Hoje é quase impossível encontrar uma pessoa que ainda use um monitor CRT ou uma TV CRT antiga. Esta técnica foi rapidamente e com sucesso substituída por modelos LCD baseados em cristais líquidos. Mas as matrizes não são menos importantes. O que são cristais líquidos e matrizes? Você aprenderá tudo isso em nosso artigo.
História
Pela primeira vez o mundo aprendeu sobre cristais líquidos em 1888, quando o famoso botânico Friedrich Reinitzer descobriu a existência de substâncias estranhas nas plantas. Ele ficou surpreso que algumas substâncias, que inicialmente têm uma estrutura cristalina, mudam completamente suas propriedades quando aquecidas.
Então, a uma temperatura de 178 graus Celsius, a substância primeiro ficou turva e depois se transformou completamente em um líquido. Mas as descobertas não pararam por aí. Descobriu-se que o estranho líquido se manifesta eletromagneticamente como um cristal. Foi então que surgiu o termo "cristal líquido".
Como funcionam as matrizes LCD
É nisso que a matriz é baseada. O que é uma matriz? istotermo ambíguo. Um de seus significados é uma tela de laptop, monitor LCD ou tela de TV moderna. Agora vamos descobrir em que se baseia o princípio de seu trabalho.
E é baseado na polarização usual da luz. Se você se lembra do curso de física da escola, ele apenas diz que algumas substâncias são capazes de transmitir luz de apenas um espectro. É por isso que dois polarizadores em um ângulo de 90 graus podem não transmitir luz. Caso haja algum dispositivo entre eles que possa acender a luz, poderemos ajustar o brilho do brilho e outros parâmetros. Em geral, esta é a matriz mais simples.
Arranjo de matriz simplificado
Um display LCD normal sempre consistirá em várias partes permanentes:
- Lâmpadas de iluminação.
- Refletores que garantem a uniformidade da iluminação acima.
- Polarizadores.
- Substrato de vidro com contatos condutores.
- Alguma quantidade dos notórios cristais líquidos.
- Outro polarizador e substrato.
Cada pixel dessa matriz é formado por pontos vermelhos, verdes e azuis, cuja combinação permite obter qualquer uma das cores disponíveis. Se você ativá-los todos ao mesmo tempo, o resultado será branco. A propósito, qual é a resolução da matriz? Este é o número de pixels nele (1280x1024, por exemplo).
O que são matrizes?
Simplificando, eles são passivos (simples) e ativos. Passivo - o mais simples, nelespixels disparam sequencialmente, linha por linha. Assim, ao tentar estabelecer a produção de displays com uma grande diagonal, descobriu-se que era necessário aumentar desproporcionalmente o comprimento dos condutores. Como resultado, não apenas o custo aumentou significativamente, mas a tensão também aumentou, o que levou a um aumento acentuado no número de interferências. Portanto, matrizes passivas só podem ser usadas na produção de monitores baratos com uma diagonal pequena.
As variedades ativas de monitores, TFT, permitem que você controle cada (!) dos milhões de pixels separadamente. O fato é que cada pixel é controlado por um transistor separado. Para evitar que a célula perca carga prematuramente, um capacitor separado é adicionado a ela. Obviamente, devido a esse esquema, foi possível reduzir significativamente o tempo de resposta de cada pixel.
Justificação matemática
Na matemática, uma matriz é um objeto escrito como uma tabela, cujos elementos estão na interseção de suas linhas e colunas. Deve-se notar que as matrizes são geralmente amplamente utilizadas em computadores. A mesma exibição pode ser interpretada como uma matriz. Uma vez que cada pixel tem certas coordenadas. Assim, qualquer imagem formada na tela do laptop é uma matriz, cujas células contêm as cores de cada pixel.
Cada valor ocupa exatamente 1 byte de memória. Um pouco? Infelizmente, mesmo neste caso, apenas um quadro FullHD (1920 × 1080) levará alguns MB. Quanto espaço você precisa para um filme de 90 minutos? É por issoa imagem é compactada. Neste caso, o determinante é de grande importância.
A propósito, qual é o determinante da matriz? É um polinômio que combina os elementos de uma matriz quadrada de tal forma que seu valor é preservado por meio de transposição e combinações lineares de linhas ou colunas. Nesse caso, uma matriz é entendida como uma expressão matemática que descreve a disposição dos pixels em que suas cores são codificadas. Chama-se quadrado porque o número de linhas e colunas é o mesmo.
Por que isso é tão importante? O fato é que a transformada de Haar é usada na codificação. Essencialmente, a transformada de Haar gira em torno de pontos de forma que eles possam ser codificados de forma conveniente e compacta. Como resultado, é obtida uma matriz ortogonal, para a decodificação da qual o determinante é usado.
Agora veremos os principais tipos de matriz (já descobrimos o que é a própria matriz).
TN+filme
Um dos modelos de display mais baratos e comuns atualmente. Tem um tempo de resposta relativamente rápido, mas uma reprodução de cores bastante ruim. O problema é que os cristais nesta matriz estão localizados de forma que os ângulos de visão sejam desprezíveis. Para combater esse fenômeno, foi desenvolvido um filme especial que permite ângulos de visão um pouco mais amplos.
Os cristais nesta matriz estão dispostos em uma coluna, assemelhando-se assim a soldados em desfile. Os cristais são torcidos em espiral, graças ao qual eles se apegam perfeitamente um ao outro. Para que as camadas adiram bem aos substratos,entalhes.
Um eletrodo é conectado a cada cristal, que regula a voltagem nele. Se não houver tensão, os cristais giram 90 graus, fazendo com que a luz passe livremente por eles. Acontece que o pixel branco usual da matriz. O que é vermelho ou verde? Como funciona?
Assim que a tensão é aplicada, a espiral é comprimida, e o grau de compressão depende diretamente da intensidade da corrente. Se o valor for máximo, os cristais geralmente deixam de transmitir luz, resultando em um fundo preto. Para obter a cor cinza e seus tons, a posição dos cristais na espiral é ajustada para que entrem alguma luz.
A propósito, por padrão, todas as cores são sempre ativadas nessas matrizes, resultando em um pixel branco. Por isso é tão fácil identificar um pixel queimado, que sempre aparece como um ponto brilhante no monitor. Dado que as matrizes deste tipo sempre têm problemas com a reprodução de cores, é muito difícil conseguir uma exibição preta também.
Para remediar a situação de alguma forma, os engenheiros colocaram os cristais em um ângulo de 210°, resultando em melhor qualidade de cor e tempo de resposta. Mas mesmo neste caso, houve algumas sobreposições: ao contrário das matrizes TN clássicas, houve um problema com tons de branco, as cores acabaram desbotadas. Assim nasceu a tecnologia DSTN. Sua essência é que a tela é dividida em duas metades, cada uma das quais controlada separadamente. A qualidade da tela melhorou drasticamente, masaumentou o peso e o custo dos monitores.
Isto é o que é uma matriz em um laptop do tipo TN+filme.
S-IPS
Hitachi, tendo sofrido bastante com as deficiências da tecnologia anterior, decidiu não tentar mais melhorá-la, mas simplesmente inventar algo radicalmente novo. Além disso, em 1971, Günter Baur descobriu que os cristais podem ser colocados não na forma de colunas torcidas, mas dispostos paralelamente uns aos outros em um substrato de vidro. É claro que, neste caso, os eletrodos de transmissão também estão presos lá.
Se não houver tensão no primeiro filtro polarizador, a luz passa livremente por ele, mas fica retida no segundo substrato, cujo plano de polarização está sempre em um ângulo de 90 graus em relação ao primeiro. Devido a isso, não apenas a velocidade de resposta do monitor aumenta drasticamente, mas a cor preta é realmente preta, e não uma variação de um tom cinza escuro. Além disso, os ângulos de visão estendidos são uma grande vantagem.
Falhas da tecnologia
Infelizmente, mas a rotação dos cristais, que são paralelos entre si, leva muito mais tempo. E, portanto, o tempo de resposta em modelos mais antigos atingiu um valor verdadeiramente ciclópico, 35-25 ms! Às vezes era até possível observar um loop do cursor, e era melhor para os usuários esquecerem as cenas dinâmicas em brinquedos e filmes.
Como os eletrodos estão no mesmo substrato, é necessária muito mais energia para girar os cristais na direção necessária. E, portanto, tudoOs monitores IPS raramente ganham um Energy Star por economia. É claro que iluminar o substrato também requer o uso de lâmpadas mais potentes, e isso não melhora a situação com o aumento do consumo de energia.
A capacidade de fabricação de tais matrizes é alta e, portanto, até recentemente, elas eram muito, muito caras. Resumindo, com todas as vantagens e desvantagens, esses monitores são ótimos para designers: sua qualidade de cor é excelente e o tempo de resposta pode ser sacrificado em alguns casos.
Isso é o que é um painel IPS.
MVA/PVA
Uma vez que ambos os tipos de sensores acima têm falhas que são praticamente impossíveis de eliminar, a Fujitsu desenvolveu uma nova tecnologia. Na verdade, o MVA/PVA é uma versão modificada do IPS. A principal diferença são os eletrodos. Eles estão localizados no segundo substrato na forma de triângulos peculiares. Esta solução permite que os cristais respondam mais rapidamente às mudanças de voltagem e a renderização de cores se torna muito melhor.
Câmera
E o que é uma matriz em uma câmera? Neste caso, este é o nome do cristal condutor, que também é conhecido como dispositivo de carga acoplada (CCD). Quanto mais células na matriz da câmera, melhor. Quando o obturador da câmera se abre, um fluxo de elétrons passa pela matriz: quanto mais houver, mais forte será a corrente que ocorre. Assim, nenhuma corrente é formada nas partes escuras. Áreas da matriz que são sensíveis a certas cores, emresultado e formar uma imagem completa.
A propósito, qual é o tamanho da matriz, se falarmos de computadores ou laptops? É simples - este é o nome da diagonal da tela.
