Nykyään sitä on melkein mahdotonta löytäähenkilö, joka silti käyttäisi CRT-näyttöä tai vanhaa CRT-televisiota. Tämä tekniikka korvattiin nopeasti ja menestyksekkäästi nestekidepohjaisilla LCD-malleilla. Matriisit ovat kuitenkin yhtä tärkeitä. Mitä nestekiteet ja matriisit ovat? Opit kaiken tämän artikkelistamme.
esihistoria
Maailma oppi ensimmäisen kerran nestekiteistä vuonna 1888vuosi, jolloin kuuluisa kasvitieteilijä Friedrich Reinitzer löysi kasveista outoja aineita. Hän oli hämmästynyt siitä, että jotkut aineet, joilla oli aluksi kiteinen rakenne, kuumennettaessa muuttavat täysin niiden ominaisuuksia.
Joten 178 asteen lämpötilassaAluksi tämä aine muuttui sameaksi ja muuttui sitten kokonaan nesteeksi. Mutta löydöt eivät päättyneet siihen. Kävi ilmi, että outo neste sähkömagneettisessa suhteessa ilmenee kristallina. Silloin ilmestyi termi "nestekide".
LCD-matriisien toimintaperiaate
Tämä on matriisin työn perusta.Mikä on matriisi? Tämä on epäselvä termi. Yksi sen merkityksistä on kannettavan tietokoneen näyttö, LCD-näyttö tai moderni TV-näyttö. Nyt saamme selville, mihin heidän työnsä periaate perustuu.
Ja se perustuu tavalliseen valon polarisaatioon.Jos muistat koulun fysiikkakurssin, siinä sanotaan vain, että jotkut aineet pystyvät läpäisemään vain yhden spektrin valoa. Siksi kaksi 90 asteen polarisaattoria eivät välttämättä välitä valoa ollenkaan. Jos niiden välissä on laite, joka voi kääntää valoa, voimme säätää hehkun kirkkautta ja muita parametreja. Yleensä tämä on yksinkertaisin matriisi.
Yksinkertaistettu matriisijärjestely
Tyypillisessä nestekidenäytössä on aina useita pysyviä osia:
- Taustavalot.
- Heijastimet, jotka takaavat edellä mainitun valaistuksen tasaisuuden.
- Polarisaattorit.
- Lasialusta johtavilla koskettimilla.
- Useita pahamaineisia nestekiteitä.
- Toinen polarisaattori ja substraatti.
Kukin tällaisen matriisin pikseli muodostuupunaiset, vihreät ja siniset pisteet, joiden yhdistelmän avulla voit saada minkä tahansa käytettävissä olevista väreistä. Jos kytket kaiken päälle samanaikaisesti, tulos on valkoinen. Muuten, mikä on matriisin resoluutio? Tämä on siinä olevien pikselien määrä (esimerkiksi 1280x1024).
Mitä matriiseja siellä on?
Yksinkertaisesti sanottuna he ovat passiivisia (yksinkertaisia)ja aktiivinen. Passiivinen - yksinkertaisin, niissä pikselit ammutaan peräkkäin, riviltä riville. Vastaavasti, kun yritettiin perustaa näyttöjen tuotantoa suurella lävistäjällä, kävi ilmi, että johtimien pituutta oli tarpeen lisätä suhteettomasti. Tämän seurauksena paitsi kustannukset nousivat merkittävästi, myös jännite kasvoi, mikä johti häiriöiden määrän jyrkkään kasvuun. Siksi passiivisia matriiseja voidaan käyttää vain halpojen, pienen diagonaalin omaavien näyttöjen valmistuksessa.
Aktiiviset näytöt, TFT, sallivathallitse kutakin (!) miljoonista pikseleistä erikseen. Tosiasia on, että kutakin pikseliä ohjaa erillinen transistori. Jotta solu ei menettäisi varaustaan ennenaikaisesti, siihen lisätään erillinen kondensaattori. Tietenkin tällaisen kaavion takia oli mahdollista vähentää merkittävästi kunkin pikselin vasteaikaa.
Matemaattinen perustelu
Matematiikassa kohdetta kutsutaan matriisiksi,kirjoitettu taulukon muodossa, jonka elementit ovat sen rivien ja sarakkeiden leikkauspisteessä. On huomattava, että matriiseja käytetään yleensä laajalti tietokoneissa. Sama näyttö voidaan tulkita matriisiksi. Koska jokaisella pikselillä on tietyt koordinaatit. Täten mikä tahansa kannettavan tietokoneen näytöllä näkyvä kuva on matriisi, jonka solut sisältävät kunkin pikselin värit.
Jokainen arvo vie tarkalleen yhden tavun muistia.Vähän? Valitettavasti vain tässä tapauksessa vain yksi FullHD-kehys (1920 × 1080) vie pari MB. Kuinka paljon tilaa tarvitaan 90 minuutin elokuvalle? Siksi kuva pakataan. Tässä tapauksessa determinantilla on suuri merkitys.
Muuten, mikä on matriisin determinantti?Se on polynomi, joka yhdistää neliömäisen matriisin elementit siten, että sen arvo säilyy transponoinnin ja rivien tai sarakkeiden lineaaristen yhdistelmien yli. Tässä tapauksessa matriisi on matemaattinen lauseke, joka kuvaa niiden pikselien sijaintia, joihin niiden värit on koodattu. Sitä kutsutaan neliöksi, koska sillä on sama määrä rivejä ja sarakkeita.
Miksi tämä on niin tärkeää?Tosiasia on, että koodaus käyttää Haar-muunnosta. Pohjimmiltaan Haar-muunnos on pisteiden kierto siten, että ne voidaan koodata kätevästi ja kompaktisti. Tuloksena on ortogonaalinen matriisi, johon käytetään vain determinantin dekoodausta.
Nyt tarkastellaan matriisien päätyyppejä (olemme jo selvittäneet, mikä matriisi itse on).
TN + -kalvo
Yksi halvimmista ja yleisimmistänäyttömallit tänään. Sillä on suhteellisen nopea vasteaika, mutta melko heikko värintoisto. Ongelmana on, että tämän matriisin kiteet sijaitsevat niin, että katselukulmat ovat merkityksettömiä. Tämän ilmiön torjumiseksi on kehitetty erityinen elokuva, jonka avulla voit hieman laajentaa katselukulmia.
Tämän matriisin kiteet on järjestetty pylvääseen, jotenmuistuttaa eniten paraatin sotilaita. Kiteet on kierretty kierteeksi, minkä ansiosta ne tarttuvat täydellisesti toisiinsa tiukasti. Jotta kerrokset tarttuisivat hyvin alustoihin, niiden pinnalle tehdään erityiset syvennykset.
Elektrodi on kytketty kuhunkin kiteeseen,säätämällä sen jännitettä. Jos jännitettä ei ole, kiteitä pyöritetään 90 astetta, minkä seurauksena valo kulkee vapaasti niiden läpi. Osoittautuu matriisin tavallinen valkoinen pikseli. Mikä on punainen tai vihreä? Kuinka se toimii?
Heti kun jännite on kytketty, kierrepakattu, ja puristusaste riippuu suoraan virran voimakkuudesta. Jos arvo on suurin, kiteet lopettavat valon siirtämisen kokonaan, mikä johtaa mustaan taustaan. Harmaan värin ja sen sävyjen saamiseksi kiteiden sijainti spiraalissa säädetään siten, että tietty määrä valoa pääsee läpi.
Muuten, oletuksena nämä matriisit ainakaikki värit ovat aktivoituna, jolloin pikseli on valkoinen. Siksi on niin helppo tunnistaa palanut pikseli, joka näkyy aina kirkkaana pisteenä näytöllä. Ottaen huomioon, että tämän tyyppisillä matriiseilla on aina ongelmia värintoiston kanssa, on myös erittäin vaikeaa saavuttaa mustan värintoisto.
Jotta jotenkin korjata tilanne, insinööritsijoitti kiteet 210 ° kulmaan, mikä paransi värin laatua ja vasteaikaa. Mutta tässäkin tapauksessa se ei ollut ilman päällekkäisyyksiä: toisin kuin klassiset TN-matriisit, valkoisten sävyjen kanssa oli ongelma, värit osoittautuivat pestyiksi. Näin DSTN-tekniikka ilmestyi. Sen ydin on, että näyttö on jaettu kahteen puolikkaaseen, joita kutakin ohjataan erikseen. Näytön laatu on parantunut dramaattisesti, mutta näyttöjen paino ja kustannukset ovat nousseet.
Tämä on matriisi TN + -elokuvatyyppisessä kannettavassa tietokoneessa.
S-IPS
Hitachi, jolla on ollut vaikeuksiaedellisen tekniikan haittojen vuoksi päätin olla yrittämättä enää parantaa sitä, vaan yksinkertaisesti keksiä jotain radikaalisti uutta. Lisäksi vuonna 1971 Gunter Baur huomasi, että kiteitä ei voida sijoittaa kiertyneiden pylväiden muodossa, vaan sijoittaa toistensa kanssa yhdensuuntaisesti lasialustalle. Tietenkin tässä tapauksessa lähetyselektrodit on kiinnitetty myös sinne.
Jos ensimmäisellä polarisoivalla suodattimella ei olejännite, valo kulkee sen läpi vapaasti, mutta viivästyy toisella alustalla, jonka polarisaatiotaso sijaitsee aina 90 asteen kulmassa ensimmäiseen nähden. Tämän vuoksi näytön vasteen nopeus kasvaa dramaattisesti, mutta myös musta väri on todella musta eikä tummanharmaan sävyn muunnelma. Lisäksi laaja katselukulma on suuri etu.
Teknologian haitat
Valitettavasti, mutta kiteiden vuorossa serinnakkain toistensa kanssa, se vie paljon kauemmin. Siksi vanhempien mallien vasteaika saavutti todella syklopean arvon, 35-25 ms! Joskus oli jopa mahdollista tarkkailla polkua kohdistimesta, ja käyttäjien oli parempi unohtaa dynaamiset kohtaukset leluissa ja elokuvissa.
Koska elektrodit sijaitsevat samalla alustalla,kiteiden kääntämiseksi vaadittuun suuntaan tarvitaan paljon enemmän sähköä. Siksi kaikki IPS-pohjaiset näytöt saavat harvoin Energy Star -tallennuksen. Tietenkin tarvitaan myös tehokkaampia lamppuja alustan valaisemiseksi, mikä ei millään tavalla paranna tilannetta lisääntyneellä virrankulutuksella.
Tällaisten matriisien valmistettavuus on korkea,ja siksi ne olivat viime aikoihin asti hyvin, erittäin kalliita. Sanalla sanoen, kaikki edut ja haitat, tällaiset näytöt sopivat täydellisesti suunnittelijoille: niiden värilaatu on erinomainen, ja joissakin tapauksissa vasteaika voidaan uhrata.
Se on IPS-matriisi.
MVA / PVA
Koska molemmilla edellä olevilla matriisityypeillä onpuutteita, joita on käytännössä mahdotonta poistaa, Fujitsussa on kehitetty uusi tekniikka. Itse asiassa MVA / PVA on IPS: n muunnettu versio. Suurin ero on elektrodit. Ne sijaitsevat toisella alustalla erikoisten kolmioiden muodossa. Tämän ratkaisun avulla kiteet voivat reagoida nopeammin jännitteen muutoksiin, ja värintoisto paranee paljon.
kamerat
Ja mikä on matriisi kamerassa?Tässä tapauksessa tämä on johtimen kiteen nimi, joka tunnetaan myös varainkytketyksi laitteeksi (CCD). Mitä enemmän soluja kameran matriisissa on, sitä parempi. Kun kameran suljin avataan, elektronivirta kulkee matriisin läpi: mitä enemmän niitä on, sitä voimakkaampi tuloksena oleva virta on. Näin ollen virtaa ei synny pimeissä osissa. Matriisin alueet, jotka ovat herkkiä tietyille väreille, muodostavat tästä syystä täysimittaisen kuvan.
Muuten, mikä on matriisin koko, jos puhumme tietokoneista tai kannettavista tietokoneista? Se on yksinkertaista - tämä on näytön lävistäjän nimi.
