Aujourd'hui, il est presque impossible de trouver une personne qui utiliserait encore un moniteur CRT ou un vieux téléviseur CRT. Cette technique a été rapidement et avec succès remplacée par des modèles LCD basés sur des cristaux liquides. Mais les matrices ne sont pas moins importantes. Que sont les cristaux liquides et les matrices ? Vous apprendrez tout cela grâce à notre article.
Histoire
Pour la première fois, le monde a entendu parler des cristaux liquides en 1888, lorsque le célèbre botaniste Friedrich Reinitzer a découvert l'existence de substances étranges dans les plantes. Il a été étonné que certaines substances, qui ont initialement une structure cristalline, changent complètement leurs propriétés lorsqu'elles sont chauffées.
Ainsi, à une température de 178 degrés Celsius, la substance est d'abord devenue trouble, puis s'est complètement transformée en liquide. Mais les découvertes ne se sont pas arrêtées là. Il s'est avéré que l'étrange liquide se manifeste électromagnétiquement sous la forme d'un cristal. C'est alors que le terme "cristal liquide" est apparu.
Comment fonctionnent les matrices LCD
C'est sur quoi est basée la matrice. Qu'est-ce qu'une matrice ? ceterme ambigu. L'une de ses significations est un écran d'ordinateur portable, un moniteur LCD ou un écran de télévision moderne. Nous allons maintenant découvrir sur quoi repose le principe de leur travail.
Et il est basé sur la polarisation habituelle de la lumière. Si vous vous souvenez du cours de physique de l'école, il indique simplement que certaines substances sont capables de transmettre la lumière d'un seul spectre. C'est pourquoi deux polariseurs à un angle de 90 degrés peuvent ne pas transmettre de lumière du tout. Dans le cas où il y a un appareil entre eux qui peut allumer la lumière, nous pourrons ajuster la luminosité de la lueur et d'autres paramètres. En général, c'est la matrice la plus simple.
Disposition matricielle simplifiée
Un écran LCD normal sera toujours composé de plusieurs parties permanentes:
- Lampes d'éclairage.
- Réflecteurs qui assurent l'uniformité de l'éclairage ci-dessus.
- Polariseurs.
- Substrat en verre avec contacts conducteurs.
- Une certaine quantité de cristaux liquides notoires.
- Un autre polariseur et substrat.
Chaque pixel d'une telle matrice est formé de points rouges, verts et bleus, dont la combinaison vous permet d'obtenir l'une des couleurs disponibles. Si vous les allumez tous en même temps, le résultat est blanc. Au fait, quelle est la résolution de la matrice ? C'est le nombre de pixels dessus (1280x1024, par exemple).
Qu'est-ce qu'une matrice ?
Pour faire simple, ils sont passifs (simples) et actifs. Passif - le plus simple, en euxles pixels se déclenchent séquentiellement, ligne par ligne. En conséquence, en essayant d'établir la production d'écrans avec une grande diagonale, il s'est avéré qu'il était nécessaire d'augmenter de manière disproportionnée la longueur des conducteurs. En conséquence, non seulement le coût a augmenté de manière significative, mais la tension a également augmenté, ce qui a entraîné une forte augmentation du nombre d'interférences. Par conséquent, les matrices passives ne peuvent être utilisées que dans la production de moniteurs bon marché avec une petite diagonale.
Les variétés actives de moniteurs, TFT, vous permettent de contrôler chacun (!) Des millions de pixels séparément. Le fait est que chaque pixel est contrôlé par un transistor séparé. Pour éviter que la cellule ne perde sa charge prématurément, un condensateur séparé lui est ajouté. Bien sûr, grâce à un tel schéma, il a été possible de réduire considérablement le temps de réponse de chaque pixel.
Justification mathématique
En mathématiques, une matrice est un objet écrit sous forme de tableau, dont les éléments sont à l'intersection de ses lignes et de ses colonnes. Il convient de noter que les matrices sont généralement largement utilisées dans les ordinateurs. Le même affichage peut être interprété comme une matrice. Étant donné que chaque pixel a certaines coordonnées. Ainsi, toute image qui se forme sur l'écran de l'ordinateur portable est une matrice dont les cellules contiennent les couleurs de chaque pixel.
Chaque valeur occupe exactement 1 octet de mémoire. Un peu? Hélas, même dans ce cas, une seule image FullHD (1920 × 1080) prendra quelques Mo. De combien d'espace avez-vous besoin pour un film de 90 minutes ? C'est pourquoil'image est compressée. Dans ce cas, le déterminant est d'une grande importance.
Au fait, quel est le déterminant de la matrice ? C'est un polynôme qui combine les éléments d'une matrice carrée de manière à ce que sa valeur soit préservée par transposition et combinaisons linéaires de lignes ou de colonnes. Dans ce cas, une matrice est comprise comme une expression mathématique décrivant la disposition des pixels dans lesquels leurs couleurs sont codées. Il est appelé carré car le nombre de lignes et de colonnes qu'il contient est le même.
Pourquoi est-ce si important ? Le fait est que la transformée de Haar est utilisée dans le codage. Essentiellement, la transformée de Haar consiste à faire pivoter des points de manière à pouvoir les coder de manière pratique et compacte. En conséquence, une matrice orthogonale est obtenue, pour le décodage de laquelle le déterminant est utilisé.
Nous allons maintenant examiner les principaux types de matrice (nous avons déjà découvert ce qu'est la matrice elle-même).
TN+film
L'un des modèles d'affichage les moins chers et les plus courants aujourd'hui. Il a un temps de réponse relativement rapide, mais une reproduction des couleurs plutôt médiocre. Le problème est que les cristaux de cette matrice sont situés de telle sorte que les angles de vision sont négligeables. Pour lutter contre ce phénomène, un film spécial a été développé qui permet des angles de vision légèrement plus larges.
Les cristaux de cette matrice sont disposés en colonne, ressemblant ainsi à des soldats en parade. Les cristaux sont tordus en spirale, grâce à quoi ils s'accrochent parfaitement les uns aux autres. Pour que les couches adhèrent bien aux substrats, desencoches.
Une électrode est connectée à chaque cristal, qui régule la tension sur celui-ci. S'il n'y a pas de tension, les cristaux tournent à 90 degrés, ce qui permet à la lumière de les traverser librement. Il s'avère que le pixel blanc habituel de la matrice. Qu'est-ce que le rouge ou le vert ? Comment ça marche ?
Dès que la tension est appliquée, la spirale est comprimée et le degré de compression dépend directement de la force du courant. Si la valeur est maximale, les cristaux cessent généralement de transmettre la lumière, ce qui donne un fond noir. Pour obtenir la couleur grise et ses nuances, la position des cristaux dans la spirale est ajustée afin qu'ils laissent entrer un peu de lumière.
Au fait, par défaut, toutes les couleurs sont toujours activées dans ces matrices, ce qui donne un pixel blanc. C'est pourquoi il est si facile d'identifier un pixel brûlé, qui apparaît toujours sous la forme d'un point lumineux sur l'écran. Étant donné que les matrices de ce type ont toujours des problèmes de reproduction des couleurs, il est très difficile d'obtenir également un affichage noir.
Pour remédier à la situation, les ingénieurs ont placé les cristaux à un angle de 210 °, ce qui a amélioré la qualité des couleurs et le temps de réponse. Mais même dans ce cas, il y avait des chevauchements: contrairement aux matrices TN classiques, il y avait un problème avec les nuances de blanc, les couleurs se sont avérées délavées. C'est ainsi que la technologie DSTN est née. Son essence est que l'affichage est divisé en deux moitiés, chacune étant contrôlée séparément. La qualité d'affichage s'est considérablement améliorée, maisaugmenté le poids et le coût des moniteurs.
C'est ce qu'est une matrice dans un ordinateur portable de type film TN+.
S-IPS
Hitachi, ayant suffisamment souffert des lacunes de la technologie précédente, a décidé de ne plus essayer de l'améliorer, mais simplement d'inventer quelque chose de radicalement nouveau. De plus, en 1971, Günter Baur a découvert que les cristaux pouvaient être placés non pas sous la forme de colonnes torsadées, mais posés parallèlement les uns aux autres sur un substrat en verre. Bien entendu, dans ce cas, les électrodes d'émission y sont également fixées.
S'il n'y a pas de tension sur le premier filtre polarisant, la lumière le traverse librement, mais est retenue sur le second substrat dont le plan de polarisation fait toujours un angle de 90 degrés par rapport au premier. Pour cette raison, non seulement la vitesse de réponse du moniteur augmente considérablement, mais la couleur noire est vraiment noire et non une variation d'une teinte gris foncé. De plus, les angles de vision étendus sont un gros avantage.
Défauts de la technologie
Hélas, mais la rotation des cristaux, qui sont parallèles entre eux, prend beaucoup plus de temps. Et du coup, le temps de réponse sur les anciens modèles atteignait une valeur vraiment cyclopéenne, 35-25 ms ! Parfois, il était même possible d'observer une boucle à partir du curseur, et il valait mieux que les utilisateurs oublient les scènes dynamiques dans les jouets et les films.
Parce que les électrodes sont sur le même substrat, beaucoup plus de puissance est nécessaire pour faire tourner les cristaux dans la direction requise. Et donc toutLes moniteurs IPS gagnent rarement un Energy Star pour l'économie. Bien sûr, éclairer le substrat nécessite également l'utilisation de lampes plus puissantes, ce qui n'améliore pas la situation avec une consommation d'énergie accrue.
La fabricabilité de ces matrices est élevée et, par conséquent, jusqu'à récemment, elles étaient très, très chères. Bref, avec tous les avantages et les inconvénients, ces moniteurs sont parfaits pour les concepteurs: leur qualité des couleurs est excellente et le temps de réponse peut être sacrifié dans certains cas.
Voici ce qu'est une dalle IPS.
MVA/PVA
Étant donné que les deux types de capteurs ci-dessus présentent des défauts pratiquement impossibles à éliminer, Fujitsu a développé une nouvelle technologie. En fait, MVA/PVA est une version modifiée d'IPS. La principale différence réside dans les électrodes. Ils sont situés sur le deuxième substrat sous la forme de triangles particuliers. Cette solution permet aux cristaux de réagir plus rapidement aux changements de tension et le rendu des couleurs devient bien meilleur.
Caméra
Et qu'est-ce qu'une matrice dans un appareil photo ? Dans ce cas, il s'agit du nom du cristal conducteur, également connu sous le nom de dispositif à couplage de charge (CCD). Plus il y a de cellules dans la matrice de la caméra, mieux c'est. Lorsque l'obturateur de la caméra s'ouvre, un flux d'électrons traverse la matrice: plus il y en a, plus le courant qui se produit est fort. En conséquence, aucun courant ne se forme dans les parties sombres. Les zones de la matrice qui sont sensibles à certaines couleurs, enrésultat et formez une image complète.
Au fait, quelle est la taille de la matrice, si nous parlons d'ordinateurs ou d'ordinateurs portables ? C'est simple - c'est le nom de la diagonale de l'écran.
