LCD-Monitore. Gerät, Beschreibung des Funktionsprinzips der Monitorkomponenten nach dem Modell ACER AL1716 Das erste Flüssigkristalldisplay

Das „Herzstück“ eines jeden Flüssigkristallmonitors ist die LCD-Matrix (Liquid Cristall Display). Das LCD-Panel ist eine komplexe mehrschichtige Struktur. Ein vereinfachtes Diagramm eines Farb-TFT-LCD-Panels ist in Abb. 2 dargestellt.

Das Funktionsprinzip jedes Flüssigkristallbildschirms basiert auf der Eigenschaft von Flüssigkristallen, die Polarisationsebene des durch sie hindurchtretenden Lichts proportional zur an sie angelegten Spannung zu ändern (zu drehen). Wenn ein Polarisationsfilter (Polarisator) im Weg des polarisierten Lichts platziert wird, das durch Flüssigkristalle geht, können Sie durch Ändern der an die Flüssigkristalle angelegten Spannung die vom Polarisationsfilter durchgelassene Lichtmenge steuern. Wenn der Winkel zwischen den Polarisationsebenen des Lichts, das durch die Flüssigkristalle und den Lichtfilter geht, 0 Grad beträgt, dann passiert das Licht den Polarisator ohne Verlust (maximale Transparenz), wenn er 90 Grad beträgt, dann passiert der Lichtfilter eine minimale Lichtmenge durchlassen (minimale Transparenz).

Abb.1. LCD-Monitor. Funktionsprinzip der LCD-Technologie.

So ist es mit Flüssigkristallen möglich, optische Elemente mit variablem Transparenzgrad herzustellen. In diesem Fall hängt die Lichtdurchlässigkeit eines solchen Elements von der daran angelegten Spannung ab. Jeder LCD-Bildschirm eines Computermonitors, Laptops, Tablets oder Fernsehers enthält mehrere Hunderttausend bis mehrere Millionen dieser Zellen, die Bruchteile eines Millimeters groß sind. Sie werden zu einer LCD-Matrix zusammengefasst und mit ihrer Hilfe können wir ein Bild auf der Oberfläche eines Flüssigkristallbildschirms erzeugen.
Flüssigkristalle wurden Ende des 19. Jahrhunderts entdeckt. Die ersten darauf basierenden Anzeigegeräte erschienen jedoch erst Ende der 60er Jahre des 20. Jahrhunderts. Die ersten Versuche, LCD-Bildschirme in Computern einzusetzen, wurden in den achtziger Jahren des letzten Jahrhunderts unternommen. Die ersten Flüssigkristallmonitore waren monochrom und in der Bildqualität den Kathodenstrahlröhren (CRT)-Displays deutlich unterlegen. Die Hauptnachteile der ersten Generation von LCD-Monitoren waren:

- geringe Leistung und Bildträgheit;
- „Schwänze“ und „Schatten“ im Bild aus den Bildelementen;
- schlechte Bildauflösung;
- Schwarzweiß- oder Farbbild mit geringer Farbtiefe;
- usw.

Der Fortschritt blieb jedoch nicht stehen und im Laufe der Zeit wurden neue Materialien und Technologien bei der Herstellung von Flüssigkristallmonitoren entwickelt. Fortschritte in der Mikroelektroniktechnologie und die Entwicklung neuer Substanzen mit Flüssigkristalleigenschaften haben die Leistung von LCD-Monitoren erheblich verbessert.

Design und Betrieb einer TFT-LCD-Matrix.

Eine der wichtigsten Errungenschaften war die Erfindung der LCD-TFT-Matrixtechnologie – einer Flüssigkristallmatrix mit Dünnschichttransistoren (Thin Film Transistors). TFT-Monitore haben die Pixelgeschwindigkeit drastisch erhöht, die Bildfarbtiefe erhöht und es geschafft, „Schwänze“ und „Schatten“ zu beseitigen.
Der Aufbau des in TFT-Technologie hergestellten Panels ist in Abb. 2 dargestellt

Abb.2. Strukturdiagramm der TFT-LCD-Matrix.
Ein Vollfarbbild auf einer LCD-Matrix wird aus einzelnen Punkten (Pixeln) gebildet, von denen jeder normalerweise aus drei Elementen (Subpixeln) besteht, die für die Helligkeit jeder der Hauptfarbkomponenten verantwortlich sind – normalerweise Rot (R), Grün (G) und Blau (B) - RGB. Das Videosystem des Monitors scannt kontinuierlich alle Subpixel der Matrix und zeichnet einen Ladungspegel proportional zur Helligkeit jedes Subpixels in den Speicherkondensatoren auf. Dünnschichttransistoren (Thin Film Trasistor (TFT) – daher wird die TFT-Matrix tatsächlich so genannt) verbinden Speicherkondensatoren zum Zeitpunkt des Schreibens von Informationen in ein bestimmtes Subpixel mit dem Datenbus und schalten den Speicherkondensator auf Ladungserhaltung um Modus für den Rest der Zeit.
Die im Speicherkondensator der TFT-Matrix gespeicherte Spannung wirkt auf die Flüssigkristalle eines bestimmten Subpixels und dreht die Polarisationsebene des von der Hintergrundbeleuchtung durch sie hindurchtretenden Lichts um einen Winkel proportional zu dieser Spannung. Nach dem Durchgang durch eine Zelle mit Flüssigkristallen gelangt das Licht in einen Matrix-Lichtfilter, auf dem für jedes Subpixel ein Lichtfilter einer der Primärfarben (RGB) gebildet wird. Das Muster der relativen Positionen von Punkten unterschiedlicher Farbe ist bei jedem LCD-Panel-Typ unterschiedlich, dies ist jedoch ein separates Thema. Anschließend gelangt der erzeugte Lichtstrom der Primärfarben in einen externen Polarisationsfilter, dessen Lichtdurchlässigkeit vom Polarisationswinkel der auf ihn einfallenden Lichtwelle abhängt. Ein Polarisationsfilter ist für diejenigen Lichtwellen durchlässig, deren Polarisationsebene parallel zu seiner eigenen Polarisationsebene verläuft. Mit zunehmendem Winkel beginnt der Polarisationsfilter, immer weniger Licht durchzulassen, bis zu einer maximalen Dämpfung bei einem Winkel von 90 Grad. Idealerweise sollte ein Polarisationsfilter kein orthogonal zu seiner eigenen Polarisationsebene polarisiertes Licht durchlassen, aber im wirklichen Leben dringt ein kleiner Teil des Lichts durch. Daher verfügen alle LCD-Displays über eine unzureichende Schwarztiefe, die sich besonders bei hohen Helligkeitsstufen der Hintergrundbeleuchtung bemerkbar macht.
Dadurch passiert in einem LCD-Display der Lichtstrom einiger Subpixel verlustfrei einen Polarisationsfilter, von anderen Subpixeln wird er um einen gewissen Betrag gedämpft und von einigen Subpixeln wird er fast vollständig absorbiert. Durch Anpassen des Pegels jeder Primärfarbe in einzelnen Subpixeln ist es somit möglich, daraus ein Pixel mit einem beliebigen Farbton zu erhalten. Und erstellen Sie aus vielen farbigen Pixeln ein bildschirmfüllendes Farbbild.
Der LCD-Monitor ermöglichte einen großen Durchbruch in der Computertechnologie und machte ihn einer großen Zahl von Menschen zugänglich. Darüber hinaus wäre es ohne einen LCD-Bildschirm unmöglich, tragbare Computer wie Laptops und Netbooks, Tablets und Mobiltelefone zu entwickeln. Aber ist beim Einsatz von Flüssigkristallanzeigen alles so rosig? Lesen Sie weiter, um mehr über ihre Vor- und Nachteile zu erfahren ...

Das Hauptelement von LCD-Monitoren ist natürlich das Flüssigkristallpanel (LCD-Panel). Das LCD-Panel kann aus folgenden Gründen als eines der Hauptelemente von Monitoren angesehen werden: Es ist das größte und teuerste Element des Monitors, und es sind die Eigenschaften des Panels, die die Bildqualität und die Eigenschaften des Monitors selbst bestimmen. Das Design des Panels und die seiner Herstellung zugrunde liegenden Prinzipien bestimmen das Schaltungsdesign des restlichen Monitors, seine Schnittstelle und seine Elementbasis. Ein LCD-Panel wiederum ist alles andere als ein einfaches Gerät, da es neben der Flüssigkristallmatrix selbst auch Zeilen- und Spaltentreiberschaltkreise sowie Schaltkreise zur Auswahl von Zeilen und Spalten enthält. Außerdem befinden sich im Inneren des Panels Schnittstellenschaltungen und ein Mikrocontroller, der die Schnittstellen bedient. Darüber hinaus integrieren viele Hersteller auch eine Hintergrundbeleuchtungseinheit in das Panel. All dies führt uns zu dem Schluss, dass eine kompetente Reparatur und Diagnose von LCD-Monitoren ohne Kenntnisse über LCD-Panels einfach unmöglich ist.

Der beste Weg, die Funktionsprinzipien und das Design von LCD-Panels zu studieren, besteht darin, diese Probleme am Beispiel eines bestimmten Produkts zu betrachten. Als Beispiel wird vorgeschlagen, das Panel-Modell LTM213U4-L01 von Samsung Electronics zu wählen, einem der führenden Hersteller dieser Produkte.

Spezifikationen des LCD-Panels

Zunächst lohnt es sich natürlich zu entscheiden, welche Art von Panel aufgrund seiner Auflösung, Größe, Farbeigenschaften usw. in Betracht gezogen wird. kann das Design des Panels selbst erheblich verändern. Die wichtigsten Eigenschaften und Merkmale des LCD-Panels werden in Tabellenform dargestellt – Tabelle 1.

Tabelle 1.

Parameter, Charakteristik	Bedeutung
Typ	Aktive Matrix TFT
Maße	432 x 324 mm (21,3 Zoll – Diagonale), Dicke – 26 mm
Gewicht	3,9 kg
Bildelement	Amorpher Silizium-Dünnschichttransistor ( da ich)
Anzahl der angezeigten Farben	16,7 Millionen (8 Bit pro Farbe)
Anzahl Punkte (Auflösung)	1600x1200
Typische Reaktionszeit	25 ms
Maximale Reaktionszeit	35 ms
Betrachtungswinkel vertikal oder horizontal	170°
Blickwinkel in alle Richtungen	Mindestens 85°
Punktabstand	0,27 mm
Anzeigemodus	Normal - schwarz
Art der Hintergrundbeleuchtung	Eingebauter Lampentyp CCFT – zwei Dreifachlampen (insgesamt sechs)
Oberflächentyp	Offenes LDI (LVDS)
Typ des verwendeten Empfängers LVDS	DS90CF388
Lage der Punkte	Vertikale Streifen R, G, B
Verwendete Technologien
Betriebstemperaturbereich	Von 0 bis +50 °C
Lagertemperaturbereich	Von -20 bis +65 °C
Zulässige Vibrationen	Bis zu 1 G
Zulässige Treffer	Bis zu 50 G

LCD-Panel-Design

LCD-Panel-Design

Blockdiagramm des Panels LCD -Panel ist in Abb. 1 dargestellt, und aus diesem Diagramm lassen sich die folgenden Kommentare ableiten.

1) Das Panel enthält ein Hintergrundbeleuchtungsmodul. Diese Lösung ist nicht für alle Modelle typisch. LCD -Module. Es ist jedoch zu beachten, dass die Wechselrichterschaltung kein integraler Bestandteil des Produkts ist und der Wechselrichter vom Monitorhersteller entwickelt werden muss. Ein Wechselrichter ist eine Stromquelle, die Gleichspannung von der Stromquelle in gepulste Hochspannungsspannung umwandelt, die den Lampen zugeführt wird. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul besteht aus sechs Kaltkathoden-Leuchtstofflampen ( CCFL ). Diese sechs Lampen sind in zwei Gruppen (jeweils drei) angeordnet. Wie bei den allermeisten anderen LCD-Panels sind die Lampen an den Rändern der Flüssigkristallmatrix platziert. Jede der sechs Lampen verfügt über einen separaten Anschlussstecker.

2) Das LCD-Panel ist mit einer Schnittstelle ausgestattet LVDS , was hohe Datenübertragungsraten ermöglicht und die Wahrscheinlichkeit von Störungen verringert. Durch die Verwendung dieser Schnittstelle wird auch die Vielseitigkeit des Panels gewährleistet, d.h. Es kann mit jeder Steuerplatine verwendet werden, die mit einer Schnittstelle ausgestattet ist LVDS . Bei Verwendung der Schnittstelle LVDS Informationen werden in serieller Form an das LCD-Panel übertragen und daher enthält das Panel einen Seriell-Parallel-Datenkonverter. Ein solcher Wandler wird als integrierte Schaltung bezeichnet Empfänger (Empfänger). In parallele Form umgewandelte Daten werden weiter an den Display-Controller-Chip übertragen TCON.

3) TCON-Chip Bietet Kontrolle über die Synchronisierung, den Empfang und die Verteilung von Daten über Spalten- und Zeilentreiber. Am Ausgang der Mikroschaltung TCON Es werden so viele Steuersignale erzeugt, wie insgesamt Steuertransistoren im Panel vorhanden sind, und die Berechnung ihrer Anzahl ist recht einfach. Wenn dieses Panel eine „Auflösung“ von 1600x1200 unterstützt, dann hat der Bildschirm 1200 Zeilen und 4800 Spalten (1600x3), d.h. Jeder farbige Punkt besteht aus drei benachbarten Punkten. Dieses Panel verwendet die Streifentopologie von Punkten ( Streifen ), und ein Beispiel für die Lage der Punkte ist in Abb. 2 dargestellt.

4) Spaltentreiber werden in Form einer integrierten Schaltung implementiert. Signale zur Auswahl des einen oder anderen Treibertransistors kommen von der Mikroschaltung TCON als TTL-Signale – Dieser Zusammenhang ist in Abb. 1 durch die Linie dargestellt Kontrolle . Darüber hinaus wird die PWM-Technik verwendet, um Graustufenabstufungen bereitzustellen ( Pulsweitenmodulation – PWM ). Bei dieser Methode werden während des Adressierungsprozesses unterschiedliche Leitungsabtastimpulsbreiten verwendet. In diesem Fall wird die Unterstützung des PWM-Verfahrens hardwaremäßig im Aufbau des Spaltentreibers bereitgestellt. Über den Steuerbus (in Abb. 1 bezeichnet). Videodaten ) Für jedes Pixel wird ein 8-Bit-Code übertragen, der 256 Graustufen entspricht. Die Abstufungscodes werden in das Spaltentreiberregister geschrieben und dann in Impulsdauern umgewandelt, die proportional zum Code sind.

Optische Eigenschaften eines LCD-Panels und Methoden zu deren Messung

Grundlegende optische Eigenschaften, die für Flüssigkristall-Panels spezifiziert sind, und deren Werte für das Panel Samsung LTM 213 U 4- L 01 sind in Tabelle 2 dargestellt.

LCD-Panel-Design

Das Blockdiagramm des LCD-Panels ist in Abb. 1 dargestellt, und anhand dieses Diagramms können die folgenden Beobachtungen gemacht werden.

Reis. 1

1) Das Panel enthält ein Hintergrundbeleuchtungsmodul. Diese Lösung ist nicht für alle Modelle von LCD-Modulen typisch. Es ist jedoch zu beachten, dass die Wechselrichterschaltung kein integraler Bestandteil des Produkts ist und der Wechselrichter vom Monitorhersteller entwickelt werden muss. Ein Wechselrichter ist eine Stromquelle, die Gleichspannung von der Stromquelle in gepulste Hochspannungsspannung umwandelt, die den Lampen zugeführt wird. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul besteht aus sechs Kaltkathoden-Leuchtstofflampen (CCFL). Diese sechs Lampen sind in zwei Gruppen (jeweils drei) angeordnet. Wie bei den allermeisten anderen LCD-Panels sind die Lampen an den Rändern der Flüssigkristallmatrix platziert. Jede der sechs Lampen verfügt über einen separaten Anschlussstecker.

2) Das LCD-Panel ist mit einer LVDS-Schnittstelle ausgestattet, die eine hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit gewährleisten und die Möglichkeit von Störungen verringern kann. Durch die Verwendung dieser Schnittstelle wird auch die Vielseitigkeit des Panels gewährleistet, d.h. Es kann mit jeder Steuerplatine verwendet werden, die mit einer LVDS-Schnittstelle ausgestattet ist. Bei Verwendung der LVDS-Schnittstelle werden Informationen seriell an das LCD-Panel übertragen, weshalb das Panel einen Seriell-Parallel-Wandler enthält. Dieser Konverter ist ein integrierter Schaltkreis, der Empfänger genannt wird. Die in parallele Form umgewandelten Daten werden weiter an den TCON-Display-Controller-Chip übertragen.

3) Der TCON-Chip ermöglicht die Steuerung der Synchronisation, des Empfangs und der Verteilung von Daten über Spalten- und Zeilentreiber. Am Ausgang des TCON-Chips werden so viele Steuersignale erzeugt, wie insgesamt Steuertransistoren im Panel vorhanden sind, und ihre Anzahl zu berechnen ist recht einfach. Wenn dieses Panel eine „Auflösung“ von 1600x1200 unterstützt, dann hat der Bildschirm 1200 Zeilen und 4800 Spalten (1600x3), d.h. Jeder farbige Punkt besteht aus drei benachbarten Punkten. Dieses Panel verwendet genau die Streifentopologie von Punkten (Stripe), und ein Beispiel für die Position von Punkten ist in Abb. 2 dargestellt.

Reis. 2

4) Spaltentreiber werden in Form einer integrierten Schaltung implementiert. Signale zur Auswahl des einen oder anderen Treibertransistors kommen vom TCON-Chip in Form von TTL-Signalen – dieser Zusammenhang ist in Abb. 1 durch die Steuerleitung dargestellt. Darüber hinaus wird das PWM-Verfahren (Pulse-Width-Modulation – PWM) verwendet, um Graustufenabstufungen bereitzustellen. Bei dieser Methode werden während des Adressierungsprozesses unterschiedliche Leitungsabtastimpulsbreiten verwendet. In diesem Fall wird die Unterstützung des PWM-Verfahrens hardwaremäßig im Aufbau des Spaltentreibers bereitgestellt. Der Steuerbus (in Abb. 1 mit VideoData bezeichnet) überträgt für jedes Pixel einen 8-Bit-Code, der 256 Graustufen entspricht. Die Abstufungscodes werden in das Spaltentreiberregister geschrieben und dann in Impulsbreiten umgewandelt, die proportional zum Code sind.

5) Das LCD-Panel enthält einen Steuerkreis für die Versorgungsspannung. Bei dieser Schaltung handelt es sich um einen Wandler und Regler, der Versorgungsspannungen für alle Panelelemente erzeugt, wobei die Nennwerte dieser Spannungen unterschiedlich sind.

Optische Eigenschaften eines LCD-Panels und Methoden zu deren Messung

Die wichtigsten optischen Eigenschaften, die für Panels auf Basis von Flüssigkristallen spezifiziert sind, und ihre Werte für das Samsung LTM213U4-L01-Panel sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2.

Charakteristisch				Bezeichnung	Messbedingungen	Bedeutung			Einheit Messung
Charakteristisch				Bezeichnung	Messbedingungen	Mindest	Typ	Max	Einheit Messung
Kontrastskala					Das Messgerät wird streng senkrecht zum Bildschirm platziert – der Betrachtungswinkel beträgt 0° in jede Richtung: θ = 0° φ = 0°
Reaktionszeit		Aufsteigende Front							ms
Reaktionszeit		Vorne fallen							ms
Weiße Helligkeit (Mitte des Bildschirms)				Y(L)					CD/m2
Farbe Koordinaten	Rot Farben		(X)			Abweichung 0 .03	0.632	Abweichung 0 .03
	Rot Farben		(J)				0.353
	Grüne Farbe		(X)				0.293
	Grüne Farbe		(J)				0.590
	Von blauer Farbe		(X)				0.140
	Von blauer Farbe		(J)				0.090
	Weiß		(X)				0.310
	Weiß		(J)				0.340
Ecke Rezension	Waagerecht		Links		Die Winkelmessung erfolgt bei einem Kontrastwert von mehr als 10 ( C/R > 10)				Hagel
	Waagerecht		Rechts						Hagel
	Von Vertikalen		Hoch	φ H					Hagel
	Von Vertikalen		Runter	φ L					Hagel
Ungleichmäßige Helligkeit				Buni

Die in Tabelle 2 genannten Methoden zur Messung dieser Merkmale sind recht interessant, und ein genauerer Blick auf diese Methoden vermittelt eine sehr gute Vorstellung davon, worauf man bei der Auswahl und Bestimmung der Qualität eines LCD-Monitors achten sollte. Diese Informationen sind auch für Serviceabteilungen notwendig, denn Nach Abschluss der Reparaturarbeiten ist es notwendig, die Ausgabeparameter des reparierten Produkts zu überwachen. Wenn diese nicht den angegebenen Werten entsprechen, nehmen Sie entweder eine Anpassung vor oder ersetzen Sie das Produkt, da die erforderliche Bildqualität nicht gewährleistet werden kann. Beginnen wir mit der Betrachtung der Techniken in der Reihenfolge, in der die Eigenschaften des Monitors in der Tabelle aufgeführt sind.

Bevor wir jedoch über Methoden zur Messung der Parameter eines LCD-Panels sprechen, ist es erwähnenswert, dass diese Arbeit erst durchgeführt werden darf, nachdem sich die Paneltemperatur stabilisiert hat. Daher sollten Sie den LCD-Monitor zunächst etwa 30 Minuten lang in dem Raum stehen lassen, in dem die Messungen durchgeführt werden. Dieser Raum sollte dunkel sein, d.h. Es sollten keine Fenster vorhanden sein und die Temperatur im Messraum sollte stabil sein. Die Umgebungstemperatur im Messraum sollte +25°C (±2°C) betragen. Die Forderung, im Raum keine Fenster zu haben, ist darauf zurückzuführen, dass Fremdlicht die Ergebnisse von Helligkeits-, Kontrast- und Betrachtungswinkelmessungen verfälschen kann.

Nach 30 Minuten schaltet sich der Monitor ein und die Hintergrundbeleuchtung beginnt zu leuchten, was zu einer Erwärmung des LCD-Panels selbst führt. Um mögliche Verzerrungen und Ungenauigkeiten bei den Messungen zu vermeiden, müssen Sie warten, bis sich das Panel unter dem Einfluss der Hintergrundbeleuchtungslampe erwärmt. Nach dem Einschalten des Monitors müssen Sie etwa 30 Minuten warten. Und erst danach können Sie sicher sein, dass die Messungen korrekt sind und keine Temperaturfehler auftreten.

Wie bereits erwähnt, sollte das Messgerät genau in der Mitte des Bildschirms angebracht werden, ohne dass es zu einer Neigung kommt, wie in Abb. 3 dargestellt.

Reis. 3

Samsung empfiehlt die Verwendung der folgenden Arten von Analysatoren (Fotodetektoren) zur Messung der Monitoreigenschaften:

1. TOPCON BM-5A

3. FOTOFORSCHUNG PR650

Das BM-5A-Gerät wird in einem Abstand von 40 cm vom Bildschirm platziert und dieses Gerät misst die Helligkeit, den Kontrastumfang, den Betrachtungswinkel und die Ungleichmäßigkeit der Bildschirmhelligkeit. Das BM-7-Gerät misst die Reaktionszeit der Punkte und platziert das Gerät in einem Abstand von 50 cm vom Bildschirm. Das PR650-Gerät misst die Farbeigenschaften (Koordinaten) des Panels, installiert in einem Abstand von 50 cm von der Bildschirmoberfläche.

Um einige Parameter des LCD-Panels zu erhalten, müssen Messungen nicht nur in der Mitte, sondern auch an den Rändern des Bildschirms durchgeführt werden. Diese Punkte (und ihre Koordinaten, also Zeilen und Spalten) sind in Abb. 4 markiert.

Reis. 4

Kontrastmessung

Die Kontrastskala (Bereich), in der englischen technischen Dokumentation als C/R bezeichnet, ist das Verhältnis zweier Helligkeitswerte: für einen weißen und für einen schwarzen Bildschirm – Formel (1).

Der Analysator erhält zwei Werte Gmax und Gmin am zentralen Punkt des Bildschirms (Punkt Nr. 5 in Abb. 4). Der Gmax-Wert wird gemessen, wenn alle Punkte auf dem LCD-Panel weiß leuchten. Der Gmin-Wert wird vom Analysator gemessen, sofern alle Punkte auf dem Bildschirm schwarz sind.

Der große Wert der Kontrastskala ist zweifellos ein Vorteil des Produkts, denn... Dieses Bedienfeld bietet eine große Auswahl an Bildkontrasteinstellungen.

Messung der Reaktionszeit

Die Reaktionszeit ist die Summe zweier Parameter: Anstiegszeit (Tr) und Abfallzeit (Tf). Die Anstiegszeit wird gemessen, wenn das LCD-Panel von Schwarz auf Weiß umschaltet. Die Abklingzeit wird gemessen, wenn das Panel von Weiß auf Schwarz wechselt. Das Prinzip der Messung der Zeit Tr und der Zeit Tf ist in Abb. 5 dargestellt.

Reis. 5

Weißhelligkeitsmessung

Diese Eigenschaft des LCD-Panels wird mit dem BM-5A-Gerät in der Mitte des Bildschirms gemessen (Punkt Nr. 5 in Abb. 4). Ein hoher Wert dieser Eigenschaft entspricht einem breiten Helligkeitsbereich und ist zudem ein Zeichen für ein gutes Panel.

Farbeigenschaften messen

Die Farbkoordinaten jeder Farbe werden mit einem PR650-Gerät gemessen, das ebenfalls genau gegenüber der Bildschirmmitte installiert ist (Punkt Nr. 5 in Abb. 4). Farbmessungen werden gemäß der CIE1931-Spezifikation durchgeführt. Die Farbkoordinaten werden für jede Farbe separat gemessen, wobei die entsprechende Farbe nacheinander auf dem Bildschirm eingeschaltet wird.

Messung der Ungleichmäßigkeit der Bildschirmhelligkeit

Um diese Eigenschaft zu erhalten, misst das BM-5A-Gerät die Helligkeit neunmal – an jedem der in Abb. 4 angegebenen Punkte, vorausgesetzt, alle Punkte auf dem Bildschirm sind weiß. Als nächstes werden aus den neun erhaltenen Ergebnissen zwei ausgewählt – der Maximalwert (Bmax) und der Minimalwert (Bmin), und aus diesen beiden Ergebnissen wird die Unebenheit gemäß Formel (2) berechnet.

Neben den visuellen Parametern wird das LCD-Panel auch durch die in der Tabelle angegebenen elektrischen Eigenschaften beschrieben. 3.

Tisch 3.

Parameter		Bezeichnung	Bedeutung					Einheit Messung
			Mindest	Typ		Max
Versorgungsspannung
Oberflächentyp		LVDS	Öffnen Sie LDI
Derzeitiger Verbrauch	Mit schwarzer Vorlage					1020	mA
	Mit Mosaikmuster				1060	1200	mA
					1260	1520	mA
							Hz
		F H					kHz
		F DCLK					MHz
Spitzenstromwert		ICH RENNE

Einige in der Tabelle dargestellte Daten bedürfen einer Erläuterung.

1. Bandbreite (Grundfrequenz) ist die Synchronisationsfrequenz der Punkte, ermittelt am Eingang des LVDS-Bussenders (mehr dazu lesen Sie in Nr. 2 unseres Magazins).

2. Der Spitzenstromwert wird zum Zeitpunkt des Anlegens der Versorgungsspannung an das LCD-Panel ermittelt. Um den Spitzenstrom zum Zeitpunkt des Anlegens der Versorgungsspannung zu erhalten, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

- Alle Steuer- und Signalleitungen des LCD-Panels müssen geerdet sein.

- Die Anstiegszeit der Versorgungsspannung sollte etwa 470 μs betragen (genauer gesagt sollte sich der Spannungspegel in der Stromleitung des LCD-Panels in 470 μs von 10 % auf 90 % des Nennwerts ändern).

3. Die vom LCD-Panel verbrauchte Strommenge hängt vom Ausgabebild ab. Das Panel verbraucht den minimalen Strom, wenn ein durchgehend schwarzes Bild angezeigt wird, und den maximalen, wenn ein durchgehend weißes Bild angezeigt wird. Es ist jedoch üblich, den Idd-Wert zu messen, wenn eine bestimmte Vorlage auf den Bildschirm geladen wird. Wie aus der Tabelle hervorgeht, wird der aktuelle Verbrauch dreimal gemessen – auf verschiedenen Vorlagen, was ein objektiveres Bild ergibt.

Diese Vorlagen sind:

1. Durchgehend schwarzer Bildschirm – Abb. 6.

Reis. 6

2. Mosaikschirm oder Schachfeld – Abb. 7.

Reis. 7

3. Vertikale abwechselnde schwarze und weiße Linien, wobei jede Linie (sowohl schwarz als auch weiß) aus zwei vertikalen logischen Spalten besteht – Abb. 8.

Reis. 8

Hintergrundbeleuchtungsmodul

Beim Samsung LTM213U4-L01-Panel besteht das Hintergrundbeleuchtungsmodul aus sechs Lampen, die in zwei Gruppen unterteilt sind – jede Gruppe verfügt über drei Lampen. Die elektrischen Eigenschaften eines Paars von Hisind in Tabelle 4 dargestellt.

Tabelle 4.

Parameter		Bezeichnung	Bedeutung					Einheit Messung
			Mindest	Typ		Max
Versorgungsspannung
Oberflächentyp		LVDS	Öffnen Sie LDI
Derzeitiger Verbrauch	Mit schwarzer Vorlage					1020	mA
	Mit Mosaikmuster				1060	1200	mA
	Mit einem Muster aus zwei vertikalen Linien				1260	1520	mA
Bildrate							Hz
Horizontale Synchronfrequenz		F H					kHz
Bandbreite (Grundfrequenz)		F DCLK					MHz
Spitzenstromwert		ICH RENNE

Moderne LCD-Panels verwenden traditionell Kaltkathoden-Fluoreszenzlampen (CCFLs), und die in diesem Testbericht besprochene ist keine Ausnahme. Alle Leuchtstofflampen zeichnen sich jedoch durch ein Merkmal aus – eine erhebliche Abhängigkeit sowohl der Helligkeit des Glühens als auch der Einschaltart der Lampe von der Umgebungstemperatur.

Die Versorgungsspannung der Lampen wird von einem Wechselrichter geliefert, der mittels Pulsweitenmodulation (PWM) angesteuert werden kann. Die Helligkeit der Lampen und ihre „Lebensdauer“ werden allein durch die Wechselrichterschaltung bestimmt. Die Aufgabe des Monitorherstellers wird daher darin bestehen, eine Wechselrichterschaltung zu entwickeln, die keine zu hohe Spannung an die Lampen abgeben darf. Als Anforderungen an den Wechselrichter kann man auch die Stabilität der gepulsten Hochfrequenzspannung am Ausgang nennen.

Die hohe Frequenz von mehreren zehn kHz, mit der Leuchtstofflampen betrieben werden, kann durch das Zusammenspiel der Lampenfrequenz und der dringenden Abtastfrequenz zu Interferenzerscheinungen führen. Das Phänomen der Interferenz führt dazu, dass auf dem Bildschirm Phänomene wie „schwebende“ Linien und Moiré auftreten. Um Störungen zu unterdrücken, muss die Frequenz, mit der der Wechselrichter arbeitet, möglichst weit von der Horizontalfrequenz und der Frequenz der horizontalen Grundschwingungen abweichen.

Ein gut ausgelegter Wechselrichter sollte nach spätestens 1 Sekunde für eine eigene Abschaltung sorgen. Falls der Stecker der Hintergrundbeleuchtungslampe nicht angeschlossen ist.

Die „Lebensdauer“ von Lampen (Hr) ist ein herkömmlicher Wert, der als die Zeit berechnet wird, in der die Ausgangshelligkeit der Lampen im Vergleich zur anfänglichen Betriebsdauer um die Hälfte abnimmt. Bei der Berechnung der „Lebensdauer“ müssen die Umgebungstemperatur, die 25 °C betragen sollte, sowie der Wert des effektiven Lampenstroms berücksichtigt werden, der für dieses Panel bei 6,5 mArms liegen sollte.

Da die Lampen an den Rändern des Bildschirms platziert sind, befindet sich aus Symmetriegründen auf jeder Seite des Bildschirms eine Lampe aus einem Paar (Abb. 9).

Reis. 9

Abbildung 10 zeigt die Verteilung der Pins des Hintergrundbeleuchtungsmoduls auf die Anschlüsse und ihre Zuordnung zu den Wechselrichteranschlüssen.

Reis. 10

Panel-Schnittstellen

Das LCD-Panel ist über drei Schnittstellen mit externen Schaltkreisen verbunden:

- V(12-poliger Stecker);

- Stromversorgungsschnittstelle für das Hintergrundbeleuchtungsmodul (6 Anschlüsse mit jeweils 3-4 Kontakten);

- LVDS-Schnittstelle zur Übertragung von Steuersignalen, Synchronisationssignalen und Farbinformationen.

Die Vverfügt über eine sehr einfache Signalverteilung über die Kontakte – die ersten sechs Pins sind +5V, die restlichen sechs Pins sind Masse (Tabelle 5).

Tabelle 5.

	Zweck
	5 V
	5 V
	5 V
	5 V
	5 V
	5 V


9,10

Die Schnittstelle des Backlight-Moduls wurde bereits im vorherigen Abschnitt des Artikels ausreichend ausführlich beschrieben. Das Problem mit der Informationsschnittstelle muss noch behoben werden.

Das LCD-Panel LTM213U4-L01 nutzt die LVDS-Schnittstelle, die heute die am weitesten verbreitete Schnittstelle in LCD-Modulen ist. Da Daten über diese Schnittstelle über ein Paar Differenzleitungen in serieller Form übertragen werden, enthält das LCD-Modul einen LVDS-Busempfänger, der den seriellen Code der empfangenen Daten in eine parallele Form umwandelt, was für den TCON-Controller praktisch ist. Dieses Gerät verwendet den DS90C388-Chip als LVDS-Busempfänger. Aber Empfänger und Sender von LVDS-Signalen sind normalerweise ein einziger Satz integrierter Schaltkreise. In Verbindung mit dem Empfänger als LVDS-Sender wird ein DS90C387-Chip verwendet, der sich auf der Steuerplatine des LCD-Panels befindet. Die LVDS-Schnittstelle ist als 31-poliger Stecker ausgeführt, dessen Signalverteilung in Tabelle 6 beschrieben ist.

Tabelle 6.

№	Bezeichnung	Zweck
		Allgemein
		Allgemein
	A 0 M	Dateneingang (Kanal 0) Differentialpaar (invertierter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 0) Differentialpaar (direkter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 1) Differentialpaar (inverser Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 1) Differenzpaar (direkter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 2) Differentialpaar (invertierter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 2) Differentialpaar (direkter Ausgang)
		Allgemein
		Allgemein
	CLKM	Takteingang zum Konvertieren von Daten von seriell nach parallel. Inverser Ausgang des Differenzverstärkers.
	CLKP	Takteingang zum Konvertieren von Daten von seriell nach parallel. Direkter Ausgang des Differenzverstärkers.
	Ein 3 M	Datenausgang (Kanal 3) Differentialpaar (invertierter Ausgang)
		Datenausgang (Kanal 3) Differentialpaar (Direktausgang)
		Allgemein
		Allgemein
		Dateneingang (Kanal 4) Differentialpaar (invertierter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 4) Differentialpaar (direkter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 5) Differentialpaar (invertierter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 5) Differentialpaar (direkter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 6) Differentialpaar (invertierter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 6) Differentialpaar (direkter Ausgang)
		Allgemein
		Allgemein
		Dateneingang (Kanal 7) Differentialpaar (invertierter Ausgang)
		Dateneingang (Kanal 7) Differentialpaar (direkter Ausgang)
		Reserviert

Ein vollständigeres Bild der Schnittstellenkonfiguration ist in Abb. 11 dargestellt.

Reis. elf

Die Farbe jedes Punktes wird in 24-Bit codiert, d. h. 8 Ziffern für jede der Primärfarben (Rot, Grün, Blau). Informationen für jede der drei Farben werden über zwei Differenzleitungen übertragen, um die Schnittstellenleistung zu erhöhen. Somit werden sechs Kanäle Differenzleitungen zur Farbübertragung verwendet. Ein weiterer Differenzkanal dient zur Übertragung horizontaler und vertikaler Synchronisationssignale.

Der Ausgang des LVDS-Empfängers erzeugt 24 Datenbits für die geraden Punkte der Linie (BE...,GE..,RE...) und 24 Bits für die ungeraden Punkte (BO..., GO..., RO...). Schnittstellen-Timing-Diagramme sind in Abb. 12 dargestellt.

Reis. 12

Wartung und Betrieb des LCD-Panels

Nachdem wir alle Merkmale des internen Aufbaus des LCD-Panels Samsung LTM213U4-L01 untersucht haben, kommen wir zu einer der praktischsten Fragen: Wie man mit diesem Modul richtig arbeitet, was damit gemacht werden darf und was strengstens verboten ist , wie man das Panel während des Betriebs richtig pflegt und welche Vorsichtsmaßnahmen bei Reparaturarbeiten zu treffen sind. Alle unten aufgeführten Regeln und Empfehlungen gelten für das LCD-Panel, da es jedoch das Hauptelement von Monitoren ist, kann alles Gesagte automatisch auf LCD-Monitore im Allgemeinen übertragen werden.

Regeln für die Lagerung von LCD-Panels

1. Stellen Sie das LCD-Modul nicht für längere Zeit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit aus. Die optimalen Lagerbedingungen sind Temperaturen von 0 bis +35 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von weniger als 70 %.

2. Lagern Sie TFT-LCD-Panels nicht, wenn sie direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind.

3. LCD-Panels sollten an einem dunklen Ort, fern von Sonnenlicht und Leuchtstofflampen, gelagert werden.

Regeln für Betrieb und Wartung des LCD-Panels

1. Das LCD-Panel darf keinen mechanischen Verformungen oder Torsionskräften ausgesetzt sein.

2. Vermeiden Sie starke Stöße und Überlastungen. Dies kann nicht nur zu Schäden an der LCD-TFT-Matrix selbst, sondern auch an den Lampen des Hintergrundbeleuchtungsmoduls führen.

3. Die polarisierende Oberfläche des Panels ist sehr zerbrechlich und kann sehr leicht beschädigt werden. Drücken oder kratzen Sie nicht mit Bleistiften, Kugelschreibern usw. auf die Bildschirmoberfläche.

4. Wenn Wasser-, Öl- oder Fetttropfen auf die Oberfläche des Bildschirms gelangen, entfernen (wischen) Sie diese sofort ab. Bleiben Tropfen zurück, kann es an diesen Stellen zu Fleckenbildung und Farbverlust kommen.

5. Wenn die Bildschirmoberfläche verschmutzt ist, reinigen Sie sie mit speziellen saugfähigen Tüchern oder einem sehr weichen Tuch.

6. Zur Reinigung des Bildschirms empfiehlt es sich, als Reinigungsmittel Wasser, Isopropylalkohol oder Hexan zu verwenden.

7. Es ist strengstens verboten, Lösungsmittel der Ketonklasse (z. B. Aceton), Ethylalkohol, Toluol, Ethylsäure, Metolchlorid und alle auf ihrer Basis hergestellten Produkte zu verwenden. Die Verwendung dieser Substanzen kann aufgrund der daraus resultierenden chemischen Reaktion die Polarisationsschicht des Bildschirms sofort beschädigen.

8. Wenn Flüssigkristallmaterial aus dem Panel austritt, berühren Sie es nicht mit den Händen und bringen Sie es nicht in Augen, Nase oder Mund. Sollte diese Zusammensetzung dennoch auf Ihre Haut, Hände oder Kleidung gelangen, müssen Sie alles gründlich mit Wasser und Seife waschen.

9. Es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um das Panel vor elektrostatischen Entladungen zu schützen, die zum Ausfall elektronischer Elemente (Chips) im Inneren des Panels führen können.

11. Die Schutzfolie vom Display muss unmittelbar vor Gebrauch entfernt werden, denn es bietet auch Schutz vor elektrostatischen Entladungen.

12. Bei Verwendung des LCD-Panels im Außenbereich (im Freien) empfiehlt sich die Verwendung von UV-Filtern.

13. Während des Betriebs ist die Bildung von Kondenswasser zu vermeiden.

14. Wenn die gleichen Informationen sehr lange auf dem Bildschirm angezeigt werden, kann es beim Benutzer zu einem Phänomen kommen, bei dem auch bei ausgeschaltetem Monitor die Umrisse dieses Bildes auf dem Bildschirm sichtbar sind, d. h. der Bildschirm scheint unter dem entsprechenden Bild „durchzubrennen“.

1. Bei der Installation des LCD-Panels müssen Sie sicherstellen, dass alle Befestigungselemente verwendet werden, d. h. Das Panel muss sicher und fest im Gehäuse eingebaut sein.

2. Achten Sie darauf, die Drähte der Hintergrundbeleuchtungslampen nicht zu verbiegen und nicht zu fest an den Drähten zu ziehen.

4. Berühren Sie die Kontakte der Panel-Anschlüsse nicht mit bloßen Händen (ohne Handschuhe) – dies kann deren Leitfähigkeit beeinträchtigen.

5. Montage- und Demontagearbeiten werden am besten auf speziellen, mit weichen antistatischen Materialien bedeckten Tabletts und mit weichen Handschuhen durchgeführt.

6. Das Anschließen und Trennen des Panels von den Steuerkreisen sollte nur bei ausgeschaltetem Strom erfolgen.

7. Die hohen Frequenzen, mit denen die internen elektronischen Schaltkreise des LCD-Panels arbeiten, können elektromagnetische Interferenzen verursachen. Um diese Phänomene zu reduzieren, ist das Panel „geerdet“ und abgeschirmt. Daher müssen bei der Montage des Panels alle diese Maßnahmen unbedingt beachtet werden.

8. Es ist auch zu berücksichtigen, dass die Länge des Verbindungskabels zwischen den Hintergrundbeleuchtungslampen und dem Wechselrichter minimal sein sollte und die Lampen direkt an den Wechselrichter angeschlossen werden sollten. Eine Verlängerung der Anschlussdrähte kann dazu führen, dass die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung abnimmt und die Startspannung ansteigt.

Das Bild wird aus einzelnen Elementen erstellt, normalerweise durch ein Scansystem. Einfache Geräte (elektronische Uhren, Telefone, Player, Thermometer usw.) können über ein Monochrom- oder 2- bis 5-Farben-Display verfügen. Das mehrfarbige Bild wird mit 2008 erzeugt. In den meisten Desktop-Monitoren basierend auf TN- (und einigen *VA-)Matrizen sowie in allen Laptop-Displays werden Matrizen mit 18-Bit-Farbe (6 Bit pro Kanal) und 24-Bit verwendet wird mit Flackern und Dithering emuliert.

LCD-Monitorgerät

Subpixel des Farb-LCD-Displays

Jedes Pixel eines LCD-Displays besteht aus einer Molekülschicht zwischen zwei transparenten Elektroden und zwei Polarisationsfiltern, deren Polarisationsebenen (normalerweise) senkrecht stehen. In Abwesenheit von Flüssigkristallen wird das vom ersten Filter durchgelassene Licht vom zweiten fast vollständig blockiert.

Die mit den Flüssigkristallen in Kontakt stehende Oberfläche der Elektroden wird speziell behandelt, um die Moleküle zunächst in eine Richtung auszurichten. In einer TN-Matrix stehen diese Richtungen senkrecht zueinander, sodass sich die Moleküle ohne Spannung in einer helikalen Struktur ausrichten. Diese Struktur bricht Licht so, dass sich die Polarisationsebene vor dem zweiten Filter dreht und das Licht verlustfrei durch ihn hindurchtritt. Abgesehen von der Absorption der Hälfte des unpolarisierten Lichts durch den ersten Filter kann die Zelle als transparent betrachtet werden. Wenn an die Elektroden Spannung angelegt wird, neigen die Moleküle dazu, sich in Richtung des Feldes auszurichten, wodurch die Schraubenstruktur verzerrt wird. In diesem Fall wirken elastische Kräfte entgegen und beim Abschalten der Spannung kehren die Moleküle in ihre ursprüngliche Position zurück. Bei ausreichender Feldstärke verlaufen nahezu alle Moleküle parallel, was zu einer undurchsichtigen Struktur führt. Durch Variation der Spannung können Sie den Grad der Transparenz steuern. Wenn über einen längeren Zeitraum eine konstante Spannung angelegt wird, kann sich die Flüssigkristallstruktur aufgrund der Ionenwanderung verschlechtern. Um dieses Problem zu lösen, wird Wechselstrom verwendet oder die Polarität des Feldes jedes Mal geändert, wenn die Zelle angesprochen wird (die Opazität der Struktur hängt nicht von der Polarität des Feldes ab). In der gesamten Matrix ist es möglich, jede der Zellen einzeln zu steuern, mit zunehmender Anzahl wird dies jedoch schwieriger, da die Anzahl der erforderlichen Elektroden zunimmt. Daher wird fast überall die Zeilen- und Spaltenadressierung verwendet. Das durch die Zellen hindurchtretende Licht kann natürlich sein – vom Substrat reflektiert (bei LCD-Displays ohne Hintergrundbeleuchtung). Es wird jedoch häufiger verwendet; es ist nicht nur unabhängig von der Außenbeleuchtung, sondern stabilisiert auch die Eigenschaften des resultierenden Bildes. Somit besteht ein vollwertiger LCD-Monitor aus einer Elektronik, die das Eingangsvideosignal verarbeitet, einer LCD-Matrix, einem Hintergrundbeleuchtungsmodul, einem Netzteil und einem Gehäuse. Es ist die Kombination dieser Komponenten, die die Eigenschaften des Monitors als Ganzes bestimmt, obwohl einige Eigenschaften wichtiger sind als andere.

Technische Daten des LCD-Monitors

Die wichtigsten Eigenschaften von LCD-Monitoren:

Auflösung: Horizontale und vertikale Abmessungen, ausgedrückt in Pixel. Im Gegensatz zu CRT-Monitoren verfügen LCDs über eine „native“ physikalische Auflösung, der Rest wird durch Interpolation erreicht.

Fragment der LCD-Monitormatrix (0,78 x 0,78 mm), 46-fach vergrößert.

Punktgröße: der Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Pixel. Steht in direktem Zusammenhang mit der physikalischen Auflösung.

Bildschirmseitenverhältnis (Format): Das Verhältnis von Breite zu Höhe, zum Beispiel: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

Scheinbare Diagonale: Die Größe des Panels selbst, diagonal gemessen. Auch die Fläche der Displays hängt vom Format ab: Ein Monitor mit einem 4:3-Format hat eine größere Fläche als einer mit einem 16:9-Format bei gleicher Diagonale.

Kontrast: das Verhältnis der Helligkeit der hellsten und dunkelsten Punkte. Einige Monitore verwenden eine adaptive Hintergrundbeleuchtung mithilfe zusätzlicher Lampen; der für sie angegebene Kontrastwert (die sogenannte Dynamik) gilt nicht für ein statisches Bild.

Helligkeit: Die von einem Display abgegebene Lichtmenge, normalerweise gemessen in Candela pro Quadratmeter.

Reaktionszeit: Die minimale Zeit, die ein Pixel benötigt, um seine Helligkeit zu ändern. Messmethoden sind umstritten.

Betrachtungswinkel: Der Winkel, bei dem der Kontrastabfall einen bestimmten Wert erreicht, wird für verschiedene Matrizentypen und Hersteller unterschiedlich berechnet und ist oft nicht vergleichbar.

Matrixtyp: Die zur Herstellung des LCD-Displays verwendete Technologie.

Eingänge: (z. B. DVI, HDMI usw.).

Technologien

Uhr mit LCD-Display

LCD-Monitore wurden 1963 am David Sarnoff Research Center von RCA, Princeton, New Jersey, entwickelt.

Die wichtigsten Technologien bei der Herstellung von LCD-Displays: TN+Film, IPS und MVA. Diese Technologien unterscheiden sich in der Geometrie von Oberflächen, Polymer, Steuerplatte und Frontelektrode. Die Reinheit und Art des Polymers mit Flüssigkristalleigenschaften, das in bestimmten Designs verwendet wird, ist von großer Bedeutung.

Reaktionszeit von LCD-Monitoren, die mit SXRD-Technologie entwickelt wurden. Reflektierendes X-tal-Silikon-Display - Silizium-reflektierende Flüssigkristallmatrix), reduziert auf 5 ms. Sony, Sharp und Philips haben gemeinsam die PALC-Technologie entwickelt. Plasmaadressierter Flüssigkristall - Plasmasteuerung von Flüssigkristallen), die die Vorteile von LCD (Helligkeit und Farbsättigung, Kontrast) und Plasmapanels (große Betrachtungswinkel horizontal, H und vertikal, V, hohe Aktualisierungsgeschwindigkeit) vereint. Diese Displays nutzen Gasentladungsplasmazellen zur Helligkeitssteuerung und eine LCD-Matrix dient zur Farbfilterung. Durch die PALC-Technologie kann jedes Anzeigepixel einzeln angesprochen werden, was eine unübertroffene Steuerbarkeit und Bildqualität bedeutet.

TN+Film (Twisted Nematic + Film)

Der Teil „Film“ im Technologienamen bezeichnet eine zusätzliche Schicht, die zur Vergrößerung des Betrachtungswinkels (ungefähr von 90° auf 150°) verwendet wird. Derzeit wird das Präfix „Film“ häufig weggelassen und solche Matrizen einfach als TN bezeichnet. Leider wurde noch keine Möglichkeit gefunden, den Kontrast und die Reaktionszeit für TN-Panels zu verbessern, und die Reaktionszeit dieses Matrixtyps ist derzeit eine der besten, das Kontrastniveau jedoch nicht.

TN+-Folie ist die einfachste Technologie.

Die TN+-Filmmatrix funktioniert folgendermaßen: Wenn keine Spannung an die Subpixel angelegt wird, drehen sich die Flüssigkristalle (und das von ihnen übertragene polarisierte Licht) in der horizontalen Ebene im Raum zwischen den beiden Platten um 90° relativ zueinander. Und da die Polarisationsrichtung des Filters auf der zweiten Platte einen Winkel von 90° mit der Polarisationsrichtung des Filters auf der ersten Platte bildet, dringt Licht durch ihn hindurch. Wenn die roten, grünen und blauen Subpixel vollständig beleuchtet sind, erscheint ein weißer Punkt auf dem Bildschirm.

Zu den Vorteilen der Technologie zählen die kürzeste Reaktionszeit unter modernen Matrizen sowie niedrige Kosten.

IPS (In-Plane Switching)

Die In-Plane-Switching-Technologie wurde von Hitachi und NEC entwickelt und sollte die Nachteile der TN+-Folie überwinden. Allerdings konnte IPS zwar den Blickwinkel auf 170° erhöhen sowie einen hohen Kontrast und eine hohe Farbwiedergabe erzielen, die Reaktionszeit blieb jedoch auf niedrigem Niveau.

Derzeit sind Matrizen mit IPS-Technologie die einzigen LCD-Monitore, die immer die volle RGB-Farbtiefe übertragen – 24 Bit, 8 Bit pro Kanal. TN-Matrizen sind fast immer 6-Bit, ebenso wie der MVA-Teil.

Wenn keine Spannung an die IPS-Matrix angelegt wird, rotieren die Flüssigkristallmoleküle nicht. Der zweite Filter ist immer senkrecht zum ersten gedreht und es dringt kein Licht durch. Daher ist die Darstellung der schwarzen Farbe nahezu ideal. Fällt der Transistor aus, ist das „kaputte“ Pixel bei einem IPS-Panel nicht weiß wie bei einer TN-Matrix, sondern schwarz.

Beim Anlegen einer Spannung drehen sich die Flüssigkristallmoleküle senkrecht zu ihrer Ausgangsposition und lassen Licht durch.

IPS wird jetzt durch Technologie ersetzt S-IPS(Super-IPS, Hitachi-Jahr), das alle Vorteile der IPS-Technologie bietet und gleichzeitig die Reaktionszeit verkürzt. Doch trotz der Tatsache, dass sich die Farbe von S-IPS-Panels der von herkömmlichen CRT-Monitoren angenähert hat, bleibt der Kontrast immer noch ein Schwachpunkt. S-IPS wird aktiv in Panels mit einer Größe von 20 Zoll von LG eingesetzt. Philips und NEC bleiben die einzigen Hersteller von Panels, die diese Technologie verwenden.

AS-IPS- Die Advanced Super IPS-Technologie (Advanced Super-IPS) wurde in diesem Jahr ebenfalls von der Hitachi Corporation entwickelt. Die Verbesserungen betrafen hauptsächlich den Kontrast herkömmlicher S-IPS-Panels und näherten ihn dem Kontrast von S-PVA-Panels. AS-IPS wird auch als Bezeichnung für LG.Philips-Monitore verwendet.

A-TW-IPS- Advanced True White IPS (Advanced IPS mit echtem Weiß), entwickelt von LG.Philips für das Unternehmen. Durch die erhöhte Leistung des elektrischen Feldes konnten noch größere Betrachtungswinkel und Helligkeit erreicht sowie der Abstand zwischen den Pixeln verringert werden. AFFS-basierte Displays werden hauptsächlich in Tablet-PCs verwendet, auf Matrizen von Hitachi Displays.

*VA (vertikale Ausrichtung)

MVA- Vertikale Ausrichtung mehrerer Domänen. Diese Technologie wurde von Fujitsu als Kompromiss zwischen TN- und IPS-Technologien entwickelt. Die horizontalen und vertikalen Betrachtungswinkel für MVA-Matrizen betragen 160° (bei modernen Monitormodellen bis zu 176-178 Grad), und dank der Verwendung von Beschleunigungstechnologien (RTC) liegen diese Matrizen in der Reaktionszeit nicht weit hinter TN+Film zurück, aber übertreffen die Eigenschaften der letzteren deutlich in der Farbtiefe und der Genauigkeit ihrer Wiedergabe.

MVA ist der Nachfolger der 1996 von Fujitsu eingeführten VA-Technologie. Bei abgeschalteter Spannung sind die Flüssigkristalle der VA-Matrix senkrecht zum zweiten Filter ausgerichtet, d. h. sie lassen kein Licht durch. Beim Anlegen einer Spannung drehen sich die Kristalle um 90° und auf dem Bildschirm erscheint ein heller Punkt. Wie bei IPS-Matrizen übertragen Pixel kein Licht, wenn keine Spannung anliegt. Wenn sie also ausfallen, sind sie als schwarze Punkte sichtbar.

Die Vorteile der MVA-Technologie sind die tiefschwarze Farbe und das Fehlen sowohl einer helikalen Kristallstruktur als auch eines doppelten Magnetfelds.

Nachteile von MVA gegenüber S-IPS: Detailverlust in Schatten bei senkrechter Betrachtung, Abhängigkeit der Bildfarbbalance vom Betrachtungswinkel, längere Reaktionszeit.

Analoga von MVA sind Technologien:

PVA (Gemusterte vertikale Ausrichtung) von Samsung.
Super-PVA von Samsung.
Super MVA vom CMO.

MVA/PVA-Matrizen gelten als Kompromiss zwischen TN und IPS, sowohl hinsichtlich der Kosten als auch der Verbraucherqualitäten.

Vorteile und Nachteile

Bildverzerrung auf dem LCD-Monitor bei großem Betrachtungswinkel

Makrofoto einer typischen LCD-Matrix. In der Mitte erkennt man zwei defekte Subpixel (grün und blau).

Derzeit sind LCD-Monitore die wichtigste und sich schnell entwickelnde Richtung in der Monitortechnologie. Zu ihren Vorteilen gehören: geringe Größe und geringes Gewicht im Vergleich zur CRT. Im Gegensatz zu CRTs weisen LCD-Monitore kein sichtbares Flimmern, Fokussierungs- und Konvergenzfehler, Störungen durch Magnetfelder oder Probleme mit der Bildgeometrie und -schärfe auf. Der Energieverbrauch von LCD-Monitoren ist zwei- bis viermal geringer als der von CRT- und Plasmabildschirmen vergleichbarer Größe. Der Energieverbrauch von LCD-Monitoren wird zu 95 % durch die Leistung der Hintergrundbeleuchtungslampen oder der LED-Hintergrundbeleuchtungsmatrix bestimmt. Hintergrundbeleuchtung- Hintergrundbeleuchtung) LCD-Matrix. In vielen modernen (2007) Monitoren wird zur Anpassung der Bildschirmhelligkeit durch den Benutzer eine Pulsweitenmodulation der Hintergrundbeleuchtungslampen mit einer Frequenz von 150 bis 400 oder mehr Hertz verwendet. LED-Hintergrundbeleuchtung wird hauptsächlich in kleinen Displays eingesetzt, in den letzten Jahren wird sie jedoch zunehmend auch in Laptops und sogar Desktop-Monitoren eingesetzt. Trotz der technischen Schwierigkeiten bei der Umsetzung bietet es auch offensichtliche Vorteile gegenüber Leuchtstofflampen, beispielsweise ein breiteres Emissionsspektrum und damit einen größeren Farbraum.

Andererseits haben LCD-Monitore auch einige Nachteile, die sich grundsätzlich oft nur schwer beseitigen lassen, zum Beispiel:

Im Gegensatz zu CRTs können sie ein klares Bild in nur einer („Standard“)-Auflösung anzeigen. Der Rest wird durch Interpolation mit Verlust an Klarheit erreicht. Zudem können zu niedrige Auflösungen (zum Beispiel 320x200) auf vielen Monitoren überhaupt nicht dargestellt werden.
Farbumfang und Farbgenauigkeit sind geringer als bei Plasmabildschirmen bzw. CRTs. Viele Monitore weisen irreparable Ungleichmäßigkeiten in der Helligkeitsübertragung auf (Streifen in Verläufen).
Viele LCD-Monitore haben einen relativ geringen Kontrast und eine relativ geringe Schwarztiefe. Die Erhöhung des tatsächlichen Kontrasts geht oft mit einer einfachen Erhöhung der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung einher, bis hin zu unangenehmen Werten. Die weit verbreitete glänzende Beschichtung der Matrix beeinträchtigt lediglich den subjektiven Kontrast bei Umgebungslichtverhältnissen.
Aufgrund der strengen Anforderungen an eine konstante Matrixdicke besteht das Problem ungleichmäßiger Farben (Ungleichmäßigkeit der Hintergrundbeleuchtung).
Auch die tatsächliche Bildwechselgeschwindigkeit bleibt geringer als bei CRT- und Plasma-Displays. Die Overdrive-Technologie löst das Geschwindigkeitsproblem nur teilweise.
Die Abhängigkeit des Kontrasts vom Betrachtungswinkel bleibt nach wie vor ein wesentlicher Nachteil der Technologie.
Massenproduzierte LCD-Monitore sind anfälliger als CRTs. Besonders empfindlich ist die durch Glas ungeschützte Matrix. Bei starkem Druck kann es zu einer irreversiblen Verschlechterung kommen. Hinzu kommt das Problem defekter Pixel.
Entgegen der landläufigen Meinung verschlechtern sich die Pixel von LCD-Monitoren, obwohl die Verschlechterungsrate die langsamste aller Anzeigetechnologien ist.

OLED-Displays gelten oft als vielversprechende Technologie, die LCD-Monitore ersetzen kann. Andererseits stieß diese Technologie bei der Massenproduktion auf Schwierigkeiten, insbesondere bei Matrizen mit großer Diagonale.

siehe auch

Sichtbarer Bildschirmbereich
Blendfreie Beschichtung
de:Hintergrundbeleuchtung

Literatur

Artamonov O. Parameter moderner LCD-Monitore
Mukhin I. A. Wie wählt man einen LCD-Monitor aus? . „Computer Business Market“, Nr. 4 (292), Januar 2005, S. 284-291.
Mukhin I. A. Entwicklung von Flüssigkristallmonitoren. „RUNDFUNK Fernseh- und Radiorundfunk“: Teil 1 – Nr. 2(46) März 2005, S. 55-56; Teil 2 – Nr. 4(48) Juni-Juli 2005, S. 71-73.
Mukhin I. A. Moderne Flachbildschirmgeräte. „RUNDFUNK Fernsehen und Rundfunk“: Nr. 1(37), Januar-Februar 2004, S. 43-47.
Mukhin I. A., Ukrainsky O. V. Methoden zur Verbesserung der Qualität von Fernsehbildern, die von Flüssigkristallplatten wiedergegeben werden. Materialien des Berichts auf der wissenschaftlich-technischen Konferenz „Modern Television“, Moskau, März 2006.

Heutzutage steht die Technologie nicht still; sie entwickelt sich rasant weiter, wodurch immer mehr neue, erstaunliche und hochtechnologische Geräte auf die Welt kommen. Dies gilt auch für die heute am weitesten verbreiteten und aussichtsreichsten Fertigungstechnologien für LCD-Monitore. Doch wie ist ein LCD-Monitor aufgebaut und welche Vorteile bietet er? Genau darauf wird in dieser Veröffentlichung eingegangen.

1. Was ist ein LCD-Monitor?

Zunächst lohnt es sich zu verstehen, was ein LCD-Monitor ist. Dazu müssen Sie verstehen, was ein LCD-Display ist. Wie Sie wahrscheinlich schon vermutet haben, ist LCD eine Art Abkürzung, der vollständige Name lautet wie folgt: Liquid Crystal Display. Ins Russische übersetzt bedeutet das Flüssigkristallanzeige. Somit wird deutlich, dass LCD und LCD dasselbe sind.

Diese Technologie basiert auf der Verwendung spezieller Flüssigkristallmoleküle mit einzigartigen Eigenschaften. Solche Monitore haben eine Reihe unbestreitbarer Vorteile. Um sie zu verstehen, lohnt es sich, die Funktionsweise von LCD-Monitoren genauer zu untersuchen.

2. Der Aufbau eines LCD-Monitors und das Funktionsprinzip

Wie oben erwähnt, werden zur Herstellung des LCD-Displays spezielle Substanzen namens Cyanophenyle verwendet. Sie befinden sich in flüssigem Zustand, verfügen aber gleichzeitig über einzigartige Eigenschaften, die kristallinen Körpern innewohnen. Im Wesentlichen handelt es sich um eine Flüssigkeit mit anisotropen Eigenschaften, insbesondere optischen. Diese Eigenschaften hängen mit der Ordnung in der Orientierung von Molekülen zusammen.

Das Funktionsprinzip von Flüssigkristallmonitoren basiert auf den Polarisationseigenschaften von Kristallmolekülen. Diese Moleküle sind in der Lage, ausschließlich die Lichtkomponente zu übertragen, deren elektromagnetischer Induktionsvektor in einer parallelen optischen Ebene des Polaroids (Kristallmoleküls) liegt. Kristalle übertragen keine anderen Lichtspektren. Mit anderen Worten: Cyanophenyle sind Lichtfilter, die nur ein bestimmtes Lichtspektrum – eine der Grundfarben – durchlassen. Dieser Effekt wird Polarisation des Lichts genannt.

Aufgrund der Tatsache, dass lange Flüssigkristallmoleküle je nach elektromagnetischem Feld ihre Position ändern, ist es möglich geworden, die Polarisation zu steuern. Das heißt, abhängig von der Stärke des elektromagnetischen Feldes, das auf Cyenophenyle einwirkt, ändern sie ihre Position und Form, wodurch sich die Brechungswinkel des Lichts und ihre Polarisation ändern. Der Kombination der elektrooptischen Eigenschaften von Kristallen und der Fähigkeit, die Form eines Gefäßes anzunehmen, ist es zu verdanken, dass solche Moleküle Flüssigkristalle genannt werden.

Auf diesen Eigenschaften basiert das Funktionsprinzip eines LCD-Monitors. Durch Änderungen der Stärke des elektromagnetischen Feldes verändern die Flüssigkristallmoleküle ihre Position. So entsteht ein Bild.

2.1. LCD-Matrix

Die Matrix von LCD-Monitoren ist eine Anordnung, die aus vielen winzigen Segmenten, sogenannten Pixeln, besteht. Jeder dieser Pixel kann einzeln angesteuert werden, wodurch ein bestimmtes Bild entsteht. Die LCD-Monitormatrix besteht aus mehreren Schichten. Die Schlüsselrolle spielen zwei Paneele, die aus natriumfreiem und absolut reinem Glasmaterial bestehen. Dieses Material wird Substrat (oder im Volksmund Substrat) genannt. Zwischen diesen beiden Schichten befindet sich die dünnste Flüssigkristallschicht.

Darüber hinaus verfügen die Platten über spezielle Rillen, die die Kristalle steuern und ihnen die gewünschte Ausrichtung (Position) geben. Diese Rillen sind auf dem Paneel parallel zueinander und senkrecht zur Lage der Rillen auf dem anderen Paneel angeordnet. Das heißt, auf einer Platte sind sie horizontal und auf der anderen vertikal. Wenn Sie den Bildschirm durch eine Lupe betrachten, können Sie die dünnsten Streifen (vertikal und horizontal) erkennen. Sie bilden kleine Quadrate – das sind Pixel. Es gibt sie in runder Form, die überwiegende Mehrheit ist jedoch quadratisch.

Die Beleuchtung von Flüssigkristallplatten kann auf zwei Arten erfolgen:

Lichtreflexion;
Lichtdurchgang.

In diesem Fall kann die Polarisationsebene der Lichtströme im Moment des Durchgangs durch ein Panel um 90 ° gedreht werden.

Im Falle eines elektrischen Feldes richten sich die Kristallmoleküle teilweise vertikal entlang dieses Feldes aus. In diesem Fall ändert sich der Drehwinkel der Polarisationsebene der Lichtflüsse und weicht von 90˚ ab. Dadurch dringt Licht ungehindert durch die Moleküle.

Eine solche Drehung des Flugzeugs ist mit bloßem Auge absolut unmöglich zu erkennen. Aus diesem Grund bestand die Notwendigkeit, den Glasscheiben zwei weitere Schichten hinzuzufügen, die als Polarisationsfilter fungieren. Sie übertragen ausschließlich die Spektren von Lichtstrahlen, deren Polarisationsachse dem eingestellten Wert entspricht. Mit anderen Worten: Dank der zusätzlichen Panels wird das Licht in dem Moment, in dem es den Polarisator passiert, geschwächt. Die Lichtintensität hängt vom Winkel zwischen der Polarisationsebene (Zusatzscheiben) und der Polarisatorachse (Hauptglasscheiben) ab.

Liegt keine Spannung an, ist die Zelle vollständig transparent, da der erste Polarisator ausschließlich Licht mit der entsprechenden Polarisationsrichtung empfängt. Die Polarisationsrichtung wird durch die Flüssigkristallmoleküle vorgegeben, und wenn das Licht den zweiten Polarisator erreicht, ist es bereits gedreht, um ihn problemlos zu passieren.

Bei Einwirkung eines elektrischen Feldes wird der Polarisationsvektor um einen kleineren Winkel gedreht. Dies wiederum macht den zweiten Polarisator für Lichtströme teilweise transparent. Wenn wir dafür sorgen, dass sich die Polarisationsebene in Flüssigkristallmolekülen nicht dreht, wird das Licht vollständig vom zweiten Polarisator absorbiert. Mit anderen Worten: Wenn die Rückseite des Displays beleuchtet ist, wird die Vorderseite komplett schwarz.

2.2. Polarisationssteuerung in LCD-Monitoren mittels Elektroden

Vor diesem Hintergrund haben die Entwickler die Displays mit einer ausreichenden Anzahl an Elektroden ausgestattet, die in einzelnen Teilen des Bildschirms (in jedem Pixel) unterschiedliche elektromagnetische Felder erzeugen. Dank dieser Lösung gelang es ihnen, unter den Bedingungen einer ordnungsgemäßen Steuerung der Potentiale dieser Elektroden Buchstaben und sogar komplexe mehrfarbige Bilder auf dem Bildschirm wiederzugeben. Diese Elektroden können jede beliebige Form haben und befinden sich in transparentem Kunststoff.

Dank moderner technologischer Innovationen sind Elektroden sehr klein – sie sind für das bloße Auge praktisch unsichtbar. Dadurch kann eine relativ große Anzahl von Elektroden auf einer relativ kleinen Anzeigefläche platziert werden, wodurch die Auflösung des LCD-Displays erhöht werden kann. Dadurch können Sie wiederum die Qualität des angezeigten Bildes verbessern und selbst die komplexesten Bilder reproduzieren.

2.3. Erhalten eines Farbbildes

Das Funktionsprinzip von Flüssigkristallmonitoren umfasst recht komplexe Prozesse. Dadurch erhält der Benutzer jedoch qualitativ hochwertige Bilder auf seinem Monitor. Um Farbbilder anzuzeigen, benötigt ein LCD-Display eine Hintergrundbeleuchtung, die es ermöglicht, dass Licht von der Rückseite des Bildschirms einfällt. Dadurch können Benutzer auch in dunklen Umgebungen die höchstmögliche Bildqualität erleben.

Das Funktionsprinzip von LCD-Monitoren zur Anzeige von Farbbildern basiert auf der Verwendung derselben drei Primärfarben:

Blau;
Grün;
Rot.

Um diese Spektren zu erhalten, werden drei Filter verwendet, um die verbleibenden Spektren der sichtbaren Strahlung herauszufiltern. Durch die Kombination dieser Farben für jedes Pixel (jede Zelle) ist es möglich, ein Vollfarbbild anzuzeigen.

Heutzutage gibt es zwei Möglichkeiten, ein Farbbild zu erhalten:

Verwendung mehrerer hintereinander angeordneter Filter. Dies führt zu einem kleinen Anteil an durchgelassenem Licht.
Nutzung der Eigenschaften von Flüssigkristallmolekülen. Um Strahlung der erforderlichen Länge zu reflektieren (oder zu absorbieren), können Sie die Stärke der elektromagnetischen Feldspannung ändern, die sich auf die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle auswirkt und dadurch die Strahlung filtert.

Jeder Hersteller wählt seine eigene Option, um ein Farbbild zu erhalten. Es ist erwähnenswert, dass die erste Methode einfacher, die zweite jedoch effektiver ist. Es ist auch erwähnenswert, dass zur Verbesserung der Bildqualität in modernen LCD-Displays mit hoher Bildschirmauflösung die STN-Technologie verwendet wird, mit der Sie die Polarisationsebenen des Lichts in Kristallen um 270 ° drehen können. Es wurden auch Matrizentypen wie TFT und IPS entwickelt.

Am weitesten verbreitet sind heutzutage TFT- und IPS-Matrizen.

TFT steht für Thin Film Transistor. Mit anderen Worten: Es handelt sich um einen Dünnschichttransistor, der das Pixel steuert. Die Dicke eines solchen Transistors beträgt 0,1–0,01 Mikrometer. Dank dieser Technologie ist es möglich, durch die Steuerung jedes einzelnen Pixels eine noch höhere Bildqualität zu erzielen.

Die IPS-Technologie ist die neueste Entwicklung, mit der Sie höchste Bildqualität erzielen können. Es bietet maximale Betrachtungswinkel, hat aber eine längere Reaktionszeit. Das heißt, es reagiert langsamer auf Spannungsänderungen. Allerdings ist der Zeitunterschied zwischen 5 ms und 14 ms absolut nicht sichtbar.

Jetzt wissen Sie, wie ein LCD-Monitor funktioniert. Das ist jedoch noch nicht alles. Es gibt so etwas wie die Bildschirmaktualisierungsrate.

3. Bildwiederholfrequenz des LCD-Monitors

Die Bildschirmaktualisierungsrate ist ein Merkmal, das die Anzahl der möglichen Bildwechsel pro Sekunde angibt – die Anzahl der Bilder pro Sekunde. Dieser Indikator wird in Hz gemessen. Die Bildschirmaktualisierungsrate wirkt sich auf die Bildqualität aus, insbesondere auf die Geschmeidigkeit der Bewegungen. Die maximal sichtbare Frequenzgrenze liegt bei 120 Hz. Wir werden keine Frequenz oberhalb dieser Grenze sehen können, daher macht es keinen Sinn, sie zu erhöhen. Damit der Monitor jedoch mit einer solchen Frequenz arbeiten kann, ist eine leistungsstarke Grafikkarte erforderlich, die mit einem Spielraum die gleichen 120 Hz erzeugen kann.

Darüber hinaus wirkt sich die Bildschirmaktualisierungsrate auf die Sehorgane und sogar auf die Psyche aus. Dieser Effekt äußert sich vor allem in der Ermüdung der Augen. Bei einer niedrigen Flimmerfrequenz ermüden die Augen schnell und beginnen zu schmerzen. Darüber hinaus kann es bei Menschen, die zu Epilepsie neigen, zu Anfällen kommen. Moderne LCD-Monitore verwenden jedoch spezielle Lampen zur Hintergrundbeleuchtung der Matrix, die eine Frequenz von über 150 Hz haben, und die angegebene Bildwiederholfrequenz hat einen größeren Einfluss auf die Geschwindigkeit des Bildwechsels, nicht jedoch auf das Flackern der Anzeige. Daher haben LCD-Monitore die geringsten Auswirkungen auf die Sehorgane und den menschlichen Körper.

4. Funktionsweise des LCD-Displays: Video

4.1. Erforderliche Monitorfrequenz für die 3D-Anzeige

Zur Verwendung aktiver und polarisierter 3D-Brillen werden LCD-Matrizen mit einer Bildwiederholfrequenz von 120 Hz verwendet. Dies ist notwendig, um die Bilder für jedes Auge zu trennen, und die Frequenz für jedes Auge muss mindestens 60 Hz betragen. Monitore mit einer Frequenz von 120 Hz können für normale 2D-Filme oder Spiele verwendet werden. Gleichzeitig ist die Laufruhe spürbar besser als bei Monitoren mit einer Frequenz von 60 Hz.

Darüber hinaus verwenden solche Monitore spezielle Lampen oder LED-Hintergrundbeleuchtungen, die eine noch höhere Flimmerfrequenz haben, die bei etwa 480 Hz liegt. Dies wiederum reduziert die Belastung der Sehorgane deutlich.

In modernen Monitoren gibt es zwei Methoden zur Implementierung einer Matrix-Hintergrundbeleuchtung:

LED – LED-Hintergrundbeleuchtung;
Leuchtstofflampen.

Alle großen Hersteller stellen auf den Einsatz von LED-Hintergrundbeleuchtung um, da diese erhebliche Vorteile gegenüber Leuchtstofflampen bietet. Sie sind heller, kompakter, sparsamer und ermöglichen eine gleichmäßigere Lichtverteilung.

Dank des Einsatzes modernster Technologien stehen LCD-Monitore ihren direkten Konkurrenten – Plasma-Panels – in nichts nach und übertreffen diese teilweise sogar.

Emuliertes Flackern mit Dithering [ ] .

Technische Eigenschaften

Die wichtigsten Eigenschaften von LCD-Displays:

Matrixtyp – bestimmt durch die zur Herstellung des LCD-Displays verwendete Technologie;
Matrixklasse; Die Norm ISO 13406-2 unterscheidet vier Klassen von Matrizen entsprechend der zulässigen Anzahl „toter Pixel“;
Auflösung – horizontale und vertikale Abmessungen, ausgedrückt in Pixel. Im Gegensatz zu CRT-Monitoren haben LCD-Displays eine feste Auflösung, der Rest wird durch Interpolation unterstützt (CRT-Monitore haben ebenfalls eine feste Anzahl von Pixeln, die jedoch aufgrund der Besonderheiten der Technologie ebenfalls aus roten, grünen und blauen Punkten bestehen Bei der Ausgabe einer nicht standardmäßigen Auflösung ist keine Interpolation erforderlich.
Punktgröße (Pixelgröße) – der Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Pixel. Steht in direktem Zusammenhang mit der physikalischen Auflösung;
Bildschirmseitenverhältnis (proportionales Format) – Verhältnis von Breite zu Höhe (5:4, 4:3, 3:2 (15:10), 8:5 (16:10), 5:3 (15:9), 16: 9 usw.);
sichtbare Diagonale – die Größe des Panels selbst, diagonal gemessen. Auch die Fläche der Displays hängt vom Format ab: Bei gleicher Diagonale hat ein 4:3-Format-Monitor eine größere Fläche als ein 16:9-Format-Monitor;
Kontrast – das Verhältnis der Helligkeit der hellsten und dunkelsten Punkte bei einer bestimmten Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung. Einige Monitore verwenden eine adaptive Hintergrundbeleuchtung mithilfe zusätzlicher Lampen. Der für sie angegebene Kontrastwert (die sogenannte Dynamik) gilt nicht für ein statisches Bild.
Helligkeit – die vom Display abgegebene Lichtmenge (normalerweise gemessen in Candela pro Quadratmeter);
Reaktionszeit – die minimale Zeit, die ein Pixel benötigt, um seine Helligkeit zu ändern. Bestehend aus zwei Größen:
- Pufferzeit (Input-Lag). Ein hoher Wert stört dynamische Spiele; normalerweise geschwiegen; gemessen durch Vergleich mit einer Bildröhre in der Hochgeschwindigkeitsfotografie. Jetzt (2011) innerhalb von 20-50; bei einigen frühen Modellen erreichte sie 200 ms;
- Schaltzeit. In den Monitorspezifikationen angegeben. Ein hoher Wert verschlechtert die Videoqualität; Messmethoden sind nicht eindeutig. Mittlerweile (2016) beträgt die angegebene Schaltzeit bei fast allen Monitoren 1-6 ms;
Betrachtungswinkel – der Winkel, bei dem der Kontrastabfall einen bestimmten Wert erreicht, wird für verschiedene Matrizentypen und von verschiedenen Herstellern unterschiedlich berechnet und ist oft nicht vergleichbar. Einige Hersteller geben in den technischen Parametern ihrer Monitore Blickwinkel an, wie zum Beispiel: CR 5:1 – 176/176°, CR 10:1 – 170/160°. Die Abkürzung CR (engl. Contrast Ratio) bezeichnet den Kontrastgrad bei bestimmten Betrachtungswinkeln im Verhältnis zum Kontrast bei Betrachtung senkrecht zum Bildschirm. Im dargestellten Beispiel reduziert sich der Kontrast in der Mitte des Bildschirms bei Betrachtungswinkeln von 170°/160° auf einen Wert von mindestens 10:1, bei Betrachtungswinkeln von 176°/176° auf mindestens 5:1.

Gerät

Strukturell besteht die Anzeige aus folgenden Elementen:

LCD-Matrizen (ursprünglich ein flaches Paket aus Glasplatten, zwischen deren Schichten sich Flüssigkristalle befinden; in den 2000er Jahren begann man mit der Verwendung flexibler Materialien auf Polymerbasis);
Lichtquellen zur Beleuchtung;
Kontaktkabelbaum (Drähte);
Gehäuse, meist aus Kunststoff, mit Metallrahmen zur Gewährleistung der Steifigkeit.

Pixelzusammensetzung der LCD-Matrix:

zwei transparente Elektroden;
eine Molekülschicht zwischen den Elektroden;
zwei Polarisationsfilter, deren Polarisationsebenen (normalerweise) senkrecht stehen.

Wenn zwischen den Filtern keine Flüssigkristalle wären, würde das vom ersten Filter durchgelassene Licht vom zweiten Filter fast vollständig blockiert werden.

Legt man an die Elektroden Spannung an, neigen die Moleküle dazu, sich in Richtung des elektrischen Feldes auszurichten, wodurch die Schraubenstruktur verzerrt wird. In diesem Fall wirken elastische Kräfte entgegen und beim Abschalten der Spannung kehren die Moleküle in ihre ursprüngliche Position zurück. Bei ausreichender Feldstärke verlaufen nahezu alle Moleküle parallel, was zu einer undurchsichtigen Struktur führt. Durch Variation der Spannung können Sie den Grad der Transparenz steuern.

Wenn über einen längeren Zeitraum eine konstante Spannung angelegt wird, kann sich die Flüssigkristallstruktur aufgrund der Ionenwanderung verschlechtern. Um dieses Problem zu lösen, wird bei jeder Ansprache der Zelle Wechselstrom oder eine Änderung der Polarität des Feldes verwendet (da die Änderung der Transparenz beim Einschalten des Stroms unabhängig von seiner Polarität auftritt).

In der gesamten Matrix ist es möglich, jede der Zellen einzeln zu steuern, mit zunehmender Anzahl wird dies jedoch schwieriger, da die Anzahl der erforderlichen Elektroden zunimmt. Daher wird fast überall die Zeilen- und Spaltenadressierung verwendet.

Das durch die Zellen hindurchtretende Licht kann natürlich sein – vom Substrat reflektiert (bei LCD-Displays ohne Hintergrundbeleuchtung). Aber häufiger verwendet, stabilisiert es neben der Unabhängigkeit von der Außenbeleuchtung auch die Eigenschaften des resultierenden Bildes.

Kleine LCD-Displays ohne aktive Hintergrundbeleuchtung, die in elektronischen Uhren, Taschenrechnern usw. verwendet werden extrem geringer Stromverbrauch, was einen langfristigen (bis zu mehreren Jahren) autonomen Betrieb solcher Geräte ohne Austausch galvanischer Elemente gewährleistet.

Andererseits haben LCD-Monitore aber auch viele Nachteile, die oft grundsätzlich nur schwer zu beseitigen sind, zum Beispiel:

Im Gegensatz zu CRTs können sie ein klares Bild nur in einer („Standard“)-Auflösung anzeigen. Der Rest wird durch Interpolation erreicht;
Im Vergleich zu CRTs haben LCD-Monitore einen geringen Kontrast und eine geringe Schwarztiefe. Die Erhöhung des tatsächlichen Kontrasts geht oft mit einer einfachen Erhöhung der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung einher, bis hin zu unangenehmen Werten. Die weit verbreitete glänzende Beschichtung der Matrix beeinträchtigt lediglich den subjektiven Kontrast bei Umgebungslichtverhältnissen;
Aufgrund der strengen Anforderungen an die konstante Dicke der Matrizen besteht das Problem der Ungleichmäßigkeit der gleichmäßigen Farbe (Ungleichmäßigkeit der Hintergrundbeleuchtung) – bei einigen Monitoren kommt es zu einer nicht behebbaren Ungleichmäßigkeit der Helligkeitsübertragung (Streifen in Farbverläufen), die mit der Verwendung linearer Blöcke verbunden ist;
Auch die tatsächliche Bildwechselgeschwindigkeit bleibt deutlich geringer als bei CRT- und Plasma-Displays. Die Overdrive-Technologie löst das Geschwindigkeitsproblem nur teilweise;
Die Abhängigkeit des Kontrasts vom Betrachtungswinkel bleibt nach wie vor ein wesentlicher Nachteil der Technologie. CRT-Displays vermeiden dieses Problem vollständig;
Massenproduzierte LCD-Monitore sind schlecht vor mechanischer Beschädigung geschützt. Besonders empfindlich ist die Matrix, wenn sie nicht durch Glas geschützt ist. Bei starkem Druck kann es zu einer irreversiblen Verschlechterung kommen;
Es besteht das Problem defekter Pixel. Die maximal zulässige Anzahl fehlerhafter Pixel, abhängig von der Bildschirmgröße, ist in der internationalen Norm ISO 13406-2 (in Russland - GOST R 52324-2005) festgelegt. Der Standard definiert 4 Qualitätsklassen für LCD-Monitore. Die höchste Klasse – 1 – lässt das Vorhandensein fehlerhafter Pixel überhaupt nicht zu. Der niedrigste Wert liegt bei 4, was bis zu 262 fehlerhafte Pixel pro 1 Million funktionierender Pixel ermöglicht. CRT-Monitore sind von diesem Problem nicht betroffen;
Die Pixel von LCD-Monitoren verschlechtern sich, wobei die Verschlechterungsrate die niedrigste aller Anzeigetechnologien ist, mit Ausnahme von Laserdisplays, die überhaupt nicht davon betroffen sind.
kein sehr großer Betriebstemperaturbereich: Selbst bei niedrigen negativen Umgebungstemperaturen verschlechtern sich die dynamischen Eigenschaften (und werden dann funktionsunfähig).
Die Matrizen sind ziemlich zerbrechlich und ihr Austausch ist sehr teuer

OLED-Displays (organische Leuchtdiodenmatrix) werden oft als vielversprechende Technologie angesehen, die LCD-Monitore ersetzen kann, doch bei der Massenproduktion stößt sie auf viele Schwierigkeiten, insbesondere bei Matrizen mit großer Diagonale.

Technologien

Die wichtigsten Technologien bei der Herstellung von LCD-Displays: TN+Film, IPS (SFT, PLS) und MVA. Diese Technologien unterscheiden sich in der Geometrie von Oberflächen, Polymer, Steuerplatte und Frontelektrode. Die Reinheit und Art des Polymers mit Flüssigkristalleigenschaften, das in bestimmten Designs verwendet wird, ist von großer Bedeutung.

Reaktionszeit von LCD-Monitoren, die mit SXRD-Technologie entwickelt wurden. Reflektierendes X-tal-Silikon-Display- Silizium-reflektierende Flüssigkristallmatrix), reduziert auf 5 ms.

Derzeit [ Wann?] In Russland entwickeln und produzieren nur zwei Unternehmen (Moscow MELT und Saratov NPP Display) LCD-Displays mit TN- und STN-Technologien [ ] .

TN+Film

TN + Film (Twisted Nematic + Film) ist die einfachste Technologie. Das Wort „Film“ im Namen der Technologie bedeutet „zusätzliche Schicht“, die zur Vergrößerung des Betrachtungswinkels (ungefähr von 90 auf 150°) verwendet wird. Derzeit wird das Präfix „Film“ häufig weggelassen und solche Matrizen einfach als TN bezeichnet. Eine Möglichkeit, den Kontrast und die Betrachtungswinkel für TN-Panels zu verbessern, wurde noch nicht gefunden, und die Reaktionszeit dieses Matrixtyps ist derzeit eine der besten, das Kontrastniveau jedoch nicht.

Das TN+-Film-Array funktioniert folgendermaßen: Wenn keine Spannung an die Subpixel angelegt wird, drehen sich die Flüssigkristalle (und das von ihnen übertragene polarisierte Licht) in der horizontalen Ebene im Raum zwischen den beiden Platten um 90° relativ zueinander. Und da die Polarisationsrichtung des Filters auf der zweiten Platte genau 90° mit der Polarisationsrichtung des Filters auf der ersten Platte übereinstimmt, dringt Licht durch ihn hindurch. Wenn die roten, grünen und blauen Subpixel vollständig beleuchtet sind, erscheint ein weißer Punkt auf dem Bildschirm.

Zu den Vorteilen der Technologie gehört die kürzeste Reaktionszeit unter modernen Matrizen [ Wann?] sowie niedrige Kosten. Nachteile: schlechtere Farbwiedergabe, kleinste Betrachtungswinkel.

IPS

AS-IPS(Advanced Super IPS – fortgeschrittenes Super-IPS) – wurde 2002 ebenfalls von der Hitachi Corporation entwickelt. Die Verbesserungen betrafen hauptsächlich den Kontrast herkömmlicher S-IPS-Panels und näherten ihn dem Kontrast von S-PVA-Panels. AS-IPS wird auch als Name für NEC-Monitore (wie den NEC LCD20WGX2) verwendet, die die vom LG Display-Konsortium entwickelte S-IPS-Technologie verwenden.

H-IPS A-TW (Horizontales IPS mit Advanced True White Polarisator) – entwickelt von LG Display für NEC Corporation. Es handelt sich um ein H-IPS-Panel mit einem TW-Farbfilter (True White), um die weiße Farbe realistischer zu machen und die Betrachtungswinkel zu vergrößern, ohne das Bild zu verzerren (der Effekt des schrägen Leuchtens von LCD-Panels wird eliminiert – das sogenannte „Glühen“) Wirkung") . Dieser Paneltyp wird zur Herstellung hochwertiger professioneller Monitore verwendet.

AFFS (Erweiterte Randfeldumschaltung, inoffizieller Name - S-IPS Pro) ist eine weitere Verbesserung von IPS, die 2003 von BOE Hydis entwickelt wurde. Durch die erhöhte elektrische Feldstärke konnten noch größere Betrachtungswinkel und Helligkeiten erreicht und der Abstand zwischen den Pixeln verringert werden. AFFS-basierte Displays werden hauptsächlich in Tablet-PCs verwendet, auf Matrizen von Hitachi Displays.

Entwicklung der superfeinen TFT-Technologie von NEC

Name	Kurzbezeichnung	Jahr	Vorteil	Anmerkungen
Super feines TFT	S.F.T.	1996	Große Betrachtungswinkel, tiefe Schwarztöne	. Mit verbesserter Farbwiedergabe wurde die Helligkeit etwas geringer.
Erweiterte SFT	A-SFT	1998	Beste Reaktionszeit	Die Technologie wurde 1998 zu A-SFT (Advanced SFT, Nec Technologies Ltd.) weiterentwickelt und verkürzt die Reaktionszeit erheblich.
Hochentwickeltes SFT	SA-SFT	2002	Hohe Transparenz	SA-SFT, entwickelt von Nec Technologies Ltd. im Jahr 2002 verbesserte Transparenz um das 1,4-fache im Vergleich zu A-SFT.
Hochentwickeltes SFT	UA-SFT	2004	Hohe Transparenz Farbwiedergabe Hoher Kontrast	Ermöglicht eine 1,2-mal höhere Transparenz im Vergleich zu SA-SFT, 70 % Abdeckung des NTSC-Farbbereichs und erhöhten Kontrast.

Entwicklung der IPS-Technologie durch Hitachi

Name	Kurzbezeichnung	Jahr	Vorteil	Transparenz/ Kontrast	Anmerkungen
Super-TFT	IPS	1996	Große Betrachtungswinkel	100/100 Ein Grundniveau von	Die meisten Panels unterstützen zudem eine naturgetreue Farbwiedergabe (8 Bit pro Kanal). Diese Verbesserungen gingen mit langsameren Reaktionszeiten einher, die zunächst bei etwa 50 ms lagen. Auch IPS-Panels waren sehr teuer.
Super-IPS	S-IPS	1998	Keine Farbverschiebung	100/137	IPS wurde 1998 durch S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd.) abgelöst, das alle Vorteile der IPS-Technologie übernimmt und gleichzeitig die Reaktionszeit verkürzt
Fortschrittliches Super-IPS	AS-IPS	2002	Hohe Transparenz	130/250	AS-IPS, ebenfalls entwickelt von Hitachi Ltd. im Jahr 2002 verbessert vor allem den Kontrast herkömmlicher S-IPS-Panels auf ein Niveau, bei dem sie hinter einigen S-PVA-Panels an zweiter Stelle stehen.
IPS-provectus	IPS-Pro	2004	Hoher Kontrast	137/313	IPS-Alpha-Panel-Technologie mit einem größeren Farbraum und Kontrast vergleichbar mit PVA- und ASV-Displays ohne Corner-Glow.
IPS-Alpha	IPS-Pro	2008	Hoher Kontrast		IPS-Pro der nächsten Generation
IPS Alpha der nächsten Generation	IPS-Pro	2010	Hoher Kontrast		Hitachi überträgt Technologie an Panasonic

Entwicklung der IPS-Technologie durch LG

Name	Kurzbezeichnung	Jahr	Anmerkungen
Super-IPS	S-IPS	2001	LG Display bleibt einer der Haupthersteller von Panels, die auf der Hitachi Super-IPS-Technologie basieren.
Fortschrittliches Super-IPS	AS-IPS	2005	Verbesserter Kontrast mit erweitertem Farbraum.
Horizontales IPS	H-IPS	2007	Es wurden ein noch größerer Kontrast und eine optisch einheitlichere Bildschirmoberfläche erreicht. Darüber hinaus scheint die Advanced True Wide Polarizer-Technologie auf Basis der NEC-Polarisationsfolie größere Betrachtungswinkel zu erzielen und Streulicht bei schräger Betrachtung zu vermeiden. Wird bei professionellen Grafikarbeiten verwendet.
Verbessertes IPS	e-IPS	2009	Es verfügt über eine größere Apertur, um die Lichtdurchlässigkeit zu erhöhen, wenn die Pixel vollständig geöffnet sind, was den Einsatz von Hintergrundbeleuchtungen ermöglicht, die kostengünstiger herzustellen sind und einen geringeren Stromverbrauch haben. Der diagonale Betrachtungswinkel wurde verbessert, die Reaktionszeit wurde auf 5 ms reduziert.
Professionelles IPS	P-IPS	2010	Bietet 1,07 Milliarden Farben (30-Bit-Farbtiefe). Mehr mögliche Subpixelausrichtungen (1024 gegenüber 256) und bessere Echtfarbtiefe.
Fortschrittliches Hochleistungs-IPS	AH-IPS	2011	Verbesserte Farbwiedergabe, erhöhte Auflösung und PPI, erhöhte Helligkeit und reduzierter Stromverbrauch.

MVA

Die VA-Technologie (kurz für Vertical Alignment) wurde 1996 von Fujitsu eingeführt. Bei abgeschalteter Spannung sind die Flüssigkristalle der VA-Matrix senkrecht zum zweiten Filter ausgerichtet, d. h. sie lassen kein Licht durch. Beim Anlegen einer Spannung drehen sich die Kristalle um 90° und auf dem Bildschirm erscheint ein heller Punkt. Wie bei IPS-Matrizen übertragen Pixel kein Licht, wenn keine Spannung anliegt. Wenn sie also ausfallen, sind sie als schwarze Punkte sichtbar.

Der Nachfolger der VA-Technologie ist die MVA-Technologie ( Vertikale Ausrichtung mehrerer Domänen), von Fujitsu als Kompromiss zwischen TN- und IPS-Technologien entwickelt. Der horizontale und vertikale Betrachtungswinkel für MVA-Matrizen beträgt 160° (bei modernen Monitormodellen bis zu 176-178°), und dank der Verwendung von Beschleunigungstechnologien (RTC) liegen diese Matrizen in der Reaktionszeit nicht weit hinter TN+Film zurück. Sie übertreffen die Eigenschaften letzterer hinsichtlich Farbtiefe und Wiedergabegenauigkeit deutlich.

Die Vorteile der MVA-Technologie sind die tiefschwarze Farbe (bei senkrechter Betrachtung) und das Fehlen sowohl einer helikalen Kristallstruktur als auch eines doppelten Magnetfelds. Nachteile von MVA gegenüber S-IPS: Detailverlust in Schatten bei senkrechter Betrachtung, Abhängigkeit der Farbbalance des Bildes vom Betrachtungswinkel.

Analoga von MVA sind Technologien:

PVA (gemusterte vertikale Ausrichtung) von Samsung;
Super PVA von Sony-Samsung (S-LCD);
Super MVA von CMO;
ASV (Advanced Super View), auch ASVA genannt ( axialsymmetrische vertikale Ausrichtung) von Sharp.

MVA/PVA-Matrizen gelten sowohl hinsichtlich der Kosten als auch der Verbrauchereigenschaften als Kompromiss zwischen TN und IPS.

Bitte

Die PLS-Matrix (Plane-to-Line Switching) wurde von Samsung als Alternative zu IPS entwickelt und erstmals im Dezember 2010 vorgestellt. Diese Matrix wird voraussichtlich 15 % günstiger sein als IPS.

Vorteile:

Höhere Pixeldichte im Vergleich zu IPS (und ähnlich zu *VA/TN) [ ] ;
hohe Helligkeit und gute Farbwiedergabe [ ] ;
große Betrachtungswinkel [ ] ;
Vollständige sRGB-Abdeckung [ ] ;
geringer Stromverbrauch vergleichbar mit TN [ ] .

Mängel:

Die Reaktionszeit (5–10 ms) ist vergleichbar mit S-IPS, besser als *VA, aber schlechter als TN.

PLS und IPS

Samsung hat keine Beschreibung der PLS-Technologie bereitgestellt. Vergleichende mikroskopische Untersuchungen von IPS- und PLS-Matrizen durch unabhängige Beobachter ergaben keine Unterschiede. Dass es sich bei PLS um eine Art IPS handelt, hat Samsung selbst in seiner Klage gegen die LG Corporation indirekt zugegeben: In der Klage wurde behauptet, dass es sich bei der von LG verwendeten AH-IPS-Technologie um eine Modifikation der PLS-Technologie handele.

Hintergrundbeleuchtung

Flüssigkristalle selbst leuchten nicht. Damit das Bild auf der Flüssigkristallanzeige sichtbar ist, benötigen Sie. Die Quelle kann extern (z. B. die Sonne) oder integriert (Hintergrundbeleuchtung) sein. Typischerweise befinden sich eingebaute Hintergrundbeleuchtungslampen hinter der Flüssigkristallschicht und scheinen durch diese hindurch (obwohl Seitenbeleuchtung beispielsweise auch bei Uhren zu finden ist).

Außenbeleuchtung

Monochrome Displays auf Armbanduhren und Mobiltelefonen nutzen meist externe Beleuchtung (Sonne, Raumlicht usw.). Typischerweise befindet sich hinter der Flüssigkristall-Pixelschicht eine spiegelnde oder matte reflektierende Schicht. Für den Einsatz im Dunkeln sind solche Displays mit einer Seitenbeleuchtung ausgestattet. Es gibt auch transflektive Displays, bei denen die reflektierende (Spiegel-)Schicht durchscheinend ist und sich die Hintergrundbeleuchtungslampen dahinter befinden.

Glühlampenbeleuchtung

In der Vergangenheit verwendeten einige monochrome LCD-Armbanduhren eine Subminiatur-Glühlampe. Aufgrund des hohen Energieverbrauchs sind Glühlampen jedoch unrentabel. Darüber hinaus sind sie beispielsweise für den Einsatz in Fernsehgeräten nicht geeignet, da sie viel Wärme erzeugen (Überhitzung ist schädlich für Flüssigkristalle) und oft durchbrennen.

Elektrolumineszierendes Panel

Die monochromen LCD-Displays einiger Uhren und Instrumentendisplays nutzen zur Hintergrundbeleuchtung ein Elektrolumineszenzpanel. Bei dieser Platte handelt es sich um eine dünne Schicht aus kristallinem Phosphor (z. B. Zinksulfid), in der Elektrolumineszenz auftritt – sie leuchtet unter dem Einfluss von Strom. Leuchtet typischerweise grünlich-blau oder gelb-orange.

Beleuchtung mit Gasentladungslampen („Plasmalampen“)

Im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts verfügte die überwiegende Mehrheit der LCD-Displays über eine oder mehrere Hintergrundbeleuchtungen.

LCD-Monitore. Gerät, Beschreibung des Funktionsprinzips der Monitorkomponenten nach dem Modell ACER AL1716 Das erste Flüssigkristalldisplay

Design und Betrieb einer TFT-LCD-Matrix.

Spezifikationen des LCD-Panels

Tabelle 1.

LCD-Panel-Design

Reis. 1

Reis. 2

Optische Eigenschaften eines LCD-Panels und Methoden zu deren Messung

Tabelle 2.

Reis. 3

Reis. 4

Kontrastmessung

Messung der Reaktionszeit

Reis. 5

Weißhelligkeitsmessung

Farbeigenschaften messen

Messung der Ungleichmäßigkeit der Bildschirmhelligkeit

Tisch 3.

Reis. 6

Reis. 7

Reis. 8

Hintergrundbeleuchtungsmodul

Tabelle 4.

Reis. 9

Reis. 10

Panel-Schnittstellen

Tabelle 5.

Tabelle 6.

Reis. elf

Reis. 12

Wartung und Betrieb des LCD-Panels

Regeln für die Lagerung von LCD-Panels

Regeln für Betrieb und Wartung des LCD-Panels

LCD-Monitorgerät

Technische Daten des LCD-Monitors

Technologien

TN+Film (Twisted Nematic + Film)

IPS (In-Plane Switching)

*VA (vertikale Ausrichtung)

Vorteile und Nachteile

siehe auch

Links

Literatur

1. Was ist ein LCD-Monitor?

2. Der Aufbau eines LCD-Monitors und das Funktionsprinzip

2.1. LCD-Matrix

2.2. Polarisationssteuerung in LCD-Monitoren mittels Elektroden

2.3. Erhalten eines Farbbildes

3. Bildwiederholfrequenz des LCD-Monitors

4. Funktionsweise des LCD-Displays: Video

4.1. Erforderliche Monitorfrequenz für die 3D-Anzeige

Technische Eigenschaften

Gerät

Technologien

TN+Film

IPS

MVA

Bitte

PLS und IPS

Hintergrundbeleuchtung

Außenbeleuchtung

Glühlampenbeleuchtung

Elektrolumineszierendes Panel

Beleuchtung mit Gasentladungslampen („Plasmalampen“)