Bu gün hələ də CRT monitor və ya köhnə CRT TV istifadə edəcək adam tapmaq demək olar ki, mümkün deyil. Bu texnika tez və uğurla maye kristallara əsaslanan LCD modelləri ilə əvəz olundu. Lakin matrislər heç də az əhəmiyyət kəsb etmir. Maye kristallar və matrislər nədir? Bütün bunları məqaləmizdən öyrənəcəksiniz.
Backstory
Dünya ilk dəfə maye kristallar haqqında 1888-ci ildə məşhur botanik Fridrix Reynitser bitkilərdə qəribə maddələrin olduğunu aşkar edəndə öyrəndi. İlkin olaraq kristal quruluşa malik olan bəzi maddələrin qızdırıldığı zaman xassələrini tamamilə dəyişməsi onu heyrətləndirdi.
Belə ki, 178 dərəcə Selsi temperaturda maddə əvvəlcə buludlu olur, sonra isə tamamilə maye halına gəlir. Ancaq kəşflər bununla bitmədi. Məlum olub ki, qəribə maye elektromaqnit olaraq kristal kimi özünü göstərir. Məhz o zaman "maye kristal" termini meydana çıxdı.
LCD matrisləri necə işləyir
Matrisin əsaslandığı budur. Matris nədir? oqeyri-müəyyən termin. Onun mənalarından biri noutbuk ekranı, LCD monitor və ya müasir televizor ekranıdır. İndi onların iş prinsipinin nəyə əsaslandığını öyrənəcəyik.
Və o, işığın adi qütbləşməsinə əsaslanır. Məktəb fizikası kursunu xatırlayırsınızsa, o zaman bəzi maddələrin yalnız bir spektrin işığını ötürməyə qadir olduğunu söyləyir. Buna görə də 90 dərəcə bucaq altında olan iki polarizator işığı ümumiyyətlə ötürməyə bilər. Aralarında işığı döndərə bilən bir cihaz olduqda, parıltının parlaqlığını və digər parametrləri tənzimləyə biləcəyik. Ümumiyyətlə, bu, ən sadə matrisdir.
Sadələşdirilmiş matris düzülüşü
Normal LCD displey həmişə bir neçə daimi hissədən ibarət olacaq:
- İşıqlandırma lampaları.
- Yuxarıdakı işıqlandırmanın vahidliyini təmin edən reflektorlar.
- Polarizatorlar.
- Keçirici kontaktları olan şüşə altlıq.
- Bədnam maye kristalların müəyyən miqdarı.
- Başqa polarizator və substrat.
Belə bir matrisin hər pikseli qırmızı, yaşıl və mavi nöqtələrdən əmələ gəlir, onların birləşməsi mövcud rənglərdən hər hansı birini əldə etməyə imkan verir. Hamısını eyni anda yandırsanız, nəticə ağ olur. Yeri gəlmişkən, matrisin həlli nədir? Bu, üzərindəki piksellərin sayıdır (məsələn, 1280x1024).
Matrislər nədir?
Sadələşdirsək, onlar passiv (sadə) və aktivdirlər. Passiv - ən sadə, onlardapiksellər sətir-sətir ardıcıl olaraq atəşə tutulur. Buna görə, böyük diaqonalı olan displeylərin istehsalını qurmağa çalışarkən, dirijorların uzunluğunu qeyri-mütənasib şəkildə artırmaq lazım olduğu ortaya çıxdı. Nəticədə, nəinki qiymət əhəmiyyətli dərəcədə artdı, həm də gərginlik də artdı, bu da müdaxilələrin sayının kəskin artmasına səbəb oldu. Buna görə də, passiv matrislər yalnız kiçik diaqonalı olan ucuz monitorların istehsalında istifadə edilə bilər.
Monitorların aktiv növləri, TFT, milyonlarla pikselin hər birini (!) ayrıca idarə etməyə imkan verir. Fakt budur ki, hər bir piksel ayrıca bir tranzistor tərəfindən idarə olunur. Hüceyrənin yükünü vaxtından əvvəl itirməsinin qarşısını almaq üçün ona ayrıca bir kondansatör əlavə edilir. Təbii ki, belə bir sxem sayəsində hər pikselin cavab müddətini əhəmiyyətli dərəcədə az altmaq mümkün oldu.
Riyazi əsaslandırma
Riyaziyyatda matris cədvəl şəklində yazılmış, elementləri onun sətir və sütunlarının kəsişməsində olan obyektdir. Qeyd etmək lazımdır ki, matrislər ümumiyyətlə kompüterlərdə geniş istifadə olunur. Eyni ekran matris kimi şərh edilə bilər. Çünki hər pikselin müəyyən koordinatları var. Beləliklə, noutbukun displeyində formalaşan hər hansı bir görüntü matrisdir, onun hüceyrələri hər pikselin rənglərini ehtiva edir.
Hər bir dəyər tam olaraq 1 bayt yaddaş tutur. Bir az? Təəssüf ki, hətta bu halda, yalnız bir FullHD çərçivəsi (1920 × 1080) bir neçə MB tutacaq. 90 dəqiqəlik film üçün nə qədər yer lazımdır? Buna görə dəşəkil sıxılır. Bu halda determinant böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Yeri gəlmişkən, matrisin təyinedicisi nədir? Kvadrat matrisin elementlərini elə birləşdirən polinomdur ki, onun dəyəri transpozisiya və sətir və ya sütunların xətti birləşmələri vasitəsilə qorunur. Bu halda, matris rənglərinin kodlandığı piksellərin düzülməsini təsvir edən riyazi ifadə kimi başa düşülür. O, kvadrat adlanır, çünki oradakı sətir və sütunların sayı eynidir.
Bu niyə bu qədər vacibdir? Fakt budur ki, kodlaşdırmada Haar transformasiyasından istifadə olunur. Əslində, Haar çevrilməsi nöqtələrin rahat və yığcam şəkildə kodlana bildiyi şəkildə fırlanması ilə bağlıdır. Nəticədə ortoqonal matris əldə edilir, onun deşifrəsi üçün determinant istifadə olunur.
İndi biz matrisin əsas növlərinə baxacağıq (biz artıq matrisin özünün nə olduğunu öyrənmişik).
TN+film
Bu gün ən ucuz və ən çox yayılmış displey modellərindən biridir. Nisbətən sürətli cavab müddəti var, lakin zəif rəng reproduksiyası var. Problem ondadır ki, bu matrisdəki kristallar elə yerləşdirilib ki, baxış bucaqları cüzi olsun. Bu fenomenlə mübarizə aparmaq üçün bir az daha geniş baxış bucaqlarına imkan verən xüsusi film hazırlanmışdır.
Bu matrisdəki kristallar bir sütunda düzülüb, beləliklə, paraddakı əsgərləri xatırladır. Kristallar bir spiralə bükülür, bunun sayəsində bir-birinə mükəmməl şəkildə yapışırlar. Qatların substratlara yaxşı yapışması üçün xüsusiçentiklər.
Hər bir kristala onun üzərindəki gərginliyi tənzimləyən elektrod birləşdirilir. Gərginlik yoxdursa, kristallar 90 dərəcə fırlanır, nəticədə işıq onlardan sərbəst keçir. Matrisin adi ağ pikseli çıxır. Qırmızı və ya yaşıl nədir? Necə işləyir?
Gərginlik tətbiq olunan kimi spiral sıxılır və sıxılma dərəcəsi birbaşa cərəyanın gücündən asılıdır. Dəyər maksimumdursa, kristallar ümumiyyətlə işığı ötürməyi dayandırır, nəticədə qara fon yaranır. Boz rəngi və onun çalarlarını əldə etmək üçün spiraldakı kristalların vəziyyəti elə tənzimlənir ki, onlar bir qədər işıq buraxsınlar.
Yeri gəlmişkən, defolt olaraq, bütün rənglər həmişə bu matrislərdə aktivləşdirilir və nəticədə ağ piksel yaranır. Buna görə də monitorda həmişə parlaq nöqtə kimi görünən yanmış pikseli müəyyən etmək çox asandır. Nəzərə alsaq ki, bu tip matrislərdə həmişə rəng bərpası ilə bağlı problemlər olur, qara ekrana da nail olmaq çox çətindir.
Vəziyyəti birtəhər düzəltmək üçün mühəndislər kristalları 210° bucaq altında yerləşdirdilər, nəticədə rəng keyfiyyəti və cavab müddəti yaxşılaşdı. Ancaq bu vəziyyətdə də bəzi üst-üstə düşmələr var idi: klassik TN-matrislərdən fərqli olaraq, ağ çalarları ilə bağlı problem var idi, rənglərin yuyulduğu ortaya çıxdı. DSTN texnologiyası belə yarandı. Onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, displey iki yarıya bölünür və hər biri ayrıca idarə olunur. Ekran keyfiyyəti kəskin şəkildə yaxşılaşdı, lakinmonitorların çəkisini və qiymətini artırdı.
TN+film tipli noutbukda matris budur.
S-IPS
Əvvəlki texnologiyanın çatışmazlıqlarından kifayət qədər əziyyət çəkən Hitachi, daha onu təkmilləşdirməyə çalışmamaq qərarına gəldi, sadəcə olaraq kökündən yeni bir şey icad etdi. Üstəlik, 1971-ci ildə Günter Baur kristalları bükülmüş sütunlar şəklində deyil, şüşə altlıq üzərində bir-birinə paralel olaraq yerləşdirmək olar. Təbii ki, bu halda ötürücü elektrodlar da oraya bərkidilir.
Birinci polarizasiya filtrində gərginlik yoxdursa, işıq ondan sərbəst keçir, lakin qütbləşmə müstəvisi birinciyə nisbətən həmişə 90 dərəcə bucaq altında olan ikinci substratda saxlanılır. Bunun sayəsində monitorun cavab sürəti nəinki kəskin şəkildə artır, həm də qara rəng həqiqətən qara rəngdədir və tünd boz rəngin dəyişməsi deyil. Bundan əlavə, uzadılmış baxış bucaqları böyük üstünlükdür.
Texnologiyanın qüsurları
Təəssüf, amma bir-birinə paralel olan kristalların fırlanması daha çox vaxt aparır. Buna görə də, köhnə modellərdə cavab müddəti həqiqətən siklopik bir dəyərə çatdı, 35-25 ms! Bəzən hətta kursordan döngə müşahidə etmək mümkün olurdu və istifadəçilər üçün oyuncaqlar və filmlərdəki dinamik səhnələri unutmaq daha yaxşı idi.
Elektrodlar eyni substratda olduğu üçün kristalları lazımi istiqamətə çevirmək üçün daha çox güc tələb olunur. Və buna görə də hər şeyIPS monitorları nadir hallarda iqtisadiyyat üçün Energy Star qazanır. Təbii ki, substratı işıqlandırmaq üçün daha güclü lampalardan da istifadə etmək lazımdır və bu, artan enerji istehlakı ilə vəziyyəti yaxşılaşdırmır.
Belə matrislərin istehsal qabiliyyəti yüksəkdir və buna görə də son vaxtlara qədər onlar çox, çox bahalı idi. Bir sözlə, bütün üstünlükləri və mənfi cəhətləri ilə bu monitorlar dizaynerlər üçün əladır: onların rəng keyfiyyəti əladır və bəzi hallarda cavab müddəti qurban verilə bilər.
IPS paneli budur.
MVA/PVA
Yuxarıda göstərilən hər iki sensor növünün aradan qaldırılması faktiki olaraq mümkün olmayan qüsurları olduğundan, Fujitsu yeni texnologiya işləyib hazırlayıb. Əslində, MVA / PVA IPS-in dəyişdirilmiş versiyasıdır. Əsas fərq elektrodlardır. Onlar özünəməxsus üçbucaqlar şəklində ikinci substratda yerləşirlər. Bu həll kristalların gərginlik dəyişikliklərinə daha tez reaksiya verməsinə imkan verir və rəngin göstərilməsi daha yaxşı olur.
Kamera
Və kamerada matris nədir? Bu halda, bu, yüklü birləşdirilmiş cihaz (CCD) kimi də tanınan keçirici kristalın adıdır. Kamera matrisində nə qədər çox hüceyrə varsa, bir o qədər yaxşıdır. Kamera qapağı açıldığında, elektron axını matrisdən keçir: nə qədər çox olarsa, cərəyan bir o qədər güclü olur. Buna görə də qaranlıq hissələrdə cərəyan əmələ gəlmir. Matrisin müəyyən rənglərə həssas olan sahələri, innəticə çıxarın və tam şəkil yaradın.
Yeri gəlmişkən, kompüter və ya noutbukdan danışsaq, matrisin ölçüsü nə qədərdir? Çox sadədir - bu, ekran diaqonalının adıdır.
