Wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD)



Podobne dokumenty
Zasada działania, porównanie

Plan wykładu. 1. Budowa monitora LCD 2. Zasada działania monitora LCD 3. Podział matryc ciekłokrystalicznych 4. Wady i zalety monitorów LCD

Monitory Opracował: Andrzej Nowak

Monitory. Rys. 1 Monitor kineskopowy z działem elektronowym (CRT) Rys.2. Monitor ciekłokrystaliczny (LCD)

Grafika Komputerowa Wykład 3. Wyświetlanie. mgr inż. Michał Chwesiuk 1/24

Rodzaje monitorów. CRT kineskopowe. LCD ciekłokrystaliczne. PLASMA plazmowe OLED

Monitory LCD (ang. Liquid Crystal Display) (1)

Schemat blokowy monitora CRT

Plan wykładu. 1. Budowa monitora CRT 2. Zasada działania monitora CRT 3. Maski 4. Wady i zalety monitorów CRT 5. Testowanie monitora

Krótki wstęp historyczny:

Radioodbiornik i odbiornik telewizyjny RADIOODBIORNIK

określone położenie i orientacja cząstek

Ciekłe kryształy. Wykład dla liceów Joanna Janik Uniwersytet Jagielloński

Istnieje podział na: Monitory CRT Monitory LCD Monitory LED

Plan wykładu. 1. Oznaczenia certyfikatów monitorów. 2. Porównanie monitorów CRT z LCD 3. Dobór parametrów monitorów

Typy wyświetlaczy. Wyświetlacze. Schemat ekranu plazmowego (a) i elektroluminecencyjnego (b). Ekrany (c) i (d) są typu CRT. Świecący gaz.

WYKŁAD 25 URZĄDZENIA WYŚWIETLAJĄCE SMK 2004 Na podstawie: K. Booth, S. Hill, Optoelektronika, WKŁ, Warszawa Uwagi ogólne A.

Schemat blokowy monitora CRT

Podział monitorów w zależności od sposobu generowania obrazu

Ciekłe kryształy. - definicja - klasyfikacja - własności - zastosowania

@ʁ ud3 k0 Urządzenia Techniki Komputerowej

Monitory LCD, OLED, PDP oraz technologia 3D

Technikalia multimedialne. R. Robert Gajewski omklnx.il.pw.edu.pl/~rgajewski

Wzmacniacz wizji. Kineskop. Trafopowielacz Działo elektronowe. Cewki

Bartosz Bazyluk WYŚWIETLANIE OBRAZU Techniki wyświetlania obrazu komputerowego. Grafika Komputerowa, Informatyka, I Rok

LCD. wyświetlacze ciekłokrystaliczne. Izabela Joskowska Informatyka Stosowana VI

Wyświetlacze PDP i LCD. na potrzeby seminarium ECS opracował: Michał Ryms

MONITOR CRT - działanie

Początki wielkich zmian

MONITOR CRT - działanie

Wyświetlacze LCD. Historia

Wprowadzenie do grafiki komputerowej

Adam Korzeniewski p Katedra Systemów Multimedialnych

Pojęcie Barwy. Grafika Komputerowa modele kolorów. Terminologia BARWY W GRAFICE KOMPUTEROWEJ. Marek Pudełko

MODULATOR CIEKŁOKRYSTALICZNY

Wykład 17: Optyka falowa cz.2.

Monitory i system graficzny

Parametryzacja obrazu na potrzeby algorytmów decyzyjnych

GRAFIKA RASTROWA. WYKŁAD 1 Wprowadzenie do grafiki rastrowej. Jacek Wiślicki Katedra Informatyki Stosowanej

Wysoki kontrast i szeroki zakres dynamiki dzięki cechom panelu OLED takim, jak reprodukcja głębokiej czerni i wysoka jasność szczytowa

Wstęp. Krystalografia geometryczna

Przetworniki obrazu. Opracował: dr inż. Piotr Suchomski

Elektryczna maszyna do pisania Dalekopis

Monitory CRT i LCD. Zasada działania, porównanie.

KURTYNA LED 31 LIGHT - budowa i zastosowanie

Karta graficzna i monitor

PROJEKTORY DO KINA DOMOWEGO

dr hab. inż. Lidia Jackowska-Strumiłło, prof. PŁ Instytut Informatyki Stosowanej, PŁ

CENTRALNY SYSTEM ZARZĄDZANIA

Gniazdo D-Sub. Istnieją takŝe monitory podłączane do gniazda cyfrowego, gdzie sygnał do monitora przesyłany jest w postaci cyfrowej przez gniazdo DVI.

FOTON 94, Jesień Ciekłe kryształy są piękne i tajemnicze. Fascynują mnie z obu tych powodów. P.G. de Gennes

kod produktu: 1PD085 Projektor ViewSonic PS501X 2 678,80 zł 2 177,89 zł netto

Lekcja 80. Budowa oscyloskopu

Zmiana rozdzielczości ekranu

Problem nr 1: Podświetlenie LED przyczyną męczącego wzrok migotania

Anna Barwaniec Justyna Rejek

INFORMATYKA WSTĘP DO GRAFIKI RASTROWEJ

Dioda półprzewodnikowa OPRACOWANIE: MGR INŻ. EWA LOREK

Kurs grafiki komputerowej Lekcja 2. Barwa i kolor

Teoria światła i barwy

Zegary i Termometry. Raster standardowy 10 mm i niestandardowy od 5 mm. Sterowanie Pilot/USB/LAN

MODELE KOLORÓW. Przygotował: Robert Bednarz

BADANIA WYŚWIETLACZY TELEFONÓW

POLARYZACJA ŚWIATŁA. Uporządkowanie kierunku drgań pola elektrycznego E w poprzecznej fali elektromagnetycznej (E B). światło niespolaryzowane

1. monitor typu CRT (Cathode Ray Tube)

PODSTAWY BARWY, PIGMENTY CERAMICZNE

MGR INŻ. DAWID WEBER 1

Technika świetlna. Przegląd rozwiązań i wymagań dla tablic rejestracyjnych. Dokumentacja zdjęciowa

Diagnostyka Obrazowa. Prawidłowe wyświetlanie obrazów diagnostycznych oraz kontrola jakości wyświetlanego obrazu

Lekcja 26. Temat: Kineskopy.

STEREOSKOPIA. Stereoskopia. Synteza i obróbka obrazu

E-papier skąd się wziął? Nick Sheridon (Xerox) pomysł wyświetlacza o cechach kartki papieru już w latach '70

Wiązka elektronów: produkcja i transport. Sławomir Wronka

Seria BriLux TM REMiX-2

GRAFIKA. Rodzaje grafiki i odpowiadające im edytory

T2200HD/T2200HDA Szerokoekranowy monitor LCD 21,5 Podręcznik użytkownika

Wstęp do astrofizyki I

Waldemar Izdebski - Wykłady z przedmiotu SIT / Mapa zasadnicza 30

Noktowizor. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Obraz jako funkcja Przekształcenia geometryczne

DODATKOWE DANE NA TEMAT PRODUKTÓW. OSRAM LIGHTIFY Prezentacja sprzedaży Targi Light and Building 2014

Temat ćwiczenia: Zasady stereoskopowego widzenia.

PRZEGLĄD DMD 27. Okno 1.5. Okno F 9948 DMD 27. Okno F Okno F Okno F 6644 DMD. Opcjonalnie. Opcjonalnie. Okno ESG, okno wg II. 1.

BEZPOŚREDNI IMPORTER I DYSTRYBUTOR TRIM-POT, KOCMYRZÓW 45A

T201W/T201WA Szerokoekranowy monitor LCD 20 Podręcznik użytkownika

Kompensacja temperaturowa kontrastu wyświetlacza graficznego LCD

Rys. 1. Przykładowe karty graficzne. 1 - ASUS GeForce 400 MX, 2 - ATI Radeon HD 4770, 3 - ASUS GeForce GTX 780

Grafika rastrowa (bitmapa)-

Akwizycja obrazów. Zagadnienia wstępne

Ćwiczenie 363. Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa. Początkowa wartość kąta 0..

Obraz jako środek przekazu informacji. Andrzej Majkowski Politechnika Warszawska

DOSTĘPNOŚĆ JAKOŚĆ CENA

monitor zapewnia natychmiastową wizualizację wyników pracy komputera Monitor LCD (Liquid Cristal Diplay) inaczej panel ciekłokrystaliczny

WŁASNOŚCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH: INTERFERENCJA, DYFRAKCJA, POLARYZACJA

Energia emitowana przez Słońce

TECHNIKI MULTIMEDIALNE LABORATORIUM GIMP: Projektowanie tła

Organizacja stanowiska pracy z komputerem:

Monitor Dell U2518D 25'' QHD HDMI mdp DP USB 3YPPG

Wszechnica Popołudniowa: Multimedia, grafika i technologie internetowe Obraz jako środek przekazu informacji. Andrzej Majkowski

Korpuskularna natura światła i materii

Transkrypt:

Wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD) Michał Janowicz i Piotr Wojtowicz Wydział EAIiE Katedra Elektroniki Kraków, 05.05.2010

Wyświetlacz LCD - definicja Wyświetlacz LCD urządzenie, którego zasada działania oparta jest na zmianie polaryzacji światła na skutek zmian orientacji cząsteczek ciekłego kryształu pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego

Plan prezentacji: 1. Historia ciekłego kryształu 2. Co to jest ciekły kryształ? 3. Powstawanie ciekłych kryształów 4. Systematyka ciekłych kryształów 5. Zastosowania ciekłych kryształów 6. Co to jest wyświetlacz LCD? 7. Wyświetlacze monochromatyczne i kolorowe 8. Rodzaje wyświetlaczy LCD 9. Porównanie LCD z innymi technologiami 10. Nowe technologie wyświetlaczy LCD

Historia ciekłego kryształu 1888 - Friedrich Reinitzer odkrywa naturę ciekłokrystaliczną cholesterolu otrzymanego z marchewek 1904 - Otto Lehmann publikuje pracę Ciekłe kryształy 1911 - Charles Mauguin dokonał pierwszego eksperymentu z ciekłym kryształem znajdującym się między dwoma cienkimi warstwami 1922 - Georges Friedel opisał cienkie kryształy i sklasyfikował je w 3 podstawowe grupy 1936 firma Marconi Wireless Telegraph opatentowało pierwszą aplikację wykorzystującą ciekłe kryształy ("The Liquid Crystal Light Valve") 1962 - Dr. George W. Gray opublikował pierwszą angielskojęzyczną pracę na temat ciekłych kryształów ("Molecular Structure and Properties of Liquid Crystals")

Historia ciekłego kryształu 1962 - Richard Williams w laboratoriach RCA odkrył, że ciekły kryształ ma ciekawe właściwości optycznoelektryczne 1964 - George H. Heilmeier pracując nad odkryciami Williams-a stworzył pierwszy wyświetlacz LCD Lata 60-te XX wieku odkryto nowe typy kryształów mające dobrą stabilność i właściwości temperaturowe przy zastosowaniu w wyświetlaczach LCD 4 grudzień 1970 Hoffmann-LaRoche, Wolfgang Helfrich i Martin Schadt opatentowali w Szwajcarii efekt skręconego nematyka (twisted nematic field effect) w ciekłym krysztale (identyczny patent wniesiono w USA 44 kwietnia 1971) 1972 - T. Peter Brody stworzył pierwszy wyświetlacz LCD z matrycą aktywną 2007 sprzedaż monitorów LCD przewyższyła sprzedaż monitorów CRT

Co to jest ciekły kryształ? W fazie ciekłej cząsteczki mają wielką swobodę ruchu i nie są w żaden sposób uporządkowane, w fazie krystalicznej zaś są bardzo dobrze uporządkowane i nie mają swobody ruchu. Ciekły kryształ jest formą pośrednią cząsteczki mają już swobodę ruchu, jak w fazie ciekłej ale dalej wykazują duże uporządkowanie jak w fazie stałej.

Jak to się dzieje, że występuje stan pośredni? Cząsteczki kryształów o kształcie podłużnym przechodząc od stanu krystalicznego do ciekłego uzyskują swobodę ruchu ale przez swój kształt nie mogą się jeszcze tak przemieszczać, by stracić swe uporządkowanie

Sposoby otrzymywania ciekłych kryształów Ciekłe kryształy można otrzymać na 2 sposoby: Poprzez ogrzanie stałych kryształów. Nazywa się je wtedy mezofazą termotropową. Jest to możliwe ponieważ kryształy nie topią się od razu, lecz przechodzą do fazy ciekłokrystalicznej. Przejście w ciecz następuje dopiero w wyższej temperaturze. Poprzez rozpuszczenie cząsteczek mających tendencję do tworzenia ciekłych kryształów w odpowiednim rozpuszczalniku. Nazywa się je wtedy mezofazą liotropową.

Systematyka ciekłych kryształów Nematyki ciekłe kryształy zbudowane z cząstek o kształcie prętopodobnym lub dyskopodobnym. Ułożone są wzdłuż jednej wyróżnionej osi ale środki ciężkości rozmieszczone są dowolnie

Systematyka ciekłych kryształów Smektyki różnią się tym od nematyków, że oprócz ustawienia cząsteczek wzdłuż jednej osi występuje dodatkowo uporządkowanie środków ciężkości molekuł, co powoduje, że układają się one w warstwy.

Systematyka ciekłych kryształów Kolumnowe cząsteczki ułożone są w kolumny

Systematyka ciekłych kryształów Nematyki skręcone są to nematyki, których kierunek ułożenia cząstek może się zmieniać w różnych warstwach i przyjmować kształt helisy

Zastosowania ciekłych kryształów Wyświetlacze LCD Termometry wykorzystują zmianę koloru odbijanego światła w zależności od temperatury Detektory temperatury, zmieniające kolor przy określonej temperaturze Dodatki do farb i emulsji zmiana koloru w zależności od temperatury Elektrycznie przyciemniane szyby w oknie w domu, samochodzie itp.

Wyświetlacz LCD - definicja Wyświetlacz LCD urządzenie, którego zasada działania oparta jest na zmianie polaryzacji światła na skutek zmian orientacji cząsteczek ciekłego kryształu pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego

Czym jest wyświetlacz LCD? Budowa LCD: Cienka warstwa ciekłego kryształu Szklane podłoża Elektrody zmieniające orientację kryształu Warstwy polaryzacyjne prostopadłe względem siebie Źródło światła

Czym jest wyświetlacz LCD? Zasada działania LCD: Dwie prostopadłe do siebie elektrody tworzą piksel Różnica potencjałów: kryształy prostopadłe do powierzchni elektrod Brak różnicy potencjałów: obrót polaryzacji światła o 90 Piksel ze zmienioną polaryzacją światła świeci Piksel bez zmienionej polaryzacji światła nie świeci

Wyświetlacze monochromatyczne i kolorowe Wyświetlacze kolorowe: Piksel składa się z trzech subpikseli Każdy subpiksel ma filtr koloru Kolory filtrów: czerwony, zielony, niebieski Model kolorów: RGB Człowiek widzi całą gamę barw z powodu trójchromatycznej natury ludzkiego wzroku

Rodzaje wyświetlaczy LCD Z matrycą pasywną (passive-matrix) każdy rząd i kolumna ma pojedynczy obwód elektryczny piksele muszą być w tym samym stanie pomiędzy odświeżeniami Z matrycą aktywną (active-matrix) każdy piksel ma dedykowany tranzystor odświeżanie następuje rząd po rzędzie

Rodzaje wyświetlaczy LCD Rodzaje technologii z aktywną matrycą: Twissted nematic (TN) najbardziej popularne ograniczony kąt widzenia, zwłaszcza pionowo 18-bitowa reprezentacja kolorów In-plane switching (IPS) stworzone przez Hitachi w celu poprawienia kąta widzenia (1996) porządkowanie cząsteczek tylko w w płaszczyźnie poziomej każdy piksel sterowany dwoma tranzystorami nowe wersje np. poprawiające czas odświeżania (S-IPS) technologia rozwijana także przez LG

Rodzaje wyświetlaczy LCD Rodzaje technologii z aktywną matrycą (cd.): Advanced fringle field switching (AFFS) technologia podobna do S-IPS minimalizacja zniekształceń kolorów przy zachowaniu kąta widzenia Vertical alignment (VA) kompromis pomiędzy TN i IPS w warunkach normalnych cząsteczki są ustawione pionowo duży kontrast i szeroki kąt widzenia kosztem jasności i odwzorowania kolorów

Parametry wyświetlaczy LCD Własności wyświetlaczy LCD: Rozdzielczość fizyczne wymiary ekranu wyrażone w pikselach Dot pitch odległość między środkami sąsiednich pikseli Wielkość użyteczna parametr wyświatlacza wyrażony przez długość przekątnej ekranu Czas odświeżania czas potrzebny do zmiany koloru lub jasności piksela

Parametry wyświetlaczy LCD Własności wyświetlaczy LCD: Aspect ratio Kąt widzenia Jasność wyświetlacza Gama kolorów Kontrast Rodzaj matrycy

Inne technologie CRT Budowa: 1. Trzy działa elektronowe 2. Wiązki elektronów 3. Anoda 4. Luminofor 5. Fragment luminoforu Zasada działania: Emitowanie wiązki elektronów przez działo elektronowe Wiązki elektronów odchylane są przez cewki odchylające Przyspieszenie wiązek przez anodę Uderzenie wiązki w ekran pokryty luminoforem powodując jego świecenie

Inne technologie CRT Zalety: Znacznie mniejsza cena niż LCD i wyświetlaczy plazmowych Szeroka gama kolorów i duża gradacja odcieni Szeroki kąt widzenia bez straty jakości Duża żywotność i łatwiejsza naprawa Wady: Duże gabaryty Zniekształcenia w narożnikach ekranu Kineskop emituje szkodliwe dla zdrowia promieniowanie

Inne technologie wyświetlacz plazmowy Budowa: Dwie szklane płyty Komory z mieszaniną gazów wyłożone luminoforem Elektrody sterujące Warstwa izolatora Zasada działania: Doprowadzenie mieszaniny gazów w zamkniętych komorach do stanu plazmy Zjonizowane gazy emitują fotony światła ultrafioletowego Pobudzenie luminofora do emisji światła widzialnego

Inne technologie wyświetlacz plazmowy Zalety: Płytki, łatwy do zamontowania na ścianie Szerszy kąt widzenia niż w LCD Lepszy współczynnik kontrastu niż LCD Większa głębia czerni niż w LCD Duży deklarowany czas działania (do 100 000 godzin) Wady: Większe zużycie prądu niż LCD Większa masa niż panele LCD Trudności techniczne przy budowie małych ekranów Tendencja do nierównego wypalania luminoforu

Nowe technologie w wyświetlaczach LCD Wyświetlacze nie wymagające zasilania do podtrzymywania informacji: ZBD LCD (ang. zenithal bistable device) kryształ może znajdować się w jednym z 2 stanów stabilnych białym i czarnym, zasilanie potrzebne jest jedynie do zmiany wyświetlanej informacji Projekt Francuskiej firmy Nemoptic - zeropower paper-like LCD; zastosowanie jako e- papier Polymer Stabilized Cholesteric Liquid Crystals (ChLCD) wyświetlacz firmy Kent Displays który również nie potrzebuje zasilania do podtrzymania wyświetlanej informacji

Podsumowanie Ciekły kryształ to faza pośrednia pomiędzy krystalicznym i ciekłym stanem skupienia materii Najpopularniejszym zastosowaniem ciekłego kryształu są wyświetlacze LCD Wyświetlacz LCD to urządzenie działające w oparciu o zmianę polaryzacji światła na skutek zmian orientacji cząsteczek ciekłego kryształu Obecnie najpopularniejsze są wyświetlacze z aktywną matrycą w technologii Twissted Nematic (TN) Nie da się jednomyślnie określić, który rodzaj wyświetlaczy jest najlepszy

Dziękujemy za uwagę!

Bibliografia http://trappist.elis.ugent.be/elisgroups/lcd/lc/lc.php http://www.plasma.com/classroom/what_is_tft_lcd.htm http://en.wikipedia.org/wiki/liquid_crystal_display http://pl.wikipedia.org/wiki/wy%c5%9bwietlacz_plazmowy http://telewizor.eu/ http://en.wikipedia.org/wiki/liquid_crystal