Image177

1 To warto wiedzieć

1 To warto wiedzieć

koncerny koreańskie (Samsung, LG) i dziś marzenia o płaskich telewizorach kolorowych realizują głównie firmy azjatyckie, czego świadectwem są ostatnie osiągnięcia w postaci telewizorów 65-calowego i 82-calowego firm Sharp i Samsung.

O stopniu trudności zadania daje wyobrażenie fakt, ze współczesne wyświetlacze (ekrany) LCD zawierają kilkaset tysięcy do trzech milionów pikseli (640x480 do 1920x1080 punktów) i trzykrotnie więcej, czyli do dziewięciu milionów subpikseli. Każdy subpiksel musi być sterowany niezależnie, więc na ekranie potrzebne są miliony tranzystorów.

O niezbędnym stopniu niezawodności i czystości procesu produkcyjnego świadczy wymaganie, żeby w wyprodukowanym ekranie prawidłowo pracował każdy tranzystor i każdy subpiksel. Nawet gdyby dopuścić, że na ekranie może błędnie działać (na przykład cały czas świecić) 10 subpikseli na milion, to i tak oznacza to, że 99,999% elementów musi działać bezawaryjnie.

Dodatkowo niezbędne są skomplikowane obwody sterujące, żeby uzyskać nie tylko działanie załącz/wyłącz, ale by ekran odwzorował stopnie szarości i odcienie barw. Wymagania współczesnych odbiorców są wysokie, więc to odwzorowanie barw powinno być precyzyjne i powtarzalne. To też jest ogromne wyzwanie, przed którym nadal stoją konstruktorzy. I właśnie pod względem precyzji odwzorowania barw ekrany LCD nadal znacznie ustępują ekranom CRT, a nawet plazmowym.

Poszczególne koncerny opracowują własne rozwiązania, ale mimo ogromnego postępu wyświetlacze LCD nadal mają istotne mankamenty. Jednym z bardziej rzucających się w oczy jest niezbyt szeroki kąt widzenia. Wynika to głównie z faktu, że maleńka struktura czynna ciekłokrystalicznej komórki zawiera składniki, które pod wpływem pola elektrycznego skręcają się o pewien kąt, często o 90 stopni, a powstawanie obrazu nie jest związane z gaszeniem i zaświecaniem punktów, tylko właśnie ze zmianą płaszczyzny polaryzacji przechodzącego światła. Ekran jest konstruowany, żeby obserwator widział optymalny obraz, gdy znajduje się dokładnie naprzeciw ekranu. Gdy jednak obserwator patrzy na ekran pod katem, oczywiście znacząco zmienia sytuację. Można to łatwo sprawdzić, patrząc na ekran LCD pod różnymi kątami. Z biegiem czasu za pomocą rozmaitych sposobów, często

związanych z porzuceniem koncepcji TN LCD na rzecz dużo bardziej wyrafinowanych, udało się znacząco powiększyć kąt widzenia ekranów LCD, ale nadal jest on dużo mniejszy niż ekranów CRT czy plazmowych.

Drugą istotną wadą ekranów LCD jest mała szybkość reakcji. W starych wyświetlaczach TN była ona wręcz katastrofalna, rzędu 100...300 milisekund. Obecnie standardowo wynosi kilkanaście milisekund. Jest to istotne nie tylko w telewizorach, ale głównie w monitorach komputerowych użytkowanych przez miłośników najnowszych gier. którzy pracują na wysokiej klasy komputerach i szybkich kartach graficznych. Także i tu osiągnięto duży postęp. Dostępne są szybkie monitory o czasie reakcji rzędu poniżej lOms.

Kolejną słabą stroną transparentnych wy-świetlaczy LCD jest konieczność ich podświetlania. Sam ekran LCD pobiera znikome ilości energii, a najwięcej potrzebuje jej obwód podświetlenia. Współczesne transparent-ne wyświetlacze zupełnie nie sprawdzają się też przy silnym oświetleniu zewnętrznym, o czym boleśnie przekonują się na każdym kroku posiadacze aparatów cyfrowych i notebooków, gdy okazuje się, iż w słoneczny dzień obraz jest zupełnie niewidoczny.

Z kolei wyświetlacze odbiciowe są niewidoczne już przy słabym świetle, co daje się od

czuć choćby w kalkulatorach i zegarkach Podejmowano próby stworzenia i upowszechnienia kolorowych odbiciowych wyświetlacz) LCD. ale jak na razie udało się to tylko w przypadku małych wyświetlaczy używanych w projektorach. Mimo wszystko na różniejsze odmiany wyświetlaczy LCD są zdecydowanie najpopularniejszymi płaskimi ekranami i tylko w niektórych zastosowaniach ustępują lampowym ekranom CRT. Zdecydowana większość kolorowych wyświetlaczy LCD wchodzących w skład urządzeń powszechnego użytku i płaskich monitorów komputerowych to różne odmiany wyświetlaczy TFT LCD. zawierające na powierzchni szkła tranzystory stenijące wykonane albo na bazie krzemu amorficznego (utn-Si LCD TFT lub a-Si LCD TFT), albo w oparciu o krzem polikrystaliczny (skrót puly-Si lub p-Si TFT LCD). Krzem polikrystaliczny zapewnia ruchliwość elektronów około 100 razy większą niż krzem amorficzny, co umożliwia zmniejszenie wymiarów geometrycznych tranzystorów, przez co zabierają one mniej światła. Opracowano sposoby izw. niskotemperaturowego procesu wytwarzania polikrystalicznych tranzystorów TFT {LTFS - Low-temperature polysilicnn). Fotografia 20 pochodząca z laboratoriów Philipsa pokazuje płytę szklaną, na której tranzystory wykonane

Wrzesień 2005 Elektronika dla Wszystkich