LCD monitorji tehnologija in izvedbe, primerjava modelov ... · PDF file7 Lastnosti prikazovalnikov s tekočimi zasloni ... 2 Zgodovina Med leti 1850 in 1888 je veliko število znanstvenikov

ŠOLA ZA HORTIKULTURO IN VIZUALNE UMETNOSTI CELJE

Višja strokovna šola Celje

LCD monitorji – tehnologija in izvedbe, primerjava modelov in

lastnosti, prednosti in slabosti Seminarska naloga

Strokovna informatika in statistične metode vrednotenja

Predavatelj: Matej Zdovc, univ. dipl. ing. el.

Janja Muškatevc

Celje, marec 2011

Muškatevc J. 2011. LCD monitorji – tehnologija in izvedbe, primerjava modelov in lastnosti, prednosti in

slabosti, Šola za hortikulturo in vizualne umetnosti, Višja strokovna šola

II

Kazalo

Kazalo ........................................................................................................................................ II

Kazalo slik ................................................................................................................................ III

Kazalo tabel .............................................................................................................................. III

1 Uvod ........................................................................................................................................ 1

2 Zgodovina ................................................................................................................................ 2

3 Tekoči kristali .......................................................................................................................... 3

3.1 Nematična faza ................................................................................................................. 3

3.1.1 Kiralno nematična faza .............................................................................................. 3

3.2 Smektična faza ................................................................................................................. 3

3.2.1 Kiralno smektična faza .............................................................................................. 4

4 Princip delovanja prikazovalnikov s tekočimi kristali ............................................................ 4

5 Različni tipi LCD tehnologij ................................................................................................... 5

5.1 Prikazovalnik s pasivno matriko ...................................................................................... 5

5.1.1 Statično (direktno) naslavljanje ................................................................................. 6

5.1.2 Dinamično (multipleksirano) naslavljanje ................................................................ 6

5.2 Prikazovalnik z aktivno matriko....................................................................................... 8

5.2.1 TFT tehnologija ......................................................................................................... 8

5.3 Osvetlitev zaslona............................................................................................................. 9

6 Izdelava LCD prikazovalnikov ............................................................................................. 10

7 Lastnosti prikazovalnikov s tekočimi zasloni ....................................................................... 11

7.1 Spomin............................................................................................................................ 11

7.2 Število odtenkov barve ................................................................................................... 11

7.3 Naravna resolucija .......................................................................................................... 12

7.4 Hitrost ............................................................................................................................. 13

7.5 Kontrast .......................................................................................................................... 13

7.6 Zorni kot ......................................................................................................................... 13

7.7 Svetlost ........................................................................................................................... 14

7.8 Poraba energije ............................................................................................................... 14

7.9 Odvisnost od temperature ............................................................................................... 14

8 Prednosti monitorjev LCD .................................................................................................... 15

9 Slabosti monitorjev LCD ...................................................................................................... 16

10 Primerjava modelov ............................................................................................................ 17

11 Zaključek ............................................................................................................................. 18

12 Viri ...................................................................................................................................... 19



III

Kazalo slik

Slika 1-Princip delovanja LCD zaslona po principu kiralno nematične faze ............................ 4

Slika 2-Zgradba enostavnega prikazovalnika s tremi grafičnimi elementi ................................ 6

Slika 3-Zgradba barvnega zaslona s pasivno matriko ................................................................ 7

Slika 4-Aktivna matrika ............................................................................................................. 8

Slika 5-Osvetlitev LCD zaslona ................................................................................................. 9

Slika 6-a) originalna slika z 256 odtenki, b) slika, prikazala z le dvema odtenkoma, c) slika z

dvema odtenkoma in tehniko dithering .................................................................................... 12

Slika 7-Trije načini prikaza slike pri premajhni izbrani resoluciji ........................................... 12

Kazalo tabel

Tabela 1-Primerjava lastnosti LCD in CRT zaslonov (+ pomeni dobro, - pomeni slabo, ~

pomeni sprejemljivo) ................................................................................................................ 15

Tabela 2-Primerjava modelov LCD monitorjev ....................................................................... 17



1

1 Uvod

Zasloni LCD (ang. Liquid Crystal Display) ali po slovensko tekočekristalni prikazovalniki, ki

delujejo na principu tekočih kristalov, so v zadnjih 35 letih doţiveli izreden razvoj. Njihova

uporabnost je izredna, saj se lahko uporabijo skoraj povsod, kjer potrebujemo prikaz raznih

informacij. V kolikor ne bo razvita boljša tehnologija, bodo LCD zasloni kmalu izpodrinili

danes še kar razširjene zaslone, delujoče na principu katodne cevi (CRT ali catod ray tube).

Le za zelo enostavne informacije o stanju se bodo še vedno uporabljale običajne LED diode,

vse ostale grafične in slikovne informacije pa lahko prikaţemo le z rasterskimi oziroma

matričnimi prikazovalniki, kjer pa imajo trenutno LCD zasloni prednost pred drugimi po

robustnosti, kompaktnosti, izkoristku, so vedno cenejši, saj se tehnologija izdelave še

izboljšuje, material pa je relativno poceni.



2

2 Zgodovina

Med leti 1850 in 1888 je veliko število znanstvenikov s področja biologije, kemije, medicine

in fizike opazilo “čudno” obnašanje nekaterih materialov ob segrevanju pri prehodu iz trdnega

v tekoče stanje. Tako je W. Heintz leta 1850 ugotovil, da se trdni stearin ob segrevanju pri

52°C stopi v motno tekočino, se pri 58°C pretvori v neprozorno tekočino in nato pri 62,5°C v

popolnoma prozorno tekočino. Biologi Virchow, Mettenheimer in Valentin so opazili

anizotropične optične lastnosti ţivčnih vlaken, raztopljenih v vodi ob osvetlitvi s polarizirano

svetlobo. Do takrat so takšne optične lastnosti izraţali le kristali.

Izboljšavo v raziskovanju je prinesel polarizacijski mikroskop z regulacijo temperature

vzorca, ki ga je 1877 izumil nemški fizik Otto Lehmann. Ob opazovanju prehodov čiste

prozorne tekočine preko motne v trdno stanje je domneval, da gre le za nepopoln prehod med

agregatnima stanjema. Mikroskop je postal klasično orodje za raziskovanje tekočih kristalov.

Leta 1888 je avstrijski botanik Friedrich Reinitzer, ki je raziskoval biološke funkcije

holesterola v rastlinah, podobno kot drugi pred njim ugotovil spremembe motnosti tekočega

holesterolovega derivata ob ohlajanju, a tudi spremembo barve: ob neki temperaturi je postal

moder, tik pred kristalizacijo pa modro vijoličast. Ob posvetu z Lehmannom in drugimi so

prišli do skupnega zaključka, da gre pri tem za novo agregatno stanje, za tekočo kristalno

fazo. Walter Nernst in Gustav Tamman sta sicer trdila, da se da to stanje razloţiti kot emulzijo

tekočega in trdnega stanja. Kasnejši Lehmannovi eksperimenti so celo potrjevali to teorijo. A

pozneje je Emil Bose podal prve protiargumente tej teoriji. Max Born je predlagal moţnost,

da so tekoči kristali molekule s permanentnimi električnimi dipoli, kar je nekaj časa vodilo do

napačnih rezultatov. Šele leta 1958 je nemški fizik Alfred Saupe s svojim sodelavcem

Wilhelmom Meierjem postavil Saupe-Meierjevo mikroskopsko teorijo in z njo ovrgel teorijo

permanentnih električnih dipolov.

Prvi sintetični tekoči kristal sta izdelala Gatterman in Ritschke leta 1890 in sicer je bil to p-

azoksianizol. Zatem je bilo sintetiziranih več različnih materialov, tako da lahko sedaj

izdelamo tekoče kristale z vnaprej določenimi lastnostmi.

Na začetku 20. stoletja je George Freidel prvi opazil orientacijski efekt električnega polja na

tekoče kristale in tudi efekte v tekočih kristalih. Leta 1922 je predlagal razvrstitev tekočih

kristalov glede na ureditev molekul v različnih materialih ob različnih temperaturah:

nematična, smektična in holesterolična faza. Ta shema se uporablja tudi danes.

Carl Oseen in Zöcher pred drugo svetovno vojno, kasneje pa še F.C. Frank, so pripravili

matematično teorijo obnašanja kristalov, ki je še danes ena izmed osnovnih teorij opisa

tekočih kristalov. Uveden je bil parameter urejenosti S.

Od začetka druge svetove vojne pa do okoli 1958 so znanstveniki menili, da so odkrili ţe vse

v zvezi s tekočimi kristali in so skoraj opustili razvoj, češ da niso preveč uporabni. Celo v

učbenikih so bili tekoči kristali le skromno obdelani. Nato pa so američan Brown, rus

Kristjakov in angleţ F.C. Frank znova obnovili razvoj. Kot ţe omenjeno sta Saupe in Meier

postavila svojo mikroskopsko teorijo, nato pa so F.C. Frank, kasneje pa še Leslie in Ericksen

razvila zvezno teorijo statičnih in dinamičnih sistemov. Okoli 1960 so ugotovili, da električno

polje spremeni urejenost molekul tekočih kristalov, a so bili takrat izdelani prikazovalniki

relativno nestabilni, dokler niso uporabili materiala bisfenil. Leta 1968 so raziskovalci iz



3

podjetja RCA prvič predstavili delujoč LCD zaslon. Od takrat naprej pa je razvoj LCD

zaslonov doţivel nepretrgano eksponentno rast.

3 Tekoči kristali

Običajna tri agregatna stanja obstajajo, ker imajo molekule različno urejenost glede na

temperaturo. V trdnem stanju je sila, ki povezuje molekule, močnejša od sile toplotne

kinetične energije in snov je trdna in urejena. V tekočem stanju je povezovalna sila močna le

toliko, da preprečuje medsebojno oddaljitev molekul. Molekule se neurejeno gibljejo. V

plinastem stanju pa ta sila postane zanemarljiva glede na kinetično silo in se molekule gibljejo

povsem svobodno.

Termotrofična tekoča kristalinična faza se pojavi v nekaterih snoveh in sicer ob prehodu med

trdnim in tekočim stanjem. V tem stanju ima snov lastnosti tako trdne kot tekoče snovi. Snov

je tekoča, a izkazuje anizotropične optične in elektromagnetne lastnosti kot kristali. To pa

zato, ker snov tudi v tekočem stanju obdrţi določeno urejenost molekul.

Tekoči kristali imajo različne stopnje in vrste urejenosti: nematično, smektično in

holesterolično. Predvsem nematična in smektična pa sta praktično uporabni.

3.1 Nematična faza

Nematična (iz gr. nematos, nit) faza se pojavi ob ohladitvi iz običajne izotropične tekoče faze,

kjer so molekule povsem naključno postavljene.

Molekule izkazujejo določeno urejenost, postavljene pa so še vedno naključno. Usmerjenost

je povzročena s tem, da so molekule tekočih kristalov ponavadi dolge in ozke in se ob

zniţanju temperature “zloţijo” druga ob drugi. V tej fazi lahko določimo povprečno

usmerjenost molekul, ki jo imenujemo “direktor” in označimo kot vektor n. Določimo lahko

tudi parameter urejenosti S. Če so molekule povsem usmerjene, je S enak 1, v običajni tekoči

fazi pa je enak 0. Višja vrednost parametra pomeni večjo urejenost.

3.1.1 Kiralno nematična faza

Kadar so molekule tekočega kristala v nematični fazi tudi “kiralne” (ang. chiral), kar pomeni,

da niso simetrične ob zrcaljenju, se namesto običajne nematične faze pojavi kiralno

nematična. Molekule so druga glede na drugo nekoliko rotirane. V takšni snovi se direktor

rotira glede na pozicijo (vijačnica, helix). Tekoči kristal, ki izkazuje takšno lastnost, se

uporablja v TN (=Twisted Nematics) LCD zaslonih, kjer je tekoči kristal v sendviču med

dvema za 90° zasukanima polarizatorjema.

3.2 Smektična faza

Pri temperaturah, ki so v glavnem niţje kot pri nematični fazi, pa molekule dobijo tudi

določeno prostorsko urejenost. Molekule v t.i. smektični (gr. smektos, razmazan, iz gr.

smekhein, odplaviti, odnesti) fazi leţijo v nekakšnih plasteh. V posamezni plasti je snov

pravzaprav dvodimenzionalni nematični tekoči kristal.



4

Kadar so smektični kristali uporabljeni v zaslonih imajo boljše lastnosti od nematičnih, saj

imajo le-ti tako večji kot pogleda, boljši kontrast in večjo hitrost. Večina današnjih zaslonov

uporablja tekoče kristale v tej fazi.

3.2.1 Kiralno smektična faza

Kot v nematični fazi, tudi pri smektični obstaja kiralni tip. Direktor rotira po plasteh in tvori

vijačno strukturo.

4 Princip delovanja prikazovalnikov s tekočimi kristali

Za razliko od večine drugih prikazovalnikov LCD zasloni svetlobe ne ustvarjajo, ampak jo le

prepuščajo. Svetlobo se generira na drugačne načine, z navadno ali neonsko ţarnico, LED

diodami, lahko pa uporabimo tudi naravno svetlobo. Ker je izvor svetlobe tako konstanten,

moramo za prikaz informacije na zaslonu svetlobo na nekaterih mestih omejiti. Ker svetlobi

ne moremo popolnoma zapreti pretoka, LCD zasloni črne barve ne morejo prikazati tako

dobro kot prikazovalniki drugačne vrste.

Tekoči kristali niso izotropični, torej svetlobe ne prepuščajo v vseh smereh enako. Poleg tega

lahko spremenijo tudi smer polarizacije svetlobe (tenzor). Orientacija molekul se spremeni v

prisotnosti električnega polja. Te lastnosti izkoristimo pri izdelavi prikazovalnikov.

Še danes se najpogosteje uporablja tekoče kristale v kiralno nematični fazi. Princip takega

zaslona, imenovanega TN (Twisted Nematics): tekoči kristal je zaprt med dve usmerjevalni

plasti. Ti dve plasti imata vrezane drobne vzporedne zareze. Ker so molekule tekočega

kristala dolge in ozke, jih takšne zareze usmerijo. Dve usmerjevalni plasti sta postavljeni tako,

da so zareze v eni postavljene pravokotno glede na drugo plast. Smer molekul tekočega

kristala je s tem tako pri eni kot pri drugi plasti določena, vmes pa njihova smer (ob primerni

razdalji med plastema) rotira. Skupna rotacija znaša ravno 90°, torej enako kot kót med

zarezami usmerjevalnih plasti. Bistveno pri tem pa je, da se tudi smer polarizacije svetlobe ob

prehodu skozi tak sendvič zarotira za 90°.

Slika 1-Princip delovanja LCD zaslona po principu kiralno nematične faze

To strukturo postavimo med dva svetlobna polarizacijska filtra, ki sta med seboj zarotirana za

90°. Če v sendviču ne bi bilo tekočega kristala, bi polarizatorja zaradi medsebojne rotacije



5

preprečevala prehod svetlobe. Ker pa smer polarizacije pri svetlobi, ki potuje skozi kiralno

nematično snov, rotira, lahko svetloba pride skozi sendvič.

Električno polje uniči vijačno strukturo snovi in molekule se postavijo vzporedno s smerjo

električnega polja. Zato rotacije svetlobe ni več in polarizatorja svetlobe ne spustita več skozi.

5 Različni tipi LCD tehnologij

5.1 Prikazovalnik s pasivno matriko

Postavi se vprašanje, kako napraviti prikazovalnik z grafičnimi elementi, ki bi jih lahko

selektivno vklapljali in izklapljali. Da lahko ustvarimo električno polje, moramo tekoči kristal

vstaviti med dve prevodni plasti, na kateri priključimo električno napetost. Samoumevno je,

da morata biti prevodni plasti tudi prosojni. Prevodni in hkrati prosojni so nekateri kovinski

oksidi, kot na primer indij-kositrov oksid, pa tudi razne organske spojine.

Če najprej poskusimo vključiti enosmerno električno polje na enem grafičnem elementu,

ugotovimo, da se v tekočem kristalu nakopiči naboj (nastanejo dipoli), zaradi česar se

sosednje molekule začnejo med seboj privlačiti in se poskusi ustvariti ravnovesje, kjer bi se

smer molekul zvezno spreminjala znotraj “sendviča”, torej tudi med različnimi grafičnimi

elementi. S tem se robovi grafičnih elementov zabrišejo, pa tudi sam grafični element zbledi.

Zato je na elektrodi priključena napetost z izmenično polariteto, ki vpliva le na molekule, ki

so neposredno med elektrodama, bolj oddaljene molekule pa se ne morejo obračati tako hitro,

kot se obrača smer njihovih električnih dipolov. Rob grafičnih elementov je tako relativno

oster in določen.

Obliko in razporeditev grafičnih elementov na prikazovalniku torej določimo z obliko in

razporeditvijo elektrod. Seveda pa morajo električne povezave potekati tudi na rob

prikazovalnika, kjer so električni kontakti za povezavo s krmilnim vezjem. Ker je električna

povezava seveda prevodna, se obnaša kot elektroda za tekoči kristal tudi tam, kjer tega ne

ţelimo. A ker prevodne plasti in s tem elektrode ni na drugi strani, ni dovolj močnega

električnega polja in na mestu povezav ne pride do spremembe urejenosti molekul. Zaslon

lahko postane črn le tam, kjer sta elektrodi na obeh straneh tekočega kristala.



6

Slika 2-Zgradba enostavnega prikazovalnika s tremi grafičnimi elementi

Zaslon, ki ima takšno direktno naslavljanje grafičnih elementov, imenujemo prikazovalnik s

pasivno oziroma enostavno (simple) matriko, saj ne vsebuje nobenega aktivnega elementa

(kot na primer tranzistorji). Zgodovinsko gledano so najprej izdelali črno-bele LCD zaslone z

manjšim številom večjih, posebej oblikovanih grafičnih elementov, ki jih srečujemo še danes

pri digitalnih ročnih urah in kalkulatorjih. Kmalu pa so začeli izdelovati tudi prave matrične

zaslone, ki so jih uporabljali pri miniaturnih televizorjih, kamerah in monitorjih.

5.1.1 Statično (direktno) naslavljanje

Enostavni zasloni kot so še danes uporabljeni v digitalnih urah, so statično naslavljani, kjer

prva elektroda pripada posameznemu grafičnemu elementu, druga pa je skupna. Povezave na

vsak element potekajo do roba zaslona, kjer so nameščeni kontakti. Vsak element je

naslavljan neodvisno drug od drugega. Dokler je prikazana informacija konstantna, je izhod

gonilnega vezja časovno nespremenjen, v kolikor ne upoštevamo spreminjanja polaritete

napetosti.

5.1.2 Dinamično (multipleksirano) naslavljanje

Kakor se je večalo število grafičnih elementov, tako se je večalo število priključnih kontaktov.

Kadar je to število preveliko, uporabimo dinamično naslavljanje, kjer ni več elektrode, ki je

skupna vsem elementom, ampak je več elektrod na obeh straneh zaslona, ki so skupne

skupinam grafičnih elementov.

S tem se vseh grafičnih elementov ne da naslavljati hkrati, zato se postopek imenuje

dinamično naslavljanje. Tu periodično priklapljamo eno za drugo (recimo) spodnjo elektrodo

na krmilno napetost, ob tem pa na zgornje elektrode priklopimo primerno kombinacijo

krmilnih napetosti, ki zagotovijo primeren prikaz informacije na elementih, povezanih s

priklopljeno spodnjo elektrodo. Ker elementi čez čas zbledijo, moramo cel zaslon ves čas

osveţevati. Ker pa je edini način, da črn element (kjer so molekule tekočega kristala

vertikalno postavljene) postane bel, ponovna postavitev molekul v zavito strukturo, mora biti



7

ta proces čim hitrejši. S tem pa bi element zbledel ţe med dvema osveţevalnima cikloma. Čas

ponovne reorganizacije molekul je fizikalno omejen in je odvisen od izbranega tekočega

kristala. Za osveţevanje izberemo dovolj visoko frekvenco, pri kateri je bledenje elementov

med dvema osveţevalnima cikloma zanemarljivo, hkrati pa dovolj nizko frekvenco, da se

molekule sploh utegnejo postaviti navpično.

Za prikazovanje poljubne grafične informacije pa je primeren le pravi matrični zaslon. Pri

njem imamo v dveh dimenzijah enakomerno razporejene pravokotne grafične elemente. Tukaj

naslavljamo vsak stolpec posebej, tako da priklopimo en pol krmilne napetosti na navpično

elektrodo, na horizontalne elektrode pa priključimo kombinacijo krmilnih napetosti, ki

zagotovi pravilen prikaz slike na tem stolpcu. Polariteto krmilne napetosti moramo seveda ob

vsakem osveţevalnem ciklusu invertirati.

V kolikor imamo pred zaslonom barvni filter, sestavljen iz vzdolţnih trakov iz treh osnovnih

barv (rdeče, zelene, modre), dobimo barvni zaslon, kjer po trije grafični elementi predstavljajo

en vidni barvni element. Z nadzorom prepuščanja svetlobe skozi vsako izmed celic trojice

lahko proizvedemo poljuben odtenek barvne svetlobe.

Slika 3-Zgradba barvnega zaslona s pasivno matriko

Zaslon izdelajo tako, da med usmerjevalni plasti vstavijo distančnike, ki zagotavljajo

enakomeren razmak med plastema, nato robove zalijejo s tesnilom, kot je na primer epoksi.

Pri tem pustijo odprto majhno luknjo, skozi katero v vakuumu vbrizgajo tekoči kristal. V

začetku je to vodilo do večjega števila pokvarjenih točk, ker se tekoči kristal ni enakomerno

porazdelil in so ostale nezapolnjene luknje.

Prikazovalniki s pasivno matriko so počasni in niso primerni za prikaz hitro spreminjajoče se

vsebine kot je recimo video. Poleg tega pa pri njih pride do efekta imenovanega “ghosting” ali

“cross-talk”, kar pomeni, da črn piksel sredi bele površine vpliva na sosednje piksle po

horizontali in vertikali, ki postanejo temnejši, saj se električno polje ene celice delno razširi

po sosednjih celicah, ki takrat niso naslovljene.

Problem “ghostinga” lahko izboljšamo s principom dvojnega preleta zaslona. Takšne zaslone

imenujemo DSTN (Dual Scan Twisted Nematics). Tukaj zaslon razdelimo na dva dela in

izmenično naslavljamo vsako polovico posebej.



8

Nekatera podjetja so pasivno matrične zaslone izboljšala z lastnimi rešitvami. Tako sta

Toshiba in Sharp izdelala HPD (hybrid passive display), kjer sta uporabila drugačen material

za tekoči kristal. Manjša viskoznost je pripomogla k večji hitrosti odziva (pribliţno dvakrat

hitreje). Poleg tega so izboljšali tudi kontrast.

Prednost pasivno matričnih zaslonov je predvsem v ceni in enostavnosti tehnologije, pa tudi

manjši porabi energije, problem pa je “ghosting”, počasnost in slabši kontrast.

5.2 Prikazovalnik z aktivno matriko

Za razliko od pasivno matričnih zaslonov, kjer elementi začnejo bledeti takoj, ko niso več

naslovljeni, ima aktivno matrični zaslon ob vsakem grafičnem elementu (pikslu) še dodaten

tranzistor. Naslavljanje je še vedno podobno kot pri pasivni matriki, le da tu tranzistor v

kombinaciji s kondenzatorjem zadrţi vsiljeno stanje (napetost) med dvema zaporednima

osveţitvenima cikloma. Zato je ob hkratni uporabi nizkoviskoznih tekočih kristalov, ki se

hitro reorganizirajo v vijačno strukturo, hitrost takšnih zaslonov lahko dosti večja, ker

elementi med posameznimi cikli ne zbledijo. Tranzistor je, kadar ni naslovljen, med drugim

tudi izolator in tako preprečuje efekt “ghostinga” oziroma vpliv pikslov na sosednje piksle.

Jasno je, da imajo takšni prikazovalniki, kot ţe ime pove, matriko, torej gre pri njih vedno za

dinamično multipleksirano naslavljanje. Pri statičnem naslavljanju namreč ni efekta

“ghosting”, kot tudi ne bledenja elementov zaradi osveţevanja.

Slika 4-Aktivna matrika

5.2.1 TFT tehnologija

Pojavi se vprašanje, kako izdelati krmilni tranzistor, saj ne moremo uporabiti klasičnega

silicijevega vaferja, ki ni prosojen. Tranzistorje moramo namreč nekako “nanesti” na

prozorno steklo. Uporabimo tehnologijo depozicije tankih plasti polprevodniških filmov.

Torej je izdelani tranzistor imenovan TFT (Thin Film Transistor), oziroma tankoplastni

tranzistor. Praktično vsi današnji LCD prikazovalniki z aktivno matriko so narejeni s pomočjo

TFT tehnologije.

S TFT tehnologijo izdelamo tranzistorje in ostale elemente in elektrode, ki so potrebni za

pravilno delovanje zaslona. Vsak piksel ima tako krmilni tranzistor, poleg njega pa še dodatni

kondenzator, ki shrani naboj (CS, storage capacitor). Ţe sam piksel se tudi obnaša kot

kondenzator (ClC) in lahko nakopiči nekaj naboja, a je to ponavadi premalo in zato je potreben

dodaten kondenzator. Kadar je tranzistor odprt, torej kadar prevaja, oziroma kadar je med



9

vrati (gate) in izvorom (source) prevodna napetost (odvisno od tipa tranzistorja), takrat se s

priključeno gonilno napetostjo napolnita oba kondenzatorja (ClC in CS). Kadar je med vrati in

izvorom zaporna napetost, takrat je tranzistor zaprt (ne prevaja) in takrat piksel prikazuje

stanje, kot ga določa v kondenzatorjih shranjena napetost. Dodatni kondenzator se izdela s

podobnim postopkom kot tranzistor.

Če uporabimo vrstično naslavljanje, potem morajo imeti tranzistorji vrata povezana na

horizontalne linije, oziroma vrstice. V nekem trenutku priključimo določeno vrstico na

napetost, ki odpre tranzistorje v tej vrstici, medtem pa na vse izvore tranzistorjev v tej vrstici

hkrati priklopimo napetosti, ki ustrezajo prikazani vsebini. Tako potujemo vrstico za vrstico,

dokler procesa spet ne ponovimo. Seveda pa lahko uporabimo tudi stolpčno naslavljanje, pri

čemer pa morajo biti vrata tranzistorjev povezana na stolpce.

Ob tem pa ne smemo pozabiti, da moramo med posameznimi slikami krmilne napetosti

invertirati, da preprečimo efekt kopičenja naboja v tekočem kristalu. Obstaja več načinov

invertiranja, pri čemer z inverzijo točk doseţemo, da slika ne utripa ob prikazovanju ostrih črt

ali likov (pattern).

Prikazovalniki z aktivno matriko prikazujejo bolj kvalitetno sliko glede na pasivno matriko.

Še vedno pa lahko sliko na različne načine še izboljšamo. Tako obstaja tehnika VA (Vertical

Align), kjer uporabimo tekoči kristal, ki nima vijačne strukture, ampak vodoravno, pri tem pa

molekule horizontalno rotirajo v odvisnost od priključne napetosti. S tem se zorni kot zaslona

lahko poveča na 140° tako v vodoravni kot navpični smeri.

Obstaja pa še več tehnik izboljšave slike, ki so jih pod različnimi imeni razvila posamezna

podjetja.

5.3 Osvetlitev zaslona

Za kvaliteten prikaz slike moramo imeti enakomerno osvetlitev zaslona, kar doseţemo z

osvetlitvijo z zadnje strani. Danes se za osvetlitev običajno uporabljajo cevaste fluorescentne

ţarnice (CCFL = Cold Cathode Fluorescent Tube), katerih svetlobo enakomerno razporedimo

preko celega zaslona s pomočjo posebnega svetlobnega vodila in razpršilnika.

Slika 5-Osvetlitev LCD zaslona

Takšna ţarnica deluje od 20.000 do 60.000 ur, po te času pa jo je treba zamenjati, saj njena

kvaliteta (svetlost) upade. To pa je tudi v glavnem edini element v LCD zaslonih, ki skrajšuje

čas delovanja zaslona, oziroma pogojuje periodično menjavo ţarnice vsake toliko časa.

Ostrina in kontrast ostaneta namreč nespremenjena dlje časa.

Namesto fluorescentne ţarnice pa lahko uporabimo tudi elektroluminiscentni film (EL) iz

fosforja, ki ima popolnoma enakomerno osvetljenost po celi površini, film pa je tudi zelo



10

tanek. Danes so takšni prikazovalniki še redki. Vseeno pa tudi EL film ne traja večno in se

prav tako obrabi (oksidacija).

6 Izdelava LCD prikazovalnikov

V glavnem danes prevladujejo TFT zasloni z aktivno matriko, zato bo na kratko prikazana le

njihova izdelava.

Elementi, ki se nahajajo na substratu zaslona, so sestavljeni iz filmov različnih materialov,

med drugim mora biti uporabljen tudi film silicija, da lahko tranzistorji sploh delujejo. Pri tem

sta moţna dva materiala:

amorfni silicij (s-Si)

Tehnološko je na steklo najenostavneje nanesti film iz amorfnega silicija (a-Si), ker

depozicija poteka pri relativno nizki temperaturi (po različnih virih med 150°C in

400°C), pri čemer lahko uporabimo cenejše vrste stekla. Zato je danes večina

prikazovalnikov izdelana z a-Si tehnologijo. Problem amorfnega silicija pa je kar

visoka upornost, ki preprečuje izdelavo krmilnega vezja (vrstični dekoder,…) kar na

samem substratu, saj bi tak porabil preveč električne energije. Torej imajo današnji

zasloni z a-Si na robovih kontakte za popolnoma vse vrstice in stolpce, na te kontakte

pa je priključeno dodatno krmilno vezje. Problem je predvsem v tem, da morajo biti

kontakti majhni in zelo kvalitetni, saj bi morebitna odpoved enega samega kontakta

vodila do pokvarjene cele vrstice ali stolpca.

polisilicij (p-Si)

Uporabo filma iz polisilicija je prvotno preprečevala zahtevana visoka temperatura pri

postopku depozicije (čez 1000°C). Steklo, ki bi preneslo tako temperaturo bi bilo

preveč drago in zahtevno za izdelavo. TFT iz polisilicija je postal izvedljiv šele v

zadnjem času, ko so uvedli nove postopke depozicije pri niţjih temperaturah med

275°C in 400°C. Razvijajo pa tudi proces, ki bi potekal pri 180°C.

Polisilicij je uporaben, saj ima dosti niţjo upornost kot amorfni silicij. Zato lahko

krmilno elektroniko napravimo na samem steklenem ali plastičnem substratu.

Sicer pa se kot substrat ponavadi uporablja kar steklo, saj se plastični materiali preveč

deformirajo in ne omogočajo natančnega pokrivanja filmov med več nanosi.

Za razliko od običajnih integriranih vezij, kjer se vaferji z razvojem večajo ob zmanjševanju

čipov, pa se pri LCD zaslonih večata tako substrat kot velikost končnega panela. Za večji

izkoristek je bolje imeti več panelov na enem substratu, ki pa s časom in razvojem postaja vse

večji in večji. Danes tehnologija pete generacije omogoča izdelavo substratov, večjih kot

1000mm.

Običajno poznamo tri osnovne vrste tranzistorjev: bipolarni NPN in PNP, unipolarni FET in

MOSFET. Pri TFT zaslonih se uporabljajo MOSFET tranzistorji, saj imajo zanemarljiv

krmilni tok, izdelava pa je relativno enostavna. Obstaja več načinov izdelave tranzistorjev,

med drugim tranzistor z vrati zgoraj (top gate) in vrati spodaj (bottom gate). Postopek nanosa

tranzistorjev in kondenzatorjev vključuje čiščenje, depozicijo filmov, fotolitografijo, suho in

mokro jedkanje.



11

Problem pri tranzistorjih je, da so občutljivi na svetlobo. Zato jih je potrebno nekako zaščititi,

saj s spodnje strani prihaja svetloba ţarnice, z zgornje strani prihaja dnevna svetloba, del

svetlobe pa se odbije znotraj samih celic. Dnevno in odbito svetlobo preprečimo z uporabo

črne matrike, oziroma črne površine v barvnem filtru nad tranzistorjem. Svetlobo ţarnice

blokirajo ţe sama vrata tranzistorja pri bottom-gate, pri top-gate pa moramo izdelati dodatno

kovinsko ploščico pod tranzistorjem. Črna matrika je ponavadi izdelana iz kroma in

kromovega oksida.

Da bi čim več svetlobe prišlo skozi zaslon, je treba čim bolj zmanjšati tranzistorje, metalne

povezovalne linije in optimirati izdelavo dodatnih kondenzatorjev.

Po izdelavi substrata nanj nanesejo usmerjevalne plasti iz polimida, ki mu zareţejo plitve

zareze, nato nanesejo distančnike, nato nanj poloţijo zgornjo ploščo z usmerjevalno plastjo,

prevodno elektrodo, barvnim filtrom in polarizatorjem. Substrat nato razreţejo na panele

končne velikosti, ki v vakuumu napolnijo s tekočim kristalom in nato neprodušno zaprejo. Na

zaslone nato priklopijo kontrolno vezje, ponavadi preko fleksibilnega traku z nanesenimi

povezavami.

7 Lastnosti prikazovalnikov s tekočimi zasloni

7.1 Spomin

Poglejmo delovanje običajnih CRT zaslonov s katodno cevjo. Vidimo, da pri njih elektronski

ţarek preletava cel zaslon in riše točko za točko. Takšnemu načinu je primeren tudi video

signal, s katerim krmilimo CRT zaslon. Pri LCD-jih tak način ni moţen, ker moramo celi

izbrani vrstici ali stolpcu hkrati dovesti informacijo. Analogni video signal pa ob določenem

času nosi le informacijo o posamezni točki. Tudi digitalni video signal ne more hkrati dovesti

informacije za cel stolpec, razen če bi imel enako število vodil, kot je število stolpcev. Zato

mora vsak LCD zaslon vsebovati spomin, običajno RAM. Kakor prikazovalnik prejema

slikovno informacijo točko za točko, tako jo shranjuje RAM. Po drugi strani pa se iz RAM-a

prebere cel stolpec ali vrstica naenkrat (lahko tudi sekvenčno, pri čemer pa potrebujemo še

dodaten latch oziroma register za stolpec ali vrstico). Iz tega razloga pa je potrebna tudi

pretvorba iz digitalne informacije v RAM-u v analogno napetost, ki ustreza svetlosti piksla.

Pri uporabi klasičnega analognega VGA signala, ki je običajen pri današnjih računalnikih,

moramo tudi na vhodu zaslona napetost digitalizirati, da jo sploh lahko shranimo v RAM.

Torej imamo najprej pretvorbo D/A (digitalno v analogno) v računalniku, nato D/A na vhodu

prikazovalnika in nato še enkrat D/A ob LCD matriki. To je povsem redundanten postopek,

zato danes ţe izdelujejo računalniške grafične kartice z digitalnim izhodom, DVI (Digital

Video Interface).

Kapaciteta uporabljenega RAM-a je običajno enaka, kot je število prikazanih točk, torej je

odvisna od resolucije. Pri resoluciji 1024x768 potrebujemo malo manj kot milijon besed, pri

čemer pa je širina (število bitov) besede odvisna od uporabljenega izhodnega DAC-a (Digital

to Analog Converter).

7.2 Število odtenkov barve

Kot omenjeno LCD prikazovalnik vsebuje D/A pretvornik tik pred priključkom na zaslonsko

matriko. Torej nam tako RAM kot D/A pretvornik omejujeta največje število posameznih



12

nivojev. Danes se običajno uporabijo 6-bitni DAC pretvorniki, ki omejijo prikaz na 64

nivojev za vsak črnobel piksel. Kadar trije podpiksli skupaj predstavljajo barvni piksel, pa je

število odtenkov 64x64x64, torej 262144. To je manj kot zmore grafična kartica v

računalniku, ki daje na vsako barvno komponento 8 bitov, oziroma zmore skupno 16777216

različnih barvnih odtenkov.

Da bi preprečili preveliko izgubo kvalitete pri manjšem številu nivojev, pa lahko uporabimo

tehniko imenovano “dithering”, kjer posameznim pikslom malce spremenimo vrednost, tako

da v povprečju slika deluje bolj mehko, kot da bi imela več odtenkov.

a) b) c) Slika 6-a) originalna slika z 256 odtenki, b) slika, prikazala z le dvema odtenkoma, c) slika z dvema

odtenkoma in tehniko dithering

Lahko pa vrednost pikslov ne spreminjamo znotraj posamezne slike, ampak med dvema

zaporednima slikama. S tem doseţemo podoben efekt kot pri ditheringu posamezne slike, a to

povzroči “šumenje” slike, kadar prikazujemo črnobelo šahovnico s kockami, velikosti kot en

piksel.

7.3 Naravna resolucija

Vsak zaslon je sestavljen iz določenega števila slikovnih elementov, ki predstavljajo piksle.

Gostota točk na enoto površine se s časom in razvojem veča, a še vedno je dosti manjša kot

pri CRT zaslonih s katodno cevjo. CRT zasloni lahko zato prikazujejo sliko z več

razpoloţljivimi resolucijami, saj pri katerikoli rasoluciji posamezen piksel predstavlja večje

število fizičnih slikovnih točk (tudi 10 krat in več). Pa tudi sicer CRT zaslon ni popolnoma

oster in se vsebina piksla porazdeli preko sosednjih slikovnih točk. Pri LCD zaslonih pa je

gostota slikovnih elementov relativno nizka in je zato najbolje, da sliko prikazujemo z

resolucijo, ki ustreza številu točk LCD-ja. V kolikor resolucija ni ustrezna, imamo tri

moţnosti:

če je izbrana resolucija prenizka, sliko prikaţemo manjšo, okoli katere je zato črn rob;

če je izbrana resolucija previsoka, sliko na robovih odreţemo in s tem izgubimo del

informacije

sliko lahko raztegnemo ali skrčimo tako, da prikaţemo piksle, ki so najbliţji fizičnim

pikslom

sliko lahko raztegnemo ali skrčimo tako, da interpoliramo sliko preko več sosednjih

pikslov

Slika 7-Trije načini prikaza slike pri premajhni izbrani resoluciji



13

7.4 Hitrost

Hitrost prikazovanja informacije je fizikalno omejena predvsem s hitrostjo ponovnega

reorganiziranja molekul tekočega kristala v vijačno strukturo (pri twisted nematics LCD-jih).

Hitrost navpične postavitve molekul v prisotnosti električnega polja pa je odvisna od

priključene napetosti. Čas, ko se molekule postavijo navpično, to je kadar piksel postane črn,

imenujemo čas upadanja (decay time), ker upada svetlost. Čas ponovnega reorganiziranja

molekul, torej kadar piksel postane bel, imenujemo čas naraščanja (rise time). Običajno je čas

upadanja krajši kot čas naraščanja, zato ob prikazovanju izmenično bele in črne slike, slika

izgleda temnejša.

Točka na CRT-ju postane svetla zelo hitro, njena svetlost pa s časom upada tudi med

posameznimi slikami. Zato CRT zaslon vedno utripa in potrebuje tako visoko frekvenco

osveţevanja, da je oči ne zaznajo več (vsaj 80Hz). LCD monitor ne utripa in je osveţevalna

frekvenca 60Hz zanj popolnoma dovolj.

Najboljši LCD-ji trenutno doseţejo čas naraščanja okoli 15ms in čas upadanja okoli 10ms.

7.5 Kontrast

LCD monitor ima konstanten izvor svetlobe, ki mu na nekaterih mestih blokira prehod. Torej

je LCD zaslon svetel največ toliko, kolikor je svetel izvor. Ker pa maska na mestu, kjer je

prehod blokiran, nikoli ni čisto neprepustna, nekaj svetlobe pride skozi. Za razliko od

običajnega CRT zaslona pri LCD-ju črna ni nikoli zares črna.

Termin kontrast predstavlja razmerje med svetlostjo popolnoma prepustnega (belega) in

popolnoma zaprtega (črnega) zaslona. Pri pasivni matriki je kontrast okoli 40:1, pri aktivni

matriki pa med 150:1 do 300:1. Pri CRT-jih je kontrast običajno 300:1 ali več.

7.6 Zorni kot

LCD zaslon prepušča svetlobo takrat, ko so molekule tekočega kristala postavljene navpično.

Ker je prepustnost svetlobe odvisna od orientacije molekul, pride skozi prikazovalnik pri

pokončnih molekulah največ tiste svetlobe, ki je vzporedna z molekulami. Zato je monitor

najbolj svetel, kadar nanj gledamo pravokotno. Ker pa molekule niso razporejene idealno, pa

tudi del svetlobe, ki ni vzporedna molekulam, pride skozi, lahko zaslon vidimo pod malce

večjim zornim kotom. A zaslon se opazno temni, kolikor bolj pod kotom ga gledamo. Ta

maksimalni kot je običajno med 50° in 100°.

Ta moteč efekt lahko izboljšamo z drugačnimi tehnologijami izdelave, med drugim z ţe

omenjeno VA (vertical align) tehniko, pri čemer lahko doseţemo zorni kot celo 140° in več.

Pri CRT zaslonih je zorni kot skoraj 180°, saj fosforescentna plast proizvaja svetlobo, ki

potuje v vse smeri.



14

7.7 Svetlost

LCD zaslon je lahko svetel največ toliko, kolikor je svetel izvor svetlobe, ki jo prepuščamo. A

ker zasloni vsebujejo polarizatorje, se deleţ prepuščene svetlobe zmanjša na polovico (ker

polarizator spusti skozi le polovico svetlobe).

Če imamo barvni monitor, ki vsebuje barvne filtre, vsak tak filter prepusti le majhen del

svetlobe. V najboljšem primeru zelen prepusti okoli 60%, rdeč okoli 30% in moder okoli

10%. Torej je svetloba skozi filter atenuirana še za okoli 50%. Tudi t.i. črna matrika, ki jo

vsebuje barvni filter, zadrţi del svetlobe.

Iz tega vidimo, da vidimo efektivno največ 25% proizvedene svetlobe, ostalo se absorbira v

polarizacijskih in barvnih filtrih.

7.8 Poraba energije

Energijo pri LCD prikazovalniku porabljajo ţarnica, matrični zaslon in krmilna elektronika.

Ţarnica porabi največji deleţ energije, okoli 30W. Pri krmilni elektroniki največ porabe pade

na RAM, malo manj pa na DAC pretvornike in dekoderje.

Tudi matrični zaslon porablja energijo. Statične porabe energije skoraj ni, saj ima tekoči

kristal visoko upornost in je celo izoliran. Tudi MOS tranzistorji ne porabljajo energije v

statičnem stanju. A ker se vsak piksel obnaša kot kondenzator, porablja energijo ob

spremembah, kot jo tudi dodatni kondenzator. Vrata tranzistorja je tudi kondenzator, ki porabi

deleţ dinamične energije. Nekaj energije pa je potrebno tudi za mehansko premikanje

molekul tekočega kristala. Energija zaslona je sicer majhna, a pri velikem številu točk lahko

ob prikazovanju videa doseţe merljivo vrednost več kot 100 mW, ki pa jo lahko zanemarimo

v primerjavi s porabo ţarnice.

Običajno je poraba računalniških 17" LCD monitorjev okoli 30W, kar je vsaj štirikrat manj

kot poraba ekvivalentnega CRT monitorja.

7.9 Odvisnost od temperature

Tekoči kristali so vmesno agregatno stanje med trdnim in tekočim. Torej je samoumevno, da

so temperaturno odvisni. Uporabljeni tekoči kristali imajo tekočo kristalinično fazo v širokem

temperaturnem območju med okrog 0°C do 50°C, boljši z razširjenim območjem pa celo -

40°C do 80°C. Pri niţanju temperature molekule postajajo vedno manj gibljive (kar lahko

opazimo pri ročnih urah ali GSM telefonih v mrazu), dokler ne postanejo trdne. Pri višanju

temperature pa se gibljivost molekul veča do te mere, da postanejo prosto gibljive (tekoče),

pri čemer pa ne spreminjajo več polarizacije svetlobe in zato cel zaslon postane črn (ker

polarizatorja preprečujeta prehode svetlobe).



15

Tabela 1-Primerjava lastnosti LCD in CRT zaslonov (+ pomeni dobro, - pomeni slabo, ~ pomeni

sprejemljivo)

Lastnost LCD CRT

Svetlost + 70 ÷ 300 cd/m2 (~) 80 ÷ 120 cd/m2

Kontrast (-) 150:1 do 450:1 (+) 350:1 ÷ 700:1

Zorni kot (~) 90° do 170° (+) več kot 150°

Napaka konvergence (+) je ni (~) 0.0079 ÷ 0.0118" (0.20

do 0.30 mm)

Fokus (+) zelo dober (~) zadovoljivo do zelo

dobro

Geometrija (+) popolna (~) moţne napake

Okvarjeni piksli (-) do 8 (+) ni

Vhodni signal (+) analogni ali digitalni (~) samo analogni

Resolucije (-) nenaravne resolucije so

interpolirane

(+) več

Gama (prilagoditev barve

očesu)

(~) zadovoljivo (+) foto kvaliteta

Uniformnost (~) pogosto svetlejši na

robovih

(~) pogosto svetlejši v sredini

Čistost/kvaliteta barve (-) slabo do zadovoljivo (+) zelo dobro

Utripanje (+) ni (~) je do okoli 85 Hz

Vpliv magnetnega polja (+) ni (-) lahko zelo občutljiv

Čas za vklop piksla (-) 20 ÷ 50 ms (+) ni opazno

Poraba energije (+) 25 ÷ 40 W (-) 60 ÷ 160 W

8 Prednosti monitorjev LCD

Prvi razlog je gotovo ta, da zasedejo manj prostora kakor navadni monitorji s primerljivo

velikostjo zaslona. V primerjavi z navadnimi monitorji so tudi bistveno laţji in jih dokaj

preprosto premikamo po delovni površini ali prenašamo naokrog. Prostorska stiska zaradi

ţelja uporabnikov po večjih zaslonih postaja vse večji problem. Še posebej v delovnih okoljih,

kjer so veliki zasloni potrebni zaradi čedalje več informacij, ki morajo biti uporabniku na

razpolago istočasno. Najbrţ so zato banke, borze in druge finančne institucije trenutno

največji kupci ploskih monitorjev. To ne pomeni, da so ti primerni samo za poslovno rabo, saj

je prostor na delovni površini pomemben tudi uporabnikom doma. Predvsem zanimiva je

moţnost uporabe ploskega monitorja brez stojala, ki ga v tem primeru nimamo postavljenega

na delovni površini temveč pritrjenega na steno.

Ploski monitorji so veliko bolj varčni, saj porabijo do 70% manj elektrike kakor primerljivi

izdelki s katodno cevjo. Resnici na ljubo se domačim uporabnikom to pri naslednjem

obračunu sicer ne bo poznalo, je pa to veliko bolj pomembno za okolja, v katerih je

monitorjev zelo veliko, da ne omenjamo ekološke prednosti, ki jo prinaša manjša poraba

energije.

Bistvena prednost ploskih monitorjev je gotovo kakovost slike. Zaradi načina prikaza je slika

v primerjavi z navadnimi monitorji izjemna. Ni geometrijskih nepravilnosti (slika na katerem

od vogalov zaslona visi), ni trapeza, sodčka in podobnih napak, ki so značilne za sliko pri

navadnih monitorjih. Tudi utripanja, se pravi širjenja ali krčenja slike pri naglih spremembah

osvetljenosti zaslona ni. Slika je tudi neprimerno bolj ostra in kontrastna kakor pri navadnih

monitorjih.



16

Celotna površina je veliko bolj enakomerno osvetljena kot pri katodnikih.

Ker ljudje zelo skrbimo za svoje zdravje, v novejšem času pa nas z različnih koncev

bombardirajo z opozorili o elektromagnetnem sevanju, ki ga proizvajajo različne elektronske

naprave, med njimi tudi vsakršni zasloni, je razveseljiva novica za vse zaskrbljene, da ploski

monitorji ne sevajo drugega razen svetlobe.

Še ena velika prednost LCD-jev je ta, da so njihove zunanje površine narejene iz manj

refleksivnih materialov kot pri katodnikih. Uporabnik to zazna tako, da se od zaslona pri

soncu ne sveti tako kot pri katodniku.

Nazadnje imamo lahko za prednost ploskih monitorjev, ki izvira predvsem iz njihovih mer,

tudi oblikovno privlačnost, ki je sicer med monitorji različna. Nekateri so res zelo lepi, saj

proizvajalci obliki posvetijo veliko časa, drugi spet ne. Pri nekaterih lahko vidimo, da so kabli

speljani diskretno iz podstavka, pri nekaterih pa “štrlijo” kar iz samega zaslona.

Vsak računalnik ima dandanes priklopljen najmanj par zvočnikov, zato odpornost proti

magnetnim motnjam ni nepomemben podatek. Ob monitorje s katodno cevjo namreč ne

moremo postaviti zvočnikov, če ti niso zaščiteni tako, da magneti zvočnikov ne motijo naprav

okoli sebe. LCD-ji na magnetna polja niso občutljivi, tako da je pri njih previdnost pri nakupu

zvočnikov manj pomembna.

9 Slabosti monitorjev LCD

Ne nazadnje ne smemo pozabiti tudi na ceno monitorja. LCD-ji so še vedno draţji od

katodnikov. Za 15-palčne LCD-je velja, da so skoraj trikrat draţji od povprečnega 17-

palčnega katodnika. Za popolno prevlado na trgu se bodo morale cene LCD-jev, ki so se v

zadnjem času umirile, občutno zniţati.

Kotna vidljivost: Posledica načina delovanja ploskih monitorjev in teţav z osvetljenostjo je

tudi slabša kotna vidljivost (potemnitev slike pri spremembi kota gledanja zaslona) v

primerjavi z navadnimi monitorji, ki je lahko pri nekaterih modelih precej utrujajoča ţe ob

normalnem delu. Pri današnjih izdelkih je kotna vidljivost v povprečju dokaj solidna in

primerna za običajno delo.

Neenakomerna slika: Ploski monitorji so povsem digitalne naprave (navadni monitorji so v

osnovi analogni). Zaradi zdruţljivosti z obstoječimi grafičnimi karticami je zato treba

analogni signal, ki ga grafična kartica pošilja do monitorja pretvoriti nazaj v digitalni signal,

ki ga ploski monitor razume. Ta dvakratna pretvorba signala lahko namreč bistveno vpliva na

enakomernost in kakovost slike. Zaradi slabših pretvornikov imajo nekateri monitorji preveč

zrnato sliko ali pa prihaja do pojava “sneţenja”, pri katerem je slika na nekaterih, predvsem

močno črtastih in pikčastih vzorcih, videti nestabilna.

Slabost je tudi omejitev ločljivosti, ki je bila podrobneje ţe omenjena.

Pretvorniki so še ene dejavnik, ki odvrača od nakupa ploskega monitorja. Na trg so namreč

pričeli prihajati prvi povsem digitalni ploski monitorji brez pretvornika, ki potrebujejo tudi

ustrezno grafično kartico.



17

Mrtvi piksli: Teţava, ki je bila ţe omenjena izvira iz dejstva, da imajo LCD-ji ogromno

pikslov in kaj hitro se zgodi, da kakšen odpove. Oglejmo si primer: če je matična ločljivost

zaslona 1024 x 768, to pomeni, da je slika na zaslonu sestavljena iz 768.432 posameznih

slikovnih pik, ki so potem še naprej razdeljene na tri tranzistorje. Lahko se zgodi in se dogaja,

da pride do okvare katerega izmed treh tranzistorjev, ki nadzirajo delovanje celic tekočih

kristalov, kar se kaţe v tem, da se ta pika potem več ne odziva na ukaze o tem, kakšno

lastnost naj zavzame. V praksi je vidna kot barvno izstopajoča pika (piksel) na zaslonu, kar je

zelo moteče. V proizvodnji je dovolj ţe nekaj slabih pikslov in monitor gre v smeti. Prav tako

lahko kupec monitor vrne v primeru, da je število mrtvih pikslov večje, kot je proizvajalec

določil, da je še sprejemljivo.

10 Primerjava modelov

Tabela 2-Primerjava modelov LCD monitorjev

LG W1946S 19" Samsung B2430H

24"

HP LP2480zx 24"

Zaslon 49,9 cm (18,5") 60,9 cm (24") wide 60,9 cm24" TFT

Ločljivost 1360 x 768 (16:9) 1920 x 1080 FULL

HD (16:9)

1920 x 200@60Hz

Vidni kot 170°/160° 170°/160° 178°H / 178°V

Kontrast 30 000:1 70 000:1 1000:1

Svetilnost 250 cd/m2 300 cd/m2 250 cd/m2

Število barv 16,7 mio 16,7 mio preko 1 milijardo

prikazanih barv

Odzivni čas 5 ms 5 ms 12 ms (on/off) 6 ms

(grey/grey)

Priklop VGA VGA, DVI, HDMI VGA

Poraba 22 W 45 W 42 W

Stojalo pregibni (tilt) simple, gibljivo pregibni (tilt)

Barva črna sijajno črna srebrna

Teža 6 kg 7 kg 12,5 kg s

podstavkom

Garancija 3 leta 3 leta 3 leta

Cena 119,00 € 289,00 € 2054,00 €



18

11 Zaključek

Tehnologija izdelave LCD zaslonov se še vedno izboljšuje in ceni, kako dolgo pa bodo obstali

na trţišču, pa je odvisno od razvoja konkurenčnih prikazovalnikov. LCD zasloni imajo

namreč glavno slabost, da svetlobo le prepuščajo, ne pa proizvajajo. Tukaj jih bodo očitno

premagali zasloni z organskimi LED diodami (OLED). Ker OLED tehnologija omogoča celo

izdelavo fleksibilnih zaslonov, bodo očitno takšni zasloni izpodrinili LCD zaslone. Čas bo

pokazal svoje.



19

12 Viri

http://zvonko.fgg.uni-lj.si/seminarji/lcdzasloni/lcd.htm

http://www.dijaski.net/get/rif_ref_lcd_in_plazma_zaslon_01.pdf

http://www.marsnjak.com/sergej/?menu=electro

http://enaa.com/oddelki/racunalnistvo/

http://zvonko.fgg.uni-lj.si/seminarji/lcdzasloni/lcd.htm

http://www.dijaski.net/get/rif_ref_lcd_in_plazma_zaslon_01.pdf

http://www.marsnjak.com/sergej/?menu=electro

http://enaa.com/oddelki/racunalnistvo/

Documents

LCD monitorji tehnologija in izvedbe, primerjava modelov ... · PDF file7 Lastnosti prikazovalnikov s tekočimi zasloni ... 2 Zgodovina Med leti 1850 in 1888 je veliko število znanstvenikov