Jedan članak za razumijevanje 4 uobičajena načina prikaza LCD zaslona
Tehnologija displeja sa tečnim kristalima razvijena je na osnovu efekta dvostrukog prelamanja molekula tečnih kristala. Podijeljen je u četiri tipa prema stanju kretanja molekula tečnih kristala, i to: TN, IPS, VA i FFS.
Danas ćemo uglavnom govoriti o principima prikaza i prednostima i nedostacima proizvoda sa četiri načina rada:
01 TN mod
TN (Twist Nematic) izobličeni nematički fazni režim, uobičajeno poznat kao "meki ekran" u industriji, je tip panela koji se ranije koristio i sazreo u LCD proizvodima. Princip prikaza je sljedeći:
① Kada se ne primenjuje napon: Nakon što prirodno svetlo iz izvora pozadinskog osvetljenja prođe kroz donji polarizator, linearno polarizovano svetlo ulazi u kutiju sa tečnim kristalima. Zbog djelovanja unutrašnjeg površinskog orijentacijskog sloja (PI) gornjeg i donjeg staklenog supstrata, molekuli tečnog kristala su uvrnuti odozdo prema gore za 90 stepeni, tako da se smjer polarizacije svjetlosti rotira sinhrono tokom procesa širenja.
Kada polarizovana svetlost dostigne gornji polarizator, polarizovana svetlost se rotirala za 90 stepeni, paralelno sa optičkom osom gornjeg polarizatora, tako da svetlost može da prođe, a LCD je u svetlom stanju.
② Nakon primjene napona (vertikalno električno polje): Interakcija između dielektrične anizotropije tečnog kristala i električnog polja uzrokuje dezintegraciju iskrivljene strukture molekula tečnog kristala, duga osa molekula tečnog kristala je paralelna sa smjerom električnog polja, a smjer polarizacije linearno polarizirane svjetlosti više ne prestaje. Kada polarizirano svjetlo dođe do gornjeg polarizatora, ono je okomito na optičku os polarizatora, što rezultira da svjetlost ne prolazi kroz njega, a LCD je u tamnom stanju.
Budući da TN mod panel koristi vertikalno električno polje, duga os LCD-a se rotira u vertikalnom smjeru. Kada se posmatra iz različitih perspektiva, razlika u optičkoj putanji značajno varira. Stoga, kada ljudi stoje iz različitih perspektiva, efekat prikaza će biti veoma različit. Samo kada se slika gleda iz prednje perspektive je najrealnija.
Naravno, za razlike u displejima u različitim uglovima gledanja, to se može rešiti korišćenjem polarizatora sa kompenzacijom ugla gledanja. Ali bez obzira na sve, panel za TN način rada ima optimalan ugao gledanja, kao što je smjer od 6 sati ili 12 sati.
Glavne prednosti: ① Brzo vrijeme odziva. Paneli u TN modu su generalno 6-bitni paneli, sa malim brojem sivih skala, velikom brzinom skretanja molekula tečnih kristala i velikom brzinom odziva. ② Niska cijena. Njegov proizvodni proces je relativno jednostavan, tehnologija je zrela, a troškovi proizvodnje su niski. Pogodan je za korisnike koji nemaju visoke zahtjeve za kvalitetom ekrana i fokusiraju se na cijenu. ③Mala potrošnja energije. Pri istoj svjetlini, potrošnja energije TN panela je relativno niska i pogodna je za-dugotrajnu upotrebu. Glavni nedostaci: ① Mali ugao gledanja. Ugao gledanja panela u TN režimu je manji, posebno u vertikalnom pravcu, sa značajnim pomacima u boji i kontrastu. Kada gledate ekran sa strane, osvjetljenje i zasićenost boja slike će se smanjiti, a može doći do izbjeljivanja i izobličenja. ② Slabo bogatstvo boja. Panel TN moda je općenito 6 bita, a svaka primarna boja RGB može prikazati samo nijanse sive boje od 2 do stepena 6 (tj. 64) i broj boja koje se mogu prikazati je 64×64×64=262144 boja, tako da su redukcija boja i slojevitost boja relativno loši, a boje slike možda neće izgledati dovoljno svijetle i žive. ③ Nizak kontrast. Kontrastni omjer je općenito samo oko 800:1. Kada se prikazuje crno-bijela, crna nije dovoljno duboka, bijela nije dovoljno svijetla, a slojevitost i trodimenzionalni osjećaj slike nisu dovoljno jaki, što rezultira nedovoljno detaljnim izražavanjem slike. Kako su nedostaci TN mod panela vrlo očigledni i ne mogu zadovoljiti zahtjeve potrošača za efektima prikaza, njihov tržišni udio je sve manji i manji. Trenutno se uglavnom koriste u jeftinim-proizvodima i čak se suočavaju s rizikom da budu eliminisani.
02 IPS način radaIPS (In-plane Switching) u-način konverzije u ravni, koji je u industriji poznat kao "tvrdi ekran", je napredna tehnologija LCD ekrana. Razvio ga je Hitachi početkom 2000-ih, a LG i druge kompanije su ga dalje promovirale i poboljšale. IPS tehnologija je popularna na tržištu zbog svojih boljih performansi prikaza i širokih polja primjene, te je postala jedan od glavnih načina prikaza trenutno. Njegov princip prikaza je sljedeći: ① Kada se ne primjenjuje napon: Kada se ne primjenjuje napon, prirodna svjetlost iz izvora pozadinskog osvjetljenja prolazi kroz donji polarizator, a nakon što svjetlost prođe kroz donji polarizator, formira linearno polariziranu svjetlost sa kratkom osom. Budući da se molekuli tekućih kristala ne rotiraju, smjer polarizacije se ne može promijeniti. Svjetlost i gornji polarizator su okomiti jedno na drugo, blokirani su gornjim polarizatorom i ne mogu se emitovati. U ovom trenutku, LCD je u tamnom stanju. ②Nakon primjene napona (horizontalno električno polje): Nakon primjene napona, molekuli tečnog kristala će se rotirati paralelno sa smjerom električnog polja, mijenjajući smjer polarizacije svjetlosti koja prolazi kroz donji polarizator za 90 stepeni, tako da je paralelan sa smjerom prijenosa svjetlosti gornjeg polarizatora, a svijetlo će moći proći kroz gornji polarizator u trenutku. Kontrolom veličine primijenjenog napona, IPS panel može podesiti ugao rotacije molekula tečnih kristala, čime se kontrolira prijenos svjetlosti i ostvaruje prikaz različitih sivih tonova i boja.
Budući da IPS LCD koristi horizontalno električno polje, duga os tečnog kristala rotira u horizontalnom smjeru. Kada se posmatra iz različitih uglova gledanja, razlika u optičkoj razlici putanje je vrlo mala. Kada se gleda iz različitih pravaca, ne postoji slučaj da se ugao gledanja i efekti prikaza veoma razlikuju. Glavne prednosti: ① Veliki ugao gledanja. Gledanje proizvoda iz različitih uglova može održati jasne slike i precizne performanse boja. ②Visoka reprodukcija boja. Običan IPS panel je u osnovi 8 bita. Svaka primarna boja RGB može prikazati sivu skalu od 2 do stepena 8 (tj. . 256), a broj boja koje se mogu prikazati je 256×256×256=16777216 boja, tako da može pažljivije kontrolirati promjene boje i svjetline, te može prikazati bogatije i delikatnije slojeve boja i efekte prijelaza svijetlih i tamnih boja. ③Izdržljivost i dug životni vek. IPS paneli su izdržljiviji od OLED ekrana i na njih ne utiču lako zapaljeni ekrani i visoki zahtevi zaštite. Čak i ako je LCD ekran malo oštećen, može se normalno koristiti; ako je OLED ekran oštećen, vodena para i kisik će prodrijeti u ploču i neće se moći koristiti. Glavni nedostaci: ① Kontrast je relativno nizak. U poređenju sa VA panelima, statički kontrast IPS panela je generalno niži, obično oko 1500:1. ②Crna slika propušta svjetlost. Kada se prikazuje crni ekran, svetlost se može preliti na ivicu ekrana, što dovodi do toga da crna boja nije dovoljno čista, što utiče na kontrast i vizuelni efekat ekrana. ③Cijena je relativno visoka. Zbog visokih troškova proizvodnje, IPS paneli su obično skuplji od TN panela.
03 VA modVA (Vertical Alignment) režim vertikalne orijentacije, kontrast VA načina prikaza je sam po sebi veći od kontrasta TN i IPS načina prikaza. To je zato što panel VA moda ne zahtijeva obradu poravnanja filma za poravnanje, osiguravajući da VA panel ima vrlo visok kontrast (pri statici: molekuli tekućih kristala VA panela su raspoređeni okomito, a molekuli tekućih kristala IPS panela su prethodno-nagnuti duž smjera poravnanja PI filma).
Panel VA moda je također jedan od glavnih modova prikaza trenutno, uglavnom se koristi na velikim-TV-ovima i zakrivljenim ekranima. Takođe se može podijeliti na MVA, PVA, PSVA i UV2A. Ovaj članak uglavnom govori o MVA. Princip prikaza je sljedeći: ① Kada se ne primjenjuje napon: molekuli tekućih kristala su raspoređeni okomito kada su statični. Nakon što prirodno svjetlo iz izvora pozadinskog osvjetljenja prođe kroz donji polarizator, zbog karakteristika vertikalnog rasporeda molekula tečnog kristala, smjer polarizacije se ne može promijeniti, a svjetlost je blokirana gornjim polarizatorom. U ovom trenutku, LCD je u tamnom stanju. ②Nakon primene napona (vertikalno električno polje): Kada se primeni napon, molekuli tečnog kristala će se nagnuti i postati horizontalno raspoređeni, tako da se smer polarizacije svetlosti promeni, tako da gornji polarizator može da prođe, a LCD će u ovom trenutku biti svetao. I VA i IPS prilagođavaju ugao rotacije molekula tečnih kristala tako što kontrolišu veličinu primenjenog napona, čime kontrolišu prenos svetlosti i ostvaruju prikaz različitih sivih tonova i boja.
Smjer električnog polja LCD u VA modu je isti kao kod panela tipa TN. Panel tipa VA također koristi vertikalno električno polje. Duga os tečnog kristala rotira u vertikalnom smjeru. Međutim, pošto VA panel usvaja dizajn sa dva domena kako bi kompenzovao razliku optičke putanje različitih uglova gledanja, ne postoji situacija u kojoj se ugao gledanja i efekti prikaza veoma razlikuju iz svakog smera.
Glavne prednosti: ① Visok kontrast. Kontrast panela VA moda obično može doseći 3000:1 ili čak i veći, što crnu na slici čini crnom bjeljom, bjeljom, a slojevitost slike i trodimenzionalnost-, što može dobro funkcionirati pri prikazivanju tamnih detalja i svijetlih scena. ②Veliki vidni ugao. Iako je njegov ugao gledanja nešto lošiji od IPS ekrana, ipak ima širok ugao gledanja. ③ Visoka reprodukcija boja. Kao i panel VA režima, panel VA režima je takođe 8 bita, tako da može da prikaže bogate i precizne boje i može da pruži dobar izraz boja. Glavni nedostaci: ① Vrijeme odgovora je sporo. U poređenju sa TN ekranima i nekim IPS ekranima koji brzo{11}}odgovaraju, vrijeme odziva VA ekrana je duže, posebno kada se prikazuju dinamičke slike, brzina prelaska s jedne boje na drugu je sporija, a može doći do sjenčanja i zamućenja. ② Velika potrošnja energije. Budući da VA proizvodi zahtijevaju veće pogonske napone, tokom rada moraju trošiti relativno veliku snagu. ③Uobičajena uniformnost je prosječna. Ujednačenost proizvoda nije dovoljno dobra, a može doći i do promjene boje. Mogu postojati razlike u boji i svjetlini u različitim područjima prikaza proizvoda.
04 FFS način radaFFS (Fringe Field Switching) granični režim prebacivanja električnog polja je patentirana tehnologija u vlasništvu južnokorejskog Hydisa. FFS tehnologija je proširena od napretka IPS -tehnologije širokog pogleda. FFS način rada generiše rubno električno polje u elektrodama među-pikselima u istoj ravni, tako da se molekuli tekućih kristala između elektroda i direktno iznad elektroda mogu rotirati u ravninom smjeru paralelnom sa podlogom, čime se značajno poboljšava svjetlina i kvalitet slike proizvoda. FFS tehnologija prevazilazi problem niske efikasnosti prenosa konvencionalne IPS tehnologije, postiže visoku transmitentnost pod pretpostavkom širokog ugla gledanja, izbegavajući talasanje vode izazvano ekstruzijom, pružajući realističniji efekat slike i prikaz približan stvarnim bojama. Princip prikaza je sličan onom kod IPS-a, oba su horizontalna električna polja. Kada nema napona, LCD je u tamnom stanju; nakon dovođenja napona, LCD je u svijetlom stanju. Razlika je u tome što se nakon što se napon stavi na IPS panel, rotiraju samo molekuli tečnih kristala direktno iznad elektrode; i nakon što se napon primeni na FFS panel, oba molekula tečnog kristala direktno iznad elektrode i između elektrode mogu da se rotiraju.
Glavne prednosti: ① Visoka propusnost. FFS režim koristi prozirne elektrode za povećanje brzine otvaranja piksela i poboljšanje propustljivosti panela. ②Širok ugao gledanja. FFS način rada povećava ugao gledanja ekrana kroz optimizaciju rubnog električnog polja. ③Mala potrošnja energije. Zbog visoke propusnosti, potrebna svjetlina izvora pozadinskog osvjetljenja je niža kada se prikazuje slika iste svjetline, čime se smanjuje potrošnja energije. Glavni nedostaci: ① Visoki troškovi proizvodnje. Budući da je proces proizvodnje FFS tehnologije relativno složen, potrebna je visoka{7}}oprema visoke preciznosti i stroga kontrola proizvodnog procesa, što povećava troškove proizvodnje. ②Vrijeme odgovora. Budući da je FFS tehnologija poboljšala propusnost svjetlosti i ugao gledanja, to može utjecati na njeno odgovarajuće vrijeme i utjecati na efekat prikaza dinamičkih slika.
