Глоссарий

STN

ЖК-дисплеи цветного характера разделяются на два типа: пассивные и активные. Матрицы пассивного типа — это Super Twisted Nematic или «STN». Тут «nematic» означает разновидность применяемых жидких кристаллов: нематическим кристаллическим молекулам свойственны отсутствие позиционного и присутствие ориентационного порядка. А «twisted nematic»  — технология скрученных кристаллов разрешает усилить контраст изображения.

Данная разновидность матриц зовется пассивной по той причине, что она не способна достаточно скоро воспроизводить информацию: по причине большой электроемкости ячеек на них не может достаточно быстро изменяться напряжение, а потому картинка обновляется довольно медленно.

 

Главный принцип работы STN: изображение формируется — за счет последовательного, строка за строкой, подвода напряжения управляющего характера на определенные ячейки, делающего их прозрачными.

 

В сравнении с TFT дисплеи STN имеют характеристики похуже: они, как правило, обладают меньшим разрешением, и отображать могут куда меньшее количество цветов. Существенным несовершенством STN-матриц можно назвать небольшой угол экранного обзора — лучше всего на него смотреть под вполне определенным углом, в этом случае цвета будут смотреться четкими. На солнечном же ярком свете подобные экраны, образно говоря ‘слепнут’ — информацию расположенную на дисплее становится плохо различать.

 

Однако же, STN-дисплеи приблизительно в три раза дешевле своих  аналогов TFT, и потому они очень даже активно применяются производителями мобильных телефонов в моделях ценовой категории, которую можно отнести к бюджетной. К примеру: Samsung X100, Alcatel C552 и Sony Ericsson J220i.

 

На этом графике показаны сравнительные характеристики при пропускании от напряжения на ЖК — дисплейных электродах, которые созданы на основе TN — обычного скрученного нематика, и STN — нематика с суперскручиванием. (Собственно говоря, повышение угла скручивания равносильно повышению мультиплексирования). Точки на графике V10 и V90 являются характеристиками напряжений, при которых пропускание света равняется 10 % и 90 % соответственно.

 

На рисунке хорошо заметно, что крутизна данной характеристики у STN-дисплея гораздо выше чем у дисплея TN, что разрешает первую разновидность дисплея реализовать с гораздо большей степенью мультиплексирования. (разработаны супернематики были прежде всего для решения проблематичности повышения степени мультиплексирования дисплеев TN.)

 

Мультиплексное отношение соответственно количеству строк, которые могут отображаться одновременно. К примеру, дисплей с мультиплексным отношением равным 400 может одновременно отображать до 400 информационных строк.

 

 

 

 

Пассивная матрица

 

Данный тип матриц назван пассивным, так как он неспособен достаточно живо воспроизводить информацию: по причине высокой электроемкости ячеек напряжение, размещающееся на них, не может меняться необходимо быстро, а потому картинка обновляется достаточно медленно.

 

Пассивная матрица сформирована посредством наложения слоев вертикальных и горизонтальных контактных полос. Ток передается на горизонтальную и вертикальную полоску, при этом происходит задача координат. Там, где данные полоски перекрещиваются, кристаллы видоизменяют структуру, и в соответственном месте экрана возникает точка.

 

В прямой зависимости от силы тока, такое искажение кристаллов происходит в меньшей или большей степени, соответственно, пропуская меньше или больше света. Кроме того, в  дисплеях цветного характера, они также и поляризуют свет. При подобной поляризации из белого света лампы задней подсветки, которая является электролюминесцентной, в необходимых пропорциях, образно говоря, «вырезаются» те или иные цветовые составляющие, что и определяет в итоге цвет самой точки экрана. На принципах работы  пассивной матрицы и основана STN технология.

 

CSTN

 

Модифицированная STN технология Color Super Twist Nematic или CSTN это технология, на основе которой изготавливают дисплеи для устройств портативного характера. В дисплеях, в которых воплощены в жизнь технологии CSTN, на каждый пиксель приходится три отдельных пикселей различных цветов (Синий, Зеленый и Красный). Каждый из пикселей управляется индивидуальным образом благодаря чипу графического контролера. Практически, CSTN дисплей с разрешением в 320  на 240 пикселей содержит индивидуальных цветовых пикселей в размере 960 х 240.

 

Первые дисплеи CSTN обладали большим временем отклика и, кроме того, наводками. В данный же момент дисплеи на основе матриц CSTN дают время отклика равное 100мс, более широкий, а именно 140 градусов, угол видимости и цвета высокого качества, практически не уступающие по сочности экранам TFT.

 

FSTN

 

FSTN или Film Super Twisted Nematic – это технологическая вариация STN. Матрица с пленочной компенсацией, позволяющей улучшить обзорный угол. Данная технология от STN-матриц отличается лишь тем, что с внешней стороны у FSTN-матриц есть особая пленка, позволяющая компенсировать сдвиги цветов от черного на белый до синего на зеленый.

 

Если быть более подробными, то суперскрученный нематик располагающий пленочной компенсацией – это и есть FSTN. ЖКИ с добавочной пленкой, прибавленной к внешней ячеечной стороне для компенсирования цветовых сдвигов от черного на белый до синего на зеленый. Пленка изготовлена из полимера, для исключения варианта интерференции цветов, с двойной рефракцией. В результате можно наблюдать замедление компенсации.

 

Верхний слой на рисунке (пленка) размещен на дисплее над или под верхним поляризатором. Отдельные системы пленочной компенсации применяют две пленки, одну на передней стороне, которая предназначается в качестве дисперсионной пленки,  и одну на тыльной стороне, которая предназначена в качестве коллиматора, что разрешает угол видимого обзора расширить. Такая пленочная компенсация совершенствует угол обзора, но вот быстродействие не улучшает. FSTN — все типичные STN-дисплеи с пленкой полимера, которая приложен к стеклу, вместо второй ячейки как у дисплеев DSTN, как компенсирующий слой. Для данной технологии свойственно более эффективное по цене и более простое приобретение преобладания в изображении черного над белым.

 

DSTN

 

Dual Super Twisted Nematic, или короче DSTN. Каждая из ячеек данной матрицы состоит из пары STN ячеек. Отличительной признаком данной матрицы можно назвать то, что все ее поле разбито на некоторое число самостоятельных матричных полей, которые управляются каждый в отдельности.

 

Активная матрица

 

Активные матрицы или Thin Film Transistors обозначаются определенной аббревиатурой, а именно TFT или же Active Matrix (AM). В подобных матрицах слой тонкопленочных транзисторов располагается под поверхностью экрана. Каждый из данных транзисторов или полупроводников, управляет всего лишь одной точкой на экране. Таким образом, их количество в цветном телефонном дисплее в состоянии достигнуть нескольких десятков, если не сотен тысяч.

 

Основным принципом работы матрицы является управление интенсивностью светового потока при помощи его поляризации. Жидкие кристаллы осуществляют Изменение поляризационного вектора в зависимости от электрического поля, которое к ним приложено.

 

На каждый пиксель приходится по тройке транзисторов, и каждый из них соответствует одному из главных трех цветов — синему, зеленому или красному, и, кроме того, конденсатор, который поддерживает нужное напряжение. Подобный способ управления разрешает значительному ускорению работы дисплея, хоть и это не самый идеальный вариант — при отображении видеоролика его изображение вполне может оказаться немного «размытым», так как сами кристаллы не смогут успевать поворачиваться с нужной быстротой.

 

Бывает, что транзисторы выходят из строя. Такой дефект не сложно отметить невооруженным взглядом — экранная точка все время светит как яркая «звезда» на фоне остальных или же вообще не светится. А потому при приобретении мобильного телефона не стоит лениться, а наоборот было бы неплохо его включить и внимательно присмотреться к дисплею и, если вдруг отметите, образно говоря, «битые» элементы, вовремя смените испорченный аппарат.

 

TFT

 

Thin film transistor или в короткой аббревиатуре TFT — это разновидность дисплея жидкокристаллического характера, в котором применяется активная матрица, которая управляется транзисторами тонкоплёночного характера, или иными словами говоря, TFT – это тонкоплёночный транзистор. В сравнении с обыкновенной, жидкокристалической пассивной матрицей, при помощи активной матрицы, которая управляется транзисторами тонкоплёночного характера, получается существенно увеличить быстродействие такого дисплея, а, кроме того, повысить чёткость и контрастность изображения.

 

Конструкция TFT-панели: матрица жидкокристаллического характера вместе с разделителями (8); управляющая пластина (6,5 — вертикальные и горизонтальные управляющие шины; 9 — транзисторы тонкоплёночного характера; 11 — задние электроды); 10 — передний электрод; 1 — стеклянные пластины; 3, 2— вертикальный и горизонтальный поляризаторы; 4 —светофильтр RGB; 7 — слои крепкого полимера; желтая стрелочка — свет из внешнeго источника.

 

 

 

TFD

 

Thin Film Diode или коротко TFD — это технология изготовления дисплеев жидкокристаллического характера с применением тонкопленочных диодов. Данная технология аналогична TFT технологии, однако тут транзисторы замещены управляющими тонкопленочными диодами. Главной особенностью подобных дисплеев можно назвать сниженное потребление энергии.

 

LTPS

 

Low Temperature Poly Silicon или LTPS — это технология изготовления LCD TFT-дисплеев при использовании поликристаллического низкотемпературного кремния. Эта технология предоставляет пониженное энергопотребление и увеличенную яркость индикатора изображения.

 

UFB

 

Ultra Fine and Bright или UFB – это личная технология компании Samsung, которая основана на применении матрицы пассивного характера. Подобные экраны располагают увеличенной контрастностью и яркостью, при этом потребляемая ими мощность в сравнении с традиционными LCD снижена. Способные к отображению 262 тысяч цветов дисплеи UFB располагают яркостью 150 кд/кв. м и контрастностью 100:1, потребляя при этом не больше 3 мВт. Кроме того, по заверениям разработчиков и стоимость производства такого дисплея обходится намного более дешево.

 

OLED

 

Organic Light Emitting Diodes или OLED — это дисплеи электролюминесцентного характера, в конструкции которых использованы органические светоизлучающие полупроводники. Основное отличие состоит в том, что не требуются лампы для подсветки, в новейших дисплеях издают свечение непосредственно сами поверхностные элементы. И светятся они намного ярче, чем ЖК — экраны (100000 кд/кв. м). При этом их потребление энергии ниже, передача цвета лучше, контрастность выше (300:1), угол обзора намного больше (до 180 градусов), а охват цветовой гаммы шире. В отличие от обыкновенного дисплея ЖК органика может реагировать намного, а именно в 100–1000 раз быстрее. Толщина подобного дисплея не превосходит один миллиметр (два миллиметра при учитывании защитного стекла), масса выражается в граммах. Существенным параметром считают также и диапазон температур, которые подходят для его работы: в данном случае это от -30 до +60 градусов. К недостаткам можно причислить лишь сравнительно недолгий период жизни (около 5–8 тысяч часов), хотя, для телефона этого более чем достаточно. Как органические экраны устроены? Некогда изобретатели диодов люминесцентного характера выявили, что при совмещении двух слоев некоторых органических материалов, если  в какой-то точке через них пропустить электрический ток, то в данном месте возникнет свечение. При этом, применяя различные светофильтры и материалы, получать можно самые разнообразные цвета. Аналогично ЖК существующие модели делятся по разновидности управляющей матрицы. Есть OLED с активными и пассивными матрицами. Принцип работы у матриц точно такой же, однако вместо жидкокристаллического слоя здесь применяется слой полупроводников органического характера.

 

Если сравнивать старые добрые LCD-экраны и современные дисплеи OLED — сравнение, несомненно, будет не в пользу первых: ЖК-дисплеи на данный момент функционируют уже на пределе собственных возможностей, на экране скорость смены кадров невысока, а мощность потребления — наоборот, оставляет желать лучшего. Кроме того, при солнечном свете на цветных ЖК-экранах сложно что-либо разглядеть и они достаточно хрупкие.

 

Конечно же, дисплеи более контрастные и яркие именно с активными матрицами (TFT LCD), в сравнении с аналогичными дисплеями с пассивными матрицами, однако они дороже, куда сложнее в производстве и используются главным образом в более дорогих приборах.

 

Технологически же дисплеи органического характера не имеют практически  никаких недостатков, которые характерны для дисплеев ЖК, и предоставляет гораздо лучшие характеристики в плане изображения.

Дисплей OLED. В физическом смысле электролюминесцентный органический дисплей представляет собой единое устройство, состоящее из некоторого числа весьма тонких органических пленок, которые заключены между двух проводников. Подача небольшого напряжения на эти проводники (порядка 2-8 вольт) и вынуждает дисплей испускать свет. Основу такой OLED-матрицы представляют полимерные материалы, и их непрерывное усовершенствование в значительной мере способствует развитию технологий по изготовлению матрицы и улучшению дисплеев. В данный момент развиваются в основном две технологии, которые показали максимальную эффективность. Отличаются они органическими материалами, которые в них используются, это sm-OLED — микромолекулы и PLED — полимеры. Более подробно рассматривать их не станем, так как для обычных пользователей мобильного телефона принципиальное значения это вряд ли имеет, да и сам производитель крайне редко указывает в спецификациях телефона нюансы технического характера относительно производства дисплея. Что ж такого хорошего в OLED-дисплеях? Ну, прежде всего, это высокие показатели контрастности (до 300:1) и яркости (до 100 тыс. кд/м2), что, по идее, обязано обеспечить читабельность дисплея при любых возможных условиях. Далее можно отметить легкость и компактность, дисплейная толщина не превышает одного миллиметра (а точнее говоря два с учетом защитного стекла), а его массу можно выразить в граммах. Диапазон рабочих температур считается немаловажным параметром. И на летнем пляже (при температуре до плюс 60), и в свирепую зиму (до минус 30 градусов по Цельсию) дисплей OLED в равной степени работоспособен. Кроме того, отличаются такие OLED-дисплеи неплохой механической крепостью, и даже… представьте себе гибкостью. Впрочем, применение гнущихся подложек уже отделилось в самодостаточную направленность FOLED. Ну и, в конце концов, в отличие от имеющихся STN и TFT дисплеев, дисплеи OLED употребляют ощутимо меньше электроэнергии. Как и в прочих дисплеях тут также возможно применение активной или пассивной матрицы. OLED-дисплеи чаще всего применяются в качестве вспомогательных или внешних дисплеев, так как делать главный дисплей в телефоне на базе OLED-технологии, как минимум, дороговато. По той же причине данные дисплеи, как правило, ограничены в собственном воспроизведении 256 цветами. К примеру, подобный дисплей с разрешением в 94 х 94 пикселя употребляется в LG G7030, чуть поменьше разрешение у Samsung SGH-E700 (96 х 64 пикселя). В общем подобные дисплеи выглядят очень даже неплохо, обеспечивая читаемую и яркую картинку, однако на солнце, к сожалению,  что-либо рассмотреть на таком дисплее крайне сложно.

 

MEMS

 

Micro-Electro Mechanical Systems или MEMS – это технология систем микроэлектромеханического характера.

С увеличением популярности таких развлекательных функций, как, например, встроенных с высокой способностью разрешения фотокамер, у мобильных телефонов был обнаружен крайне существенный недостаток – высокий уровень энергопотребления дисплеев жидкокристаллического характера. Кроме того, с повальным увлечением всеобщей моды на камеры, мобильные игры и мультимедийные плееры, ЖК-экраны нынешних телефонов стали ярче и больше, и при всем этом они остаются включёнными всё дольше, что, в результате, и приводит к скорому разряжению батареи. Еще одним минусом экранов TFT является потеря «читаемости» отображаемой на них информации в условиях яркого дневного освещения, что часто делает пользование телефоном солнечным днем на улице весьма несподручным.

 

Благодаря MEMS, а вернее, построенной инженерами компании Iridigm на базе микроэлектромеханических систем технологии известной как Interferometric Modulator или iMoD — интерференционный модулятор, «потухающие» в целях экономии заряда батареи и «слепнущие» на солнце дисплеи современных мобильных телефонов спустя какое-то время могут «кануть в лету».

 

Принципом работы дисплея iMoD является то, что изображение цветного характера формируется интерференцией световых волн, подобным образом тому, как солнечный дневной свет получает определённый оттенок на крыльях бабочки, покрытых пыльцой. Каждый из пикселей    iMoD представляет из себя систему микромеханического характера, которая состоит из зеркальной мембраны и прозрачной плёнки, между которыми, кроме того, остаётся воздушное пустое пространство. А между отразившимися от плёнки световыми волнами и волнами, которые прошли сквозь неё, а затем отразились от мембраны, возникает интерференция. Вследствие этого возникает излучение вполне определенного цвета, который, в зависимости от размера зазора, может изменяться от красного и до синего.

 

Построенные на базе данной технологии дисплеи сохраняют «читабельные характеристики» при освещении любого характера. Они располагают энергопотреблением, которое в разы меньше в сравнении с собственными жидкокристаллическими конкурентами, так как не требуют специальной подсветки, и, таким образом, энергия в них расходуется лишь на переключение пикселя из одного состояния в другое. Кроме того, нельзя не заметить их малую толщину – просто-таки находку для изготовителей мобильников, для которых вопрос экономии места стоит  крайне остро, в особенности в свете все более популярных ультратонких моделей.

 

Один комментарий на “Классификация дисплеев”

Добавить комментарий для Сергей