Технологии с использованием пассивной матрицы.

STN (Super Twisted Nematic)

Технология STN позволяет увеличить торсионный угол (угол кручения) ориентации кристаллов внутри LCD дисплея с 90° до 270°, что обеспечивает лучшую контрастность изображения (по сравнению со стандартной пассивной матрицей) при увеличении размеров монитора. STN - экраны отличаются низким энергопотреблением и невысокой стоимостью.

А к недостаткам можно отнести относительно низкое качество картинки, небольшой угол обзора (в идеале 90 градусов по горизонтали и 50 градусов по вертикали) и основное - это долгое время отклика на изменение напряжения на матрице в связи с большой электрической ёмкостью ячеек. Это отрицательно сказывается на воспроизведении динамических сцен и видео.

CSTN (Color Super-Twist Nematic)

CSTN является дальнейшим развитием STN. Эта технология позволяет создавать цветные дисплеи за счёт того, что на каждый пиксел экрана приходится три пиксела разного цвета (красный, зелёный, синий). Каждый пиксель управляется индивидуально чипом графического контролера.

Активная матрица.

В активной матрице (active matrix) используются отдельные усилительные элементы для каждой ячейки экрана, компенсирующие влияние емкости ячеек и позволяющие значительно уменьшить время изменения их прозрачности. Активная матрица позволяет увеличить яркость изображения и угол обзора до 160 град. Кроме того увеличивается время отклика пиксела.

Функциональные возможности LCD мониторов с активной матрицей почти такие же, как у дисплеев с пассивной матрицей. Разница заключается в матрице электродов, которая управляет ячейками жидких кристаллов дисплея. В случае с пассивной матрицей разные электроды получают электрический заряд циклическим методом при построчном обновлении дисплея, а в результате разряда емкостей элементов изображение исчезает, так как кристаллы возвращаются к своей изначальной конфигурации. В случае с активной матрицей к каждому электроду добавлен запоминающий транзистор, который может хранить цифровую информацию (двоичные значения 0 или 1) и в результате изображение сохраняется до тех пор, пока не поступит другой сигнал. Частично проблема отсрочки затухания изображения в пассивных матрицах решается за счет использования большего числа жидкокристаллических слоев для увеличения пассивности и уменьшения перемещений. При использовании активной матрицы, число слоёв может быть уменьшено. Запоминающие транзисторы должны производиться из прозрачных материалов, что позволит световому лучу проходить сквозь них, а значит, транзисторы можно располагать на тыльной части дисплея, на стеклянной панели, которая содержит жидкие кристаллы. Для этих целей используются пластиковые пленки, называемые тонкопленочными транзисторами (Thin Film Transistor" или TFT).

TFT

Пиксель на основе TFT устроен следующим образом: в стеклянной пластине друг за другом интегрировано три цветных фильтра (красный, зеленый и синий). Каждый пиксель представляет собой комбинацию трех цветных ячеек или субпиксельных элементов. Это означает, например, что у дисплея, имеющего разрешение 1280x1024, существует ровно 3840x1024 транзистора и субпиксельных элемента. Размер точки (пикселя) для 15.1" дисплея TFT (1024x768) приблизительно равен 0.0188 дюйма (или 0.30 мм), а для 18.1" дисплея TFT - около 0.011 дюйма (или 0.28 мм).

Расположение цветовых фильтров может быть разным. Это может быть вертикальная полоса, мозаичная структура или дельта-структура (рис. 10.8).

Рис 10.8

TFT обладают рядом преимуществ перед ЭЛТ-мониторами, среди которых - пониженное потребление энергии и теплоотдача, плоский экран.

OLED (Organic Light Emitting Diodes)

Для создания органических светодиодов (OLED) используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. При подаче на анод положительного относительно катода напряжения, поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом, катод отдает электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или другими словами анод отдает дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к эмиссионному слою, потому что в органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем электроны. При рекомбинации происходит понижение энергии электрона которое сопровождается выделением (эмиссией) электромагнитного излучения в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным. Прибор не работает при подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения. В этом случае дырки движутся к аноду, а электроны в противоположном направлении к катоду, и рекомбинации не происходит.

В качестве материала анода обычно используется оксид индия легированный оловом. Он прозрачный для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая способствует инжекции дырок в полимерный слой. Для изготовления катода часто используют металлы, такие как алюминий и кальций, так как они обладают низкой работой выхода, способствующей инжекции электронов в полимерный слой.

Преимущества в сравнении c LCD-дисплеями

* меньшие габариты и вес * отсутствие необходимости в подсветке * отсутствие такого параметра как угол обзора — изображение видно без потери качества с любого угла * отклик значительно ниже, чем у LCD

* более качественная цветопередача (высокий контраст) * более низкое энергопотребление при той же яркости * возможность создания гибких экранов