PERIFERNÍ ZAŘÍZENÍZOBRAZOVACÍ JEDNOTKY

LCD

Ing. Petr Bouchala

Střední škola, Havířov-Šumbark, Sýkorova 1/613, příspěvková organizaceTento výukový materiál byl zpracován v rámci akce EU peníze středním školám - OP VK 1.5.

Výuková sada – PERIFERNÍ ZAŘÍZENÍ, DUM č. 3

LCD• Liquid Crystal • Konstrukce • Princip činnosti LCD TFT TN• Technologie IPS, MVA• Parametry• Vlastnosti

LC (Liquid Crystal)

• Kapalina, která má uspořádané a orientované molekuly jako krystal.

• Nematický LC – mění optické vlastnosti v závislosti na elektrickém poli.

• Používají se u zobrazovacích jednotek s odrazem nebo prostupem světla.

Obr.1 Zvětšený kapalný krystal

Konstrukce LCD - subpixel

12

3 5

4

6

1. červený filtr2. horizontální polarizační filtr3. skleněná deska4. molekuly nematických LC5. skleněná deska6. vertikální polarizační filtr7. podsvícení

7

Obr.2 Konstrukce LCD

• Jeden pixel se skládá ze tří subpixelů (RGB).• Světlo z podsvícení je polarizované vertikálním

filtrem, otočením pomocí LC může projít horizontálním polarizačním filtrem a červený subpixel se rozsvítí.

• Pokud doplníme transparentní elektrody a vytvoříme elektrické pole, molekuly se seřadí podle pole a světlo skončí na horizontálním filtru, subpixel nesvítí.

Princip činnosti

LCD TFT TNThin Film Transistor Twisted Nematic

1. Barevné filtry RGB2. Celoplošná transparentní elektroda3. Tekuté krystaly4. TFT5. Průhledná řídící elektroda6. Zadní podsvícení7. Vertikální polarizační filtr8. Skleněná destička9. Horizontální polarizační filtr

Obr. 3 Konstrukce LCD TFT TN

• V beznapěťovém stavu jsou molekuly stočené do spirály, otáčí světlo a bod svítí.

• Po přivedení napětí se molekuly srovnají, světlo neotáčí a bod je tmavý.

Bez napětí S napětím

Obr.4 Funkce TFT TN

Vlastnosti TFT TN

+ nízká cena+ vyvážené parametry- poškozené pixely jasně svítí- průměrné podání barev- menší pozorovací úhly

IPS (In-Plane Switching)

• Přepínání v ploše.• Elektrody jsou ve stejné rovině.• V beznapěťovém stavu světlo nepropouští.• Po přivedení napětí se molekuly LC otočí o 90 st.

a světlo prochází.

Obr.5 Funkce IPS

Vlastnosti IPS

+ dobré podání barev+ dobré pozorovací úhly- průměrná rychlost- průměrný kontrast

MVA (Multi-domain Vertical Alignment)

Obr.6 Funkce MVA

• PVA (Patterned Vertical Alignment)• Vertikálně orientované molekuly• Vytvořeny domény• V beznapěťovém stavu světlo neprochází• S napětím světlo prochází

Vlastnosti MVA

+ dobré podání barev+ dobré pozorovací úhly+ dobrý kontrast- průměrná rychlost

ParametryTFT IPS MVA

Pozorovací úhel 140 H, 120 V 165 H, 165 V 160 H, 160 V

Statický kontrast 400 : 1 300 : 1 600 : 1

Doba odezvy 10 až 30 ms 20 až 60 ms 8 až 50 ms

• Uhlopříčka, rozlišení, poměr stran.• Statický a dynamický kontrast (LED local dimming).• Způsob podsvícení (CCFL - Cold-Cathode Fluorescent Lamp,

matice bílých LED, Edge LED)• Rozhraní.

Úkol:

• Zjistěte jaké jsou cenové rozdíly mezi LCD s technologiemi TFT TN, IPS a MVA.

• Jaký je rozdíl ve spotřebě elektrické energie u displejů nebo televizorů se stejnou úhlopříčkou s podsvícením LED a Edge LED.

Literatura

1. HORÁK,J. Hardware učebnice pro pokročilé. Brno: Computer press, 2005. ISBN 80-251-0647-0

2. DEMBOWSKI,K. Mistrovství v hardware. Brno: Computer press,2009. ISBN 978-80-251-2310-2