Жидкокристаллический дисплей: различия между версиями

викификация ссылок
(викификация литературы)
(викификация ссылок)
'''Жидкокристаллический дисплей''' (ЖК-дисплей, ЖКД; жидкокристаллический [[Электронный индикатор|индикатор]], ЖКИ; {{lang-en|liquid crystal display}}, {{lang-en2|LCD}}) — [[дисплей]] на основе [[Жидкие кристаллы|жидких кристаллов]].
 
Простые приборы с ЖКИ ([[электронные часы]], [[термометр]]ы, [[плеер]]ы, телефоны и пр.) могут иметь [[Монохромное изображение|монохромный]] или {{nobr|2—5-цветный}} дисплей. С появлением быстрой светодиодной подсветки появились дешёвые сегментные и матричные многоцветные ЖКИ с {{нп3|последовательная подсветка цветов|последовательной подсветкой цветов|en|Field-sequential color system}}<ref>[http://www.orientdisplay.com/pdf/ProductPresentation-FS-LCD.pdf Field-Sequential (FS) Color LCDs. A Technology Brought To You Exclusively By Orient Display Corporation{{ref-en}}]</ref> или {{не переведено|TMOS|TMOS|en|Time-multiplexed optical shutter}}<ref>[https://dailytechinfo.org/infotech/694-na-smenu-lcd-i-oled-displeyam-idut-bolee.html На смену LCD и OLED дисплеям идут более эффективные и экономичные дисплеи TMOS. «DailyTechInfo — Новости науки и технологий, новинки техники<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>. В настоящий момент многоцветное изображение обычно формируется с помощью [[RGB]]-триад, используя ограниченное угловое разрешение человеческогоcite глаза.web
|url = http://www.orientdisplay.com/pdf/ProductPresentation-FS-LCD.pdf
|title = Field-Sequential (FS) Color LCDs. A Technology Brought To You Exclusively By Orient Display Corporation
|date =
|work =
|publisher = Orient Display
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref> или {{не переведено|TMOS|TMOS|en|Time-multiplexed optical shutter}}<ref>{{cite web
|url = https://dailytechinfo.org/infotech/694-na-smenu-lcd-i-oled-displeyam-idut-bolee.html
|title = На смену LCD и OLED дисплеям идут более эффективные и экономичные дисплеи TMOS
|date = 2009-10-27
|work =
|publisher = DailyTechInfo
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref>. В настоящий момент многоцветное изображение обычно формируется с помощью [[RGB]]-триад, используя ограниченное угловое разрешение человеческого глаза.
 
Дисплей<!--не путать с законченным устройством — монитором!--> на жидких кристаллах используется для отображения [[Графический интерфейс пользователя|графической]] или текстовой информации в [[Компьютерный монитор|компьютерных мониторах]] (также и в [[ноутбук]]ах), [[телевизор]]ах, [[телефон]]ах, [[Цифровой фотоаппарат|цифровых фотоаппаратах]], [[Электронная книга (устройство)|электронных книгах]], [[GPS-навигатор|навигаторах]], [[Интернет-планшет|планшетах]], электронных переводчиках, [[калькулятор]]ах, часах и т. п., а также во многих других электронных устройствах. <!-- Изображение в нём (В ЧЁМ?) формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему [[Развёртка|развёртки]].-->
Важнейшие характеристики ЖК-дисплеев:
* тип матрицы — определяется технологией, по которой изготовлен ЖК-дисплей;
* класс матрицы; стандарт [[ISO 13406-2]] выделяет четыре класса матриц по допустимому количеству «[[Битые пиксели|битых пикселей]]»;
* [[Разрешение (компьютерная графика)|разрешение]] — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в [[пиксел]]ях. В отличие от [[Электронно-лучевые приборы|ЭЛТ]]-мониторов, ЖК-дисплеи имеют одно фиксированное разрешение, а поддержка остальных реализуется путём [[Интерполяция|интерполяции]] (ЭЛТ-мониторы также имеют фиксированное количество пикселей, которые также состоят из красных, зелёных и синих точек, однако из-за особенностей технологии при выводе нестандартного разрешения в интерполяции нет необходимости);
* размер точки (размер пикселя) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением;
[[Файл:Макрофотография типичной ЖК-матрицы.jpg|thumb|320px|Макрофотография бракованной ЖК-матрицы. В центре можно увидеть два дефектных субпикселя (зелёный и синий).]]
[[Файл:Разбитый экран смартфона.jpg|thumb|250px|Разбитая матрица смартфона]]
К преимуществам жидкокристаллических дисплеев можно отнести малые размер и массу в сравнении с [[Электронно-лучевая трубка|ЭЛТ]]. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки и [[Сведение лучей|сведения лучей]], помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и чёткостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в зависимости от модели, настроек и выводимого изображения может как совпадать с потреблением ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров, так и быть существенно — до пяти<ref name=lcdtocrtenergyusage>[http://www.thg.ru/display/display_power_consumption/display_power_consumption-02.html Энергопотребление мониторов: тесты Tom’s Hardware]</ref> раз — ниже. Энергопотребление ЖК-мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки ({{lang-en|backlight}} — задний свет) ЖК-матрицы. Во многих мониторах 2007 года для настройки пользователем яркости свечения экрана используется [[широтно-импульсная модуляция]] ламп подсветки частотой от 150 до 400 и болееcite [[Гц|герц]].web
|url = http://www.thg.ru/display/display_power_consumption/display_power_consumption-02.html
|title = Энергопотребление мониторов: тесты Tom’s
|date = 2010-07-31
|work =
|publisher = Hardware
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref> раз — ниже. Энергопотребление ЖК-мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки ({{lang-en|backlight}} — задний свет) ЖК-матрицы. Во многих мониторах 2007 года для настройки пользователем яркости свечения экрана используется [[широтно-импульсная модуляция]] ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более [[Гц|герц]].
 
Малогабаритные ЖК-дисплеи без активной подсветки, применяемые в электронных часах, калькуляторах и т. п., обладают ''чрезвычайно низким энергопотреблением'', что обеспечивает длительную (до нескольких лет) автономную работу таких устройств без замены гальванических элементов.
 
С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и множество недостатков, часто принципиально трудноустранимых, например:
* в отличие от [[Электронно-лучевая трубка|ЭЛТ]], могут отображать чёткое изображение лишь при одном („штатном“«штатном») разрешении. Остальные достигаются [[Интерполяция|интерполяцией]];
* по сравнению с ЭЛТ, ЖК-мониторы имеют малый [[Контрастность|контраст]] и глубину [[Чёрный цвет|чёрного цвета]]. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения;
* из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки) — на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах), связанная с использованием блоков [[Линейная люминесцентная лампа|линейных]] [[Ртутная газоразрядная лампа|ртутных ламп]];
=== {{якорь2|TN+film|TN|Twisted Nematic|Twisted Nematic + film}} ===
[[Файл:Tn-film.jpg|thumb|240px|Макрофотография матрицы TN+film монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне — стандартный курсор Windows]]
TN + film (Twisted Nematic + film) — самая простая технология. Слово „film“«film» в названии технологии означает „дополнительный«дополнительный слой“слой», применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90 до 150°). В настоящее время приставку „film“«film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. Способа улучшения контрастности и углов обзора для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет.
 
Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселям не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И поскольку направление поляризации фильтра на второй пластине составляет как раз угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.
'''Технология IPS''' ({{lang-en|in-plane switching}}), или '''SFT''' ({{lang-en2|super fine TFT}}), была разработана компаниями [[Hitachi]] и [[NEC]] в 1996 году.
 
Эти компании пользуются разными названиями этой технологии — NEC использует „SFT“«SFT», а Hitachi — „IPS“«IPS».
 
Технология предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Хотя с помощью IPS и удалось добиться увеличения угла обзора до 178°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.
 
По состоянию на 2008 год, матрицы, изготовленные по технологии IPS (SFT), — единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал<ref>[http://www.compress.ru/article.aspx?id=19270&iid=895{{cite Монитор LG FLATRON W2600hp]</ref>. По состоянию на 2012 год выпущено уже много мониторов на IPS-матрицах (e-IPS производства LG.Displays), имеющих 6 бит на канал. Старые TN-матрицы имеют 6 бит на канал, как и часть MVA.web
|url = http://www.compress.ru/article.aspx?id=19270&iid=895
|title = Монитор LG FLATRON W2600hp
|author = Мотов А.
|date = 2008
|work =
|publisher = КомпьютерПресс
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref>. По состоянию на 2012 год выпущено уже много мониторов на IPS-матрицах (e-IPS производства LG.Displays), имеющих 6 бит на канал. Старые TN-матрицы имеют 6 бит на канал, как и часть MVA.
 
Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение чёрного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора [[Битые пиксели|„битый“«битый» пиксель]] для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а чёрным.
 
При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.
 
Улучшенной разновидностью IPS является ''Н-IPS'', которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением [[Время отклика|времени отклика]] и увеличением контрастности. Цветность лучших Н-IPS-панелей не уступает обычным мониторам ЭЛТ. Н-IPS и более дешёвая e-IPS активно используется в панелях размером от 20»". [[LG Display]], [[Dell]], [[NEC]], [[Samsung]], [[Chimei]] остаются единственными производителями панелей по данной технологии<ref name="test">{{cite web
|url = http://www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?14/75/18
|title = Chimei начала поставку IPS-матриц для iPad вслед за Samsung и LG
''AS-IPS'' ({{lang-en2|Advanced Super IPS}} — расширенная супер-IPS) — также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации NEC (например, NEC LCD20WGX2), созданных по технологии S-IPS, разработанной консорциумом LG Display.
 
''H-IPS A-TW'' ({{lang-en2|Horizontal IPS with Advanced True White Polarizer}}) — разработана LG Display для корпорации NEC<ref>{{cite web
''H-IPS A-TW'' ({{lang-en2|Horizontal IPS with Advanced True White Polarizer}}) — разработана LG Display для корпорации NEC<ref>[http://www.tftcentral.co.uk/search.php?query=h-ips&select=panel Список используемых панелей LG.Display H-IPS в моделях мониторов]{{ref-en}}</ref>. Представляет собой H-IPS панель с цветовым фильтром TW (True White — «настоящий белый») для придания белому цвету большей реалистичности и увеличения углов обзора без искажения изображения (исключается эффект свечения ЖК-панелей под углом — так называемый «глоу-эффект»). Этот тип панелей используется при создании профессиональных мониторов высокого качества<ref>[http://www.tftcentral.co.uk/articles/content/panel_technologies_content.htm Panel Technologies TN Film, MVA, PVA and IPS Explained] {{Wayback|url=http://www.tftcentral.co.uk/articles/content/panel_technologies_content.htm |date=20110717123858 }}</ref>.
|url = http://www.tftcentral.co.uk/search.php?query=h-ips&select=panel
|title = Список используемых панелей LG.Display H-IPS в моделях мониторов
|date =
|publisher =
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
''H-IPS A-TW'' ({{lang-en2|Horizontal IPS with Advanced True White Polarizer}}) — разработана LG Display для корпорации NEC<ref>[http://www.tftcentral.co.uk/search.php?query=h-ips&select=panel Список используемых панелей LG.Display H-IPS в моделях мониторов]{{ref-en}}</ref>. Представляет собой H-IPS панель с цветовым фильтром TW (True White — «настоящий белый») для придания белому цвету большей реалистичности и увеличения углов обзора без искажения изображения (исключается эффект свечения ЖК-панелей под углом — так называемый «глоу-эффект»). Этот тип панелей используется при создании профессиональных мониторов высокого качества<ref>[http://www.tftcentral.co.uk/articles/content/panel_technologies_content.htm Panel Technologies TN Film, MVA, PVA and IPS Explained] {{Wayback|url=http://www.tftcentral.co.uk/articles/content/panel_technologies_content.htm |date=20110717123858 }}</ref>.
 
''AFFS'' ({{lang-en2|Advanced Fringe Field Switching}}, неофициальное название — S-IPS Pro) — дальнейшее улучшение IPS, разработана компанией [[BOE Hydis]] в 2003 году. Увеличенная напряжённость электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в [[Планшетный персональный компьютер|планшетных ПК]], на матрицах производства Hitachi Displays.
 
==== PLS и IPS ====
Компания Samsung не давала описания технологии PLS<ref>{{cite web
Компания Samsung не давала описания технологии PLS<ref>{{cite web|url=http://www.3dnews.ru/display/627740|title=Samsung S27A850: PLS-матрица как условие победы &#124; Мониторы и проекторы - 3DNews - Daily Digital Digest|accessdate=2013-01-28}}</ref>. Сделанные независимыми наблюдателями сравнительные исследования матриц IPS и PLS под микроскопом не выявили отличий<ref>{{cite web|url=http://uk.hardware.info/reviews/3000/5/samsung-galaxy-tab-2-101-vs-toshiba-at300-review-old-versus-new-pls-versus-ips|title=Samsung Galaxy Tab 2 10.1 vs Toshiba AT300 review: old versus new - PLS versus IPS &#124; Hardware.Info United Kingdom|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77ie8cn?url=http://uk.hardware.info/reviews/3000/5/samsung-galaxy-tab-2-101-vs-toshiba-at300-review-old-versus-new-pls-versus-ips|archivedate=2013-02-01}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/monitors/31166|title=Samsung SA850: первый монитор на матрице PLS &#124; Мониторы &#124; Статьи Hardware &#124; Статьи, обзоры &#124; Новости и статьи &#124; Ф-Центр|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77jmTP1?url=http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles%2Fhardware%2Fmonitors%2F31166|archivedate=2013-02-01}}</ref>. То, что PLS является разновидностью IPS, косвенно признала сама корпорация Samsung своим иском против корпорации LG: в иске утверждалось, что используемая LG технология AH-IPS является модификацией технологии PLS<ref>{{cite web|url=http://www.zdnet.com/samsung-display-sues-lg-over-lcd-patents-again-7000008723/|title=Samsung Display sues LG over LCD patents, again &#124; ZDNet|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77nd4yh?url=http://www.zdnet.com/samsung-display-sues-lg-over-lcd-patents-again-7000008723/|archivedate=2013-02-01}}</ref>.
|url = http://www.3dnews.ru/display/627740
|title = Samsung S27A850: PLS-матрица как условие победы &#124; Мониторы и проекторы
|author =
|date = 2012-04-18
|work =
|publisher = 3DNews — Daily Digital Digest
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
Компания Samsung не давала описания технологии PLS<ref>{{cite web|url=http://www.3dnews.ru/display/627740|title=Samsung S27A850: PLS-матрица как условие победы &#124; Мониторы и проекторы - 3DNews - Daily Digital Digest|accessdate=2013-01-28}}</ref>. Сделанные независимыми наблюдателями сравнительные исследования матриц IPS и PLS под микроскопом не выявили отличий<ref>{{cite web|url=http://uk.hardware.info/reviews/3000/5/samsung-galaxy-tab-2-101-vs-toshiba-at300-review-old-versus-new-pls-versus-ips|title=Samsung Galaxy Tab 2 10.1 vs Toshiba AT300 review: old versus new - PLS versus IPS &#124; Hardware.Info United Kingdom|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77ie8cn?url=http://uk.hardware.info/reviews/3000/5/samsung-galaxy-tab-2-101-vs-toshiba-at300-review-old-versus-new-pls-versus-ips|archivedate=2013-02-01}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/monitors/31166|title=Samsung SA850: первый монитор на матрице PLS &#124; Мониторы &#124; Статьи Hardware &#124; Статьи, обзоры &#124; Новости и статьи &#124; Ф-Центр|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77jmTP1?url=http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles%2Fhardware%2Fmonitors%2F31166|archivedate=2013-02-01}}</ref>. То, что PLS является разновидностью IPS, косвенно признала сама корпорация Samsung своим иском против корпорации LG: в иске утверждалось, что используемая LG технология AH-IPS является модификацией технологии PLS<ref>{{cite web|url=http://www.zdnet.com/samsung-display-sues-lg-over-lcd-patents-again-7000008723/|title=Samsung Display sues LG over LCD patents, again &#124; ZDNet|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77nd4yh?url=http://www.zdnet.com/samsung-display-sues-lg-over-lcd-patents-again-7000008723/|archivedate=2013-02-01}}</ref>.
 
== Подсветка ==