Orbis pictus21. stoletTato prezentace byla vytvoenav rmci projektu

Monitory LCDOB21-OP-EL-KONP-JANC-M-3-017

Princip LCD displejeLCD displeje (Liquid Crystal Display) funguj na bze tekutch krystal. Princip tekutch krystal objevil rakousk botanik Frederich Rheinizer vroku 1888.

V potcch bylo pouit nejjednoduchch krystal v displejch kalkulaek a podobnch pstrojch, kterch buky byli velk a existovali prakticky dva stavy zapnut, vypnut.

Za posledn roky intenzivnho vzkumu a vvoje se tekut krystaly zdokonalili natolik, e LCD (Liquid Crystal Display) technologii je mon aplikovat na modern monitory, u kterch se pot se zobrazovnm milin barev a velikost bod jenom pr destek milimetru.

Pehled vlastnost LCD panelVyzaovn - Jednm zdleitch argument pouit LCD displej msto klasickch monitor je zdravotn hledisko. Na rozdl od CRT monitor pi monitorech LCD je elektromagnetick vlnn pln minimln. spora o uivatele se projev okamit.

Ostrost - Dky pesnmu uspodn jednotlivch pixel pinej LCD monitory obraz s dokonalou geometri, jak u CRT nemete doshnout.

Jas - Podsvcen displeje je dky katodm velmi jasn a u kvalitnjch monitor i dokonale rovnomrn. V porovnan s CRT monitory me bt LCD a dvakrt jasnj.

Pehled vlastnost LCD panelPropojen sPC - S rozlienm aobnovovac frekvenc souvis i poadavek na pepojen s grafickou kartou. Levnj modely poskytuj propojen analogovm zpsobem prostednictvm konektoru VGA 15D-SUB, co je dostaujc jestli rozlien LCD panelu nepekro 1024x768 pixel.

V ppade analogovho pipojen je vhodn vsledn zobrazovn ped nkupem odzkouet pmo s va starou grafickou kartou. Pi novch grafickch kartch by jste na nedostatky narazit nemli.

Jestli jste se rozhodli pro LCD panel s vym rozlienm zamte se na pipojen digitln prostednictvm rozhran DVI-I (DVI-D).

Pehled vlastnost LCD panelDVI Digital Video Interface. DVI pracuje sdigitlnmi daty vpotai i vmonitoru, proto nedochz keztrtm. DVI, ale mus bt podporovan grafickou kartou.

I kdy se pi zbnm pohledu na zobrazen analogovm pipojenm zd bt vechno v podku, tak pi blim pohledu je vidt, e obraz je rozmazan a obsahuje jakoby duchy.

Nejnovjm zpsobem pipojen LCD monitor, kter se pouv je pes rozhran HDMI. To vak stle nen tolik rozen jako pedchoz dva typy.

Pehled vlastnost LCD panelSpoteba - LCD panel m zhruba tetinovou spotebu elektiny v porovnn s bnm monitorem. Modern 24 LCD monitor m spotebu kolem 45W.

ivotnost - Pi LCD displejch se uvd podstatn del ivotnost ne pi monitorech CRT. Udvan vydr je kolem 10 let bnho dennho provozu narozdl od CRT monitor ukterch se uvd ivotnost kolem 3 a 4 let.(i kdy a prax uke, co je na tom pravdy).

Pravohlost - Obraz LCD monitoru je dokonale pravohl. Ani v nznaku netrp rznmi deformacemi typu soudkovit skreslen. Jsou oblasti napklad kreslen technickch vkres kde je tato vlastnost zobrazen velmi dleitm plusem.

Pehled vlastnost LCD panelDoba odezvy (LATENCE) - Tekut krystaly na potku nebyly dost rychl, aby dokzali to, co CRT monitory. Ne se krystaly peorientuj ze stavu, kdy propoutj vechno svtlo do stavu "zavenho", mus pejt molekulrn zmnou, kter trv urit as.

Tuto nazvme dobou odezvy a udv dobu pechodu pixelu z ern na blou. Vimnte si to napklad pi rychlm tahn okna po obrazovce.

Nejnovj LCD monitory maj dobu odezvy 2ms.

Pehled vlastnost LCD panelBarvy I kdy je u vech LCD avizovan podpora 32-bitovch barev, nikdy takov hloubky nedoshnou. Tekut krystaly proste nejsou schopn realisticky reprodukovat vech 16,7 milin barev a tm jim chyb sytost.

Kontrast Kontrast je jednm z faktor urujcch kvalitu monitoru. V ppade, e jsou vechny ti barevn sloky zhasnut, mla by bt zobrazen ern, jenome s ohledem na jas podsvicujcch katod a na fyzikln vlastnosti tekutch krystal tomu tak vdy nen.

Cena Cena byla na zatku velmi vysok aLCD si nemohl dovolit kad. Postupn vak ceny LCD monitor prudko klesaly ate u jsou dostupn pro vechny.

Pehled vlastnost LCD panelhel pohledu - Vlastnost, kterou si vimnete tm okamit po zapnut monitoru je, e na LCD monitor se nemete dvat pli zboku nebo seshora. M obmezen hel, z jakho obraz vbec vidt.

I kdy vrobci uvdj bn kolem 150 stup a vc, ve skutenosti je mnohem u. Ve skutenosti zbadte mrn zmny v tmavosti obrazu pi kadm pohybu napklad si sednete hloubji do kesla a cel obraz mrn ztemn.

Tento fakt je hlavnm dvodem, pro kter se LCD panely nehod na prce s grafikou, kde hlavn roli hraje barva a sprvn podn svtla a tmy. Kdy toti jen trochu pohnete hlavou ji je obraz trochu jin. Trochu tmav nebo svtlej, s trochu jinm kontrastem.

Pehled vlastnost LCD panelhlopka - Udvan hlopka uLCD panel je mnohem ble skuten velikosti ne u katodovch monitor. Proto meme 15-palcov LCD srovnvat piblin s 17" CRT monitorem.

V souasnosti jsou na trhu kdispozici LCD monitory shlopkou od 19 a po 26 spomrem stran 16:9 a tak 16:10.

LCD monitory stradinm pomrem stran 4:3 jsou na stupu nicmn stle se prodvaj. Nkde, napklad jako monitor kregistran pokladn, je toti tento pomr stran vhodnj.

Pehled vlastnost LCD panelVadn pixely -Jednm zobrovskch problm LCD panel jsou vadn pixely vobraze a je bn, e u levnch monitor me bt takovchto bod na obrazovce dokonce i nkolik.

Pi koupi je dobr se zeptat taky na podmnky reklamace od kolik vadnch pixel se d monitor reklamovat. Zle to od vrobce nebo dodavatele.

Vadn pixely je mon lehko odhalit pomoc pln ern a pln bl tapety vnativnm rozlien monitoru.

Pehled vlastnost LCD panelRozlien - LCD panel zobrazuje obraz jedna k jedn. To znamen, e jestli m LCD displej nativn rozlien 1024 768, mete na nm zobrazovat s plnou ostrost a kvalitou jen toto jedin rozlien.

Men a vt rozlien zvldne jen jejich umlm rozthnutm api tom dochz kvelikmu skreslen (kredukci tohoto jevu se pouvaj rzn interpolan techniky).

Dnes se bn pouv rozlien u 22 monitor 1680x1050 nebo u 24 monitor 1920x1080 ppadn 1920x1200.

Pehled vlastnost LCD panelGamut - Ve sv podstat jde o to, jak velk vez z barevnho prostoru je schopen monitor zobrazit.

Obecn existuje opravdu irok spektrum barev, avak jen zlomek z tohoto prostoru je schopen lovk vnmat oima.

Proto se zavedl CIE 1931 barevn prostor, kter se skld ze t zkladnch barevnch sloek (erven, zelen a modr). Lidsk oko zkrtka reaguje pouze na tyto ti zkladn barvy a s tm si vysta.

CIE 1931 tedy pedstavuje barevn prostor, kter je schopen lovk vnmat.

CIE 1931 barevn prostorGamut - Ve sv podstat jde o to, jak velk vez z barevnho prostoru je schopen monitor zobrazit. Obecn existuje opravdu irok spektrum barev, avak jen zlomek z tohoto prostoru je schopen lovk vnmat oima

Pehled vlastnost LCD panelV horn sti diagramu je zobrazena zelen barva. Pokud si porovnme plochu, kde se nachz zelen barva a kde zbvajc dv sloky, tak zjistme, e zelen plocha je o poznn vt.

Lidsk oko toti reaguje na zelenou barvu daleko citlivji ne na jakoukoli jinou barvu. No a co te s tmto barevnm prostorem udl monitor? Jednodue eeno ozne, zmen, znehodnot, vraz je spousta.

Samozejm zle na tom, jak hodn se tento barevn prostor ozne. V dnen dob se s oblibou pouv reim sRGB, kter vypad njak takto:

Pehled vlastnost LCD panelProto se zavedl CIE 1931 barevn prostor, kter se skld ze t zkladnch barevnch sloek (erven, zelen a modr). Lidsk oko zkrtka reaguje pouze na tyto ti zkladn barvy a s tm si vysta.

CIE 1931 tedy pedstavuje barevn prostor, kter je schopen lovk vnmat.

Podsvcen - Bez dobrho svtelnho zdroje by LCD panely nikdy nebyly to, co jsou. K podsvcen se pouvaj tenk trubice (CCFL tubes), u kterch je kladen velk draz na rovnomrnost svtla a jeho barvu (mla by bt bl - 6000 K)).

Pehled vlastnost LCD panelLevn panely pouvaj systm jen dvou trubic, co m za nsledek nerovnomrn podsvcen.

U profesionlnch LCD monitor se meme setkat a s 14 trubicemi na obrazovku (nap. panely EIZO), takovto een m za nsledek velmi rovnomrn podsvcen a tak vt ivotnost monitoru, protoe kad trubice je vystavena men zti, ne kdy jsou pouity jen trubice dv.

Stedn tda monitor vyuv ty trubic, co se zd jako velmi dobr v pomru cena/kvalita.

Pehled vlastnost LCD panel

Obvykl ivotnost trubic je 50 000 hodin (tato hodnota vyjaduje dobu, za kterou doshne trubice polovin svtivosti), ale napklad EIZO udv u svch nejlepch panel 30 000 hodin na dobu, ne zane trubice strnout (ne tedy dobu, kdy doshne trubice polovin svtivosti).

V posledn dob se ovem objevuje i podsvcen pomoc LED (svtc dioda), toto een pin sporu energie a tak vt ivotnost celho panelu.

Pehled vlastnost LCD panel

LED podsvcen m spoustu vhod. Mezi ty nejvt pat ji zmiovan vt ivotnost a spora energie. Jsou tu vak jet dva nemn dleit aspekty.

Prvnm je ir gamut a to hlavn z dvodu jin teplot barvy podsvtlen. Gamut pekrauje 110 % NTSC barevnho prostoru. Nen problm pokrt cel Adobe RGB, co je pro vtinu LCD s CCFL trubicemu utopie.

V neposledn ad LED podsvcen m daleko lep homogenitu a u kraj tedy nevznikaj dn tmav fleky apod. Zkrtka sam vhody.

Princip funkce TFT LCD displejNyn se budeme zabvat podsvtlenmi LCD displeji s aktivn TFT matic. Kad obrazov bod (ili pixel) je aktivn ovldn jednm tranzistorem. Aby vznikl obraz, potebujeme dv sloky - svtlo a barvu. Svtlo je zajiovno podsvtlujcmi katodami, kter jsou u tchto displej velice jasn. Primrn jde o svtlo bl a je na LCD technologii, aby vyprodukovala vslednou barvu. Jakoukoliv barvu meme sloit ze t barevnch sloek - erven, zelen a modr. A pro kadou barevnou sloku kadho pixelu existuje jeden tranzistor ovldajc tekut krystaly.

Princip funkce TFT LCD displejTekut krystaly jsou materily, kter pod vlivem elektrickho napt mn svoji molekulrn strukturu a dky tomu uruj mnostv prochzejcho svtla.

Kad obrazov bod je ohranien dvma polarizanmi filtry, barevnm filtrem (pro ervenou, zelenou i modrou) a dvma vyrovnvacmi vrstvami, ve je vymezeno tenkmi sklennmi panely.

Tranzistor nlec k obrazovmu bodu kontroluje napt, kter prochz vyrovnvacmi vrstvami a elektrick pole pak zpsob zmnu struktury tekutho krystalu a ovlivn natoen jeho stic.

Princip funkce TFT LCD displej

Tmto zpsobem lze krystal regulovat v nkolika destkch a stovkch rznch stav a tak vznik vsledn jas barevnch odstn.

Protoe se obrazov bod skld ze t barevnch sub-pixel, vznikaj tak statisce a miliony rznch barev, akoliv tekut krystaly stle nejsou tak pesn, aby dokzaly zobrazit 32-bitovou barevnou hloubku, tedy plnch 16 777 216 barev.

Princip funkce TFT LCD displejZde je grafick schma popsan TFT LCD technologie, konkrtn tzv. Twisted Nematic TFT: Zkladn stav krystalu v Twisted Nematic TFT

Princip funkce TFT LCD displej

Na prvnm obrzku je zachycena situace, kdy je tekut krystal v zkladnm stavu (bez prochzejcho napt).

V tomto ppad je svtlo nateno takovm zpsobem, e me projt druhm polarizanm filtrem a v konenm dsledku prochz pln jas podsvtlujcch katod.

Princip funkce TFT LCD displejNa druhm obrzku je znzornna situace, kdy prochz veker mon napt a svtlo je pohlcovno polarizanm filtrem. Dsledkem tto situace by mla bt ern. Zmna struktury tekutho krystalu

Princip funkce TFT LCD displejVe skutenosti se kad pixel skld se t sub-pixel.

Tyto body jsou uspodny horizontln vedle sebe, a tak v ppad nativnho rozlien displeje 1600x1200 je vedle sebe ve skutenosti 4800 sub-pixel.

ka tchto bod mus bt samozejm velice mal a pohybuje se standardn v rozmez cca 0,24-0,29mm, u nejvysplejch panel me klesnout na pouhch 0,12mm.

Rozte bod tak ovlivuje maximln rozlien pi dan hlopce, a proto se jen vjimen objevuj mal monitory s vysokm rozlienm.

Princip funkce TFT LCD displejIlustrace jednotlivch sub-pixel LCD displeje

Rozdlen LCDLCD rozdlujeme na pasivn STN (Supertwist Nematic) a aktivn TFT (Thin-Film Transistors).

Aktivn displeje TFT rozdlujeme na:

TN+Film (Twisted nematic) IPS (In-Plane Switching) MVA (Multi-domain Vertical Alignment) PVA (Patterned Vertical Alignment) S-PVA (Super-PVA) S-IPS (Super-IPS)

TN+Film (Twisted nematic)Toto je nejstar, nejlevnj a nejjednodu technologie vroby a je zaloena na technice Twisted Nematic (TN), ale navc je na povrch displeje aplikovna vrstva, kter zvyuje pozorovac hly (horizontln a o 90).

Pozorovac hly jsou obvykle rozdln, pokud jsou hly stejn a dosahuj maximln 175. Ostatn technologie dnes mvaj obvykle hly 178 a zde TNko zatm nen a mon ani nikdy nebude.

Kontrast se pohybuje kolem 700:1, 800:1 apod.

Jas obvykle do 300cd/m2, avak jas me bt i daleko vt, zle na podsvtlovacch trubicch.

TN+Film (Twisted nematic)KladyOdezva je v posledn dob naprosto ohromujc Cena

ZporyBarvy jsou jen dostaten a obvykle jen 6-bitovVertikln pozorovac hel je mal

IPS (In-Plane Switching)Nzev IPS j dala firma Hitachi, pozdji vak tato pomal technologie byla nahrazena vylepenou S-IPS. Technologie IPS m obecn velmi dobr vsledky jak v odezv, tak i v oblasti podn barev.

Technologie IPS m nejlep barevn gammut a barevn podn vbec ze vech technologi LCD. Tato technologie m velk ambice pro provozovn v DTP studich. Nevhodou tto technologie je men jas a kontrast.

Pozorovac hly jsou velmi velk a pi pohledu ze strany nedochz k vraznmu barevnmu posunu. Pouze pokud je zobrazena ern barva, tak je pi pohledu pod vym hlem zobrazena jako tmav modr a fialov.

S-IPS (Super In-Plane Switching)Vylepen technologie IPS na S-IPS znamenalo pidn domn do kadho subpixelu. Dky tomu jsou zvteny pozorovac hly a k 178 v obou smrech a je kontrast vy (a 800:1).

Tyto obrazovky jsou dnes nejprodvanj ze vech IPS.

Jejich cena je ji pijateln a nkte vrobci ji nasazuj i do mid-range monitor.

AS-IPS (Advanced Super In-Plane Switching)

Poslednm zlepenm technologie IPS je vylepen S-IPS zvan AS-IPS (Advanced Super In-Plane Switching). Tato technologie vrazn zlepila kontrast, kter me bt i 1600:1.

Dalm vylepenm je zrychlen odezva, kter stle zstv prakticky ve vech tnech stejn rychl.

Technologie AS-IPS je vhradn pouvna v profi monitorech, jej cena je zatm ale a pli vysok.

Princip technologie A-IPS je to velmi jednoduch. Vechny molekuly [5] jsou v klidovm stavu uspodny do jedn roviny a subpixel nepropout svtlo [3]. Pokud pivedeme na elektrody [4] napt, tak se "pouze" molekuly [5] oto o 90 stup a svtlo [3] zane subpixel propoutt. 1- Zdroj blho svtla 2- Polarizan desky 3-Polarizovan svtlo 4- Elektrody 5- Tekut krystaly 6- Polarizovan svtlo

IPS, A-IPS a AS-IPS

KladyPerfektn barevn podn, kter v posledn dob ped i CRT Skvl barevn gammut

ZporyCena Odezva nen pln ideln

MVA a PVA (Multi-Domain Vertical Alignment / Patterned Vertical Alignment) Tato technologie byla vyvinuta ke zkrcen reakn doby a zvten kontrastu a jasu (technologie TN m ztrty a 30% pi prchodu svtla polarizanmi filtry).

Tak odstrauje syndrom svtcho mrtvho pixelu/subpixelu. Je to dno tm, e pixel je v zapnutm stavu tehdy, kdy svt (pesn naopak oproti TN).

Take pokud se vyskytne mrtv pixel u tto technologie, tak jde o ern msto (pop. svt jinm odstnem, vypadne-li jen subpixel)

MVA a PVA (Multi-Domain Vertical Alignment / Patterned Vertical Alignment)Pixely jsou tvercov a symetrick v ose x i y (pokud bereme z jako osu rovnobnou s normlou na plochu displeje - z je tedy smr pohledu na monitor).

To m za nsledek naprosto stejn pozorovac vertikln i horizontln hly.

Tak odezva byla rapidn zlepena, hlavn pokud hovome o odezv typu ed-ed.

Na nsledujcm obrzku je technologie Prem.MVA nebo klasick PVA (obsahuje tyi domny - ony tyi vstupky na elektrod a jehlan s tvercovou podstavou). U technologie S-PVA je tchto domn osm.

Horn st znzoruje subpixel ve vypnutm stavu (svtlo jim neprochz).

V doln sti se molekuly pootoily a svtlo prochz druhm polarizanm filtrem.

Mezi elektrodami je elektrick pole a tento subpixel tedy svt.1- Zdroj blho svtla 2- Polarizan filtr 3- Polarizovan svtlo 4- Elektrody 5- Tekut krystaly

MVA a PVA (Multi-Domain Vertical Alignment / Patterned Vertical Alignment)

Rozdl mezi MVA a PVA je ten, e Technologii MVA vyvinula firma Fujitsu (dnes se jmenuje Fujitsu-Siemens), naopak technologii PVA firma Samsung.

Technologie jsou si natolik podobn, e je uvdme jako jednu.

Technologie MVA i PVA postupn peli rznmi modifikacemi a tak vznikli technologie Prem.MVA, S-MVA, S-PVA a A-MVA.

S-PVA Technologii S-PVA m pod palcem dobe znm firma Samsung.

Rozdli oproti klasickmu PVA jsou velmi vznamn, prvn je podpora pro 8-bit barvy (nkter pvodn PVA panely mly opravdu jen 6-bit s ditheringem, dnes se s nimi vak nesetkme), dle je to zven potu domn na 8 a tm zlepen pozorovacch hl a k 178 pi kontrastu 5:1, s tm je tak spojen men barevn posun pi pohledu ze strany.

Panely S-PVA maj vborn kontrast - a 1200:1 tzn. e ern bod je opravdu ern.

V neposledn ad je to vrazn zlepen odezvy.

MVA a PVA (Multi-Domain Vertical Alignment / Patterned Vertical Alignment)

Udvan odezva se pohybuje kolem 6-8ms (star typy i 16ms).

Kontrast je vysok a 1000:1.

A pozorovac hly jsou velk, kolem 178 v obou smrech.

MVA a PVA (Multi-Domain Vertical Alignment / Patterned Vertical Alignment)

KladyU S-PVA a A-MVA dobr podn barev Pozorovac hly jsou vce ne dostaten Dobr odezva Vysok kontrastUdvan odezva se pohybuje kolem 6-8ms (star typy i 16ms), kontrast je vysok - a 1000:1 a pozorovac hly jsou velk, kolem 178 v obou smrech. ZporyU technologie Prem.MVA a starch jsou barvy na rovni TN

Dkuji za pozornost

Ing. Ladislav Janak

Literatura

http://www.svethardware.cz/art_doc-3D24A72749EDC38BC1256CE700447D5B.html

http://www.svethardware.cz/art_doc-7ADDD23432464B19C12571BD002A4AC4.html