным отображением быстро меняющихся динамических сюжетов скроллинг текста, быстрые 3D-Action-игры с высокими FPS и т. п 4.