معایب تکنولوژی TN و لزوم پیدایش تکنولوژی های دیگر:
قسمت اول
تکنولوژی TN اولین تکنولوژی در خانواده نمایشگرهای کریستال مایع بود که مورد استفاده قرارگرفت و ساخت این نمایشگر را میسر ساخت ولی این تکنولوژی معایبی داشت که رویکرد به تکنولوژی های دیگری در خانواده نمایشگرهای کریستال مایع را ناگزیر ساخت . این معایب به طور خلاصه به قرار زیر است:
الف. زاویه دید محدود:
زاویه دید در نمایشگرها به نوبه خود به صورت دو زاویه ( راستای افق
و قائم) و یا چهار زاویه (در هر یک از دو جهت نسبت به محور عمود بر صفحه در وسط آن) بیان
شده و در هر مورد عبارت است از مقدار زاویه ای که تحت آن نسبت کانتراست به مقدار 10:1
کاهش یابد.
زاویه دید محدود در این تکنولوژی عمدتا از هندسه قرارگیری ملکول های کریستال مایع ناشی
می شود . همانطوریکه قبلا دیدیم با اعمال ولتاژ الکتریکی ملکول های کریستال مایع به گونه ای
می چرخند که نوک آن ها به سمت بیننده قرار می گیرد. علاوه بر این در مجموع صفحه سلول با
صفحه پانل زاویه ای می سازد بطوریکه تصویر دیده شده در وضعیت هائی که نگاه بیننده عمود بر
صفحه تصویر است و یا در یکی از دو جهت زاویه ای با آن می سازد متفاوت است. این نکته را
می توان در شکل زیر مشاهده کرد.
ب: کیفیت نامناسب رنگ:
این امر نیز به نوبه خود از هندسه قرار گیری ملکول های کریستال مایع در لایه های مختلف ناشی
می شود . در واقع هر یک از این لایه ها پلاریزاسیون نور را اندکی می چرخاند و نور خروجی از
هر لایه ای علاوه بر انتقال به لایه بعدی به میزان اندکی مستقیما به پانل نمایشی نیز می رسد. به
همین دلیل ، با اندکی انحراف از وسط صفحه ، بیننده ، رنگ های متفاوتی را از صفحه نمایشگر
می بیند.
ج: کنتراست محدود:
امکان مسدود کردن کامل مسیر نور در اینجا وجود ندارد و بنابراین سطح تاریک واقعا تاریک
نیست . این امر با توجه به ثابت بودن نور منبع به محدود شدن نسبت کانتراست در این روش
می انجامد.
البته گذشته از این معایب این روش محاسنی نیز دارد که با توجه به بعضی کاربردهای خاص به
حضور دراز مدت آن در بازار علیرغم عیوب یاد شده منجر شده است. از جمله این محاسن میتوان
به سرعت پاسخ دهی بالا ی آن اشاره کرد.
سرعت پاسخ دهی نمایشگرها بنا به استانداردهای مربوط عبارت است از مدت زمانی که طول
می کشد تا یک سلول از وضعیت تاریک به وضعیت روشن رفته و دوباره به وضعیت تاریک
برگردد .
تکنولوژی IPS :
این تکنولوژی در 1996 توسط شرکت هیتاچی ابداع شد و هدف از آن حل دومشکل بود یعنی زاویه دید محدود و کیفیت پائین رنگ.
نام این تکنولوژی از این حقیقت ناشی شده است که در این روش ملکول های کریستال مایع همواره در یک صفحه که موازی صفحه پانل نمایشگر است قرار داشته و با اعمال ولتاژ الکتریکی به اندازه ای متناسب با این ولتاژ می چرخند . چرخش ملکول ها باعث راه یافتن نور از لامپ های فلورسنت داخلی به پانل شده وپیکسل مورد نظر را روشن می کند.
همانطوریکه مشاهده می شود عامل زاویه دید متفاوت و مخصوصا وابستگی این زاویه دید به میزان روشنائی صفحه که در روش TN عامل اصلی دو مسئله زاویه دید و کیفیت پائین رنگ بود ، با توجه به وضعیت قرار گرفتن ملکول های کریستال مایع ، عملا از بین رفته است. البته طبق معمول بدست آوردن هیچ مزیتی بدون هزینه نیست. در اینجا هزینه پرداخت شده کنتراست پائین تر (که البته در تکنولوژی TN نیز این پارامتر وضعیت مطلوبی نداشت) و سرعت پائین تر پاسخ دهی
سلول ها و در نتیجه کندی نمایشگر است که استفاده از آن را در کاربردهایی مانند بازیهای کامپیوتر با اشکال مواجه می کند.
برای تشریح دلیل پیدایش این مشکلات دوباره آرایش سلول ها را در این روش در نظر بگیرید. علاوه بر وضعیت متفاوت ملکول های کریستال مایع از نظر قرارگرفتن الکترودها نیز بین این روش و روش TN تفاوت وجود دارد.در اینجا الکترودها در یک صفحه قرار می گیرند در حالی که در روش TN الکترودها در دو صفحه و در روبروی هم قرار داشتند.استفاده از دو الکترود کدر به جای یک الکترود طبعا فضای کمتری را برای خروج نور از پانل و لومینانس آن باقی می گذارد وکاهش لومینانس علاوه بر اینکه در هر حال خود یک مسئله است با توجه به توانائی محدود در تولید سطوح سیاه رنگ، کاهش کانتراست را نیز بدنبال دارد.
کندی نمایشگر نیز با توجه به وضعیت قرارگیری الکترودها و شدت میدان الکتریکی تولید شده قابل توضیح است. در واقع قرارگیری دو الکترود صفحه ای در یک صفحه و در کنار هم ( به جای دو صفحه ای که در تکنولوژی TN در روبروی هم قرار داشتند) میدان الکتریکی ضعیف تری تولید می کند که با توجه به وابستگی سرعت پاسخ مولکول ها به شدت میدان الکتریکی به پاسخ کند نمایشگر می انجامد.
در واقع سرعت پاسخدهی این روش برای انتقال از وضعیت سفید به سیاه و دوباره به سفید در حدود
60 میلی ثانیه است که خیلی کندتر از سرعت پاسخدهی روش TN است.
تکنولوژی های دیگری که بر مبنای تکنولوژی IPS شکل گرفت علاوه بر بهره گیری از مزایای این روش معایب یاد شده از آن را نداشت. یکی از مهمترین این تکنولوژی ها که توسط شرکت LGو PHILIPS دنبال می شود تکنولوژی S-IPS است. در این تکنولوژی سرعت پاسخدهی به بهتر از
25 میلی ثانیه کاهش یافته که به نسبت مساوی بین دو ناحیه انتفال سیاه به سفید وسفید به سیاه تقسیم شده است .از این نظر این تکنولوژی به خوبی با تکنولوژی TN رقابت می کند. شکل زیر نمونه ای
از سرعت پاسخ دهی در این دو نمایشگر را نشان می دهد.
همانطوریکه ملاحظه می شود هر چند سرعت انتقال از سیاهی به سفیدی و نهایتا به سیاهی در دو
روش به ترتیب 16 و25 میلی ثانیه است ولی در سطوح خاکستری میانی تفاوت معنا داری بین دو روش وجود ندارد به این ترتیب سرعت پاسخ دهی روش TN عملا در این تکنولوژی جدید نیز تامین شده است. علاوه بر این کیفیت تولید رنگ در این تکنولوژی خیلی بهتر از روش های مشابه است مقایسه زاویه دید را در این روش در مقایسه با روش VAکه یکی از تکنولوژی های رقیب است ، در دو شکل زیر می توانید ملاحظه کنید. در مسئله زاویه دید تغییر دو پارامتر، نسبت
کانتراست و تغییر رنگ با تغییر زاویه دید مطرح است و از این رو در این دو شکل نیز این دو پارامتر مورد بررسی قرار گرفته اند.
همانطوریکه ملاحظه می کنید تغییرات رنگ در یک محدوده تقریبی 90 درجه از هر سمت در این
تکنولوژی ناچیز است. علاوه بر این تغییرات نسبت کانتراست در همان محدوده زاویه ای به ازای
نسبت کانتراست خاکستری به خاکستری نیز در این تکنولوژی ناچیز است ولی نسبت کانتراست
سیاه به سفید در هر حال در محدوده زاویه ای فوق تغییرات قابل ملاحظه ای دارد که در واقع به
معنای محدود بودن زاویه دید با این معیار و با این تعبیر است. این نسبت ولی از نسبت مشابه در
تکنولوژی مورد مقایسه VA بهتر است. نسبت کانتراست در نمایشگر لامپ اشعه کاتدی از هر دو
روش فوق بهتر است. این هم از مزایای یک تکنولوژی قدیمی!
قسمت اول
تکنولوژی TN اولین تکنولوژی در خانواده نمایشگرهای کریستال مایع بود که مورد استفاده قرارگرفت و ساخت این نمایشگر را میسر ساخت ولی این تکنولوژی معایبی داشت که رویکرد به تکنولوژی های دیگری در خانواده نمایشگرهای کریستال مایع را ناگزیر ساخت . این معایب به طور خلاصه به قرار زیر است:
الف. زاویه دید محدود:
زاویه دید در نمایشگرها به نوبه خود به صورت دو زاویه ( راستای افق
و قائم) و یا چهار زاویه (در هر یک از دو جهت نسبت به محور عمود بر صفحه در وسط آن) بیان
شده و در هر مورد عبارت است از مقدار زاویه ای که تحت آن نسبت کانتراست به مقدار 10:1
کاهش یابد.
زاویه دید محدود در این تکنولوژی عمدتا از هندسه قرارگیری ملکول های کریستال مایع ناشی
می شود . همانطوریکه قبلا دیدیم با اعمال ولتاژ الکتریکی ملکول های کریستال مایع به گونه ای
می چرخند که نوک آن ها به سمت بیننده قرار می گیرد. علاوه بر این در مجموع صفحه سلول با
صفحه پانل زاویه ای می سازد بطوریکه تصویر دیده شده در وضعیت هائی که نگاه بیننده عمود بر
صفحه تصویر است و یا در یکی از دو جهت زاویه ای با آن می سازد متفاوت است. این نکته را
می توان در شکل زیر مشاهده کرد.
ب: کیفیت نامناسب رنگ:
این امر نیز به نوبه خود از هندسه قرار گیری ملکول های کریستال مایع در لایه های مختلف ناشی
می شود . در واقع هر یک از این لایه ها پلاریزاسیون نور را اندکی می چرخاند و نور خروجی از
هر لایه ای علاوه بر انتقال به لایه بعدی به میزان اندکی مستقیما به پانل نمایشی نیز می رسد. به
همین دلیل ، با اندکی انحراف از وسط صفحه ، بیننده ، رنگ های متفاوتی را از صفحه نمایشگر
می بیند.
ج: کنتراست محدود:
امکان مسدود کردن کامل مسیر نور در اینجا وجود ندارد و بنابراین سطح تاریک واقعا تاریک
نیست . این امر با توجه به ثابت بودن نور منبع به محدود شدن نسبت کانتراست در این روش
می انجامد.
البته گذشته از این معایب این روش محاسنی نیز دارد که با توجه به بعضی کاربردهای خاص به
حضور دراز مدت آن در بازار علیرغم عیوب یاد شده منجر شده است. از جمله این محاسن میتوان
به سرعت پاسخ دهی بالا ی آن اشاره کرد.
سرعت پاسخ دهی نمایشگرها بنا به استانداردهای مربوط عبارت است از مدت زمانی که طول
می کشد تا یک سلول از وضعیت تاریک به وضعیت روشن رفته و دوباره به وضعیت تاریک
برگردد .
تکنولوژی IPS :
این تکنولوژی در 1996 توسط شرکت هیتاچی ابداع شد و هدف از آن حل دومشکل بود یعنی زاویه دید محدود و کیفیت پائین رنگ.
نام این تکنولوژی از این حقیقت ناشی شده است که در این روش ملکول های کریستال مایع همواره در یک صفحه که موازی صفحه پانل نمایشگر است قرار داشته و با اعمال ولتاژ الکتریکی به اندازه ای متناسب با این ولتاژ می چرخند . چرخش ملکول ها باعث راه یافتن نور از لامپ های فلورسنت داخلی به پانل شده وپیکسل مورد نظر را روشن می کند.
همانطوریکه مشاهده می شود عامل زاویه دید متفاوت و مخصوصا وابستگی این زاویه دید به میزان روشنائی صفحه که در روش TN عامل اصلی دو مسئله زاویه دید و کیفیت پائین رنگ بود ، با توجه به وضعیت قرار گرفتن ملکول های کریستال مایع ، عملا از بین رفته است. البته طبق معمول بدست آوردن هیچ مزیتی بدون هزینه نیست. در اینجا هزینه پرداخت شده کنتراست پائین تر (که البته در تکنولوژی TN نیز این پارامتر وضعیت مطلوبی نداشت) و سرعت پائین تر پاسخ دهی
سلول ها و در نتیجه کندی نمایشگر است که استفاده از آن را در کاربردهایی مانند بازیهای کامپیوتر با اشکال مواجه می کند.
برای تشریح دلیل پیدایش این مشکلات دوباره آرایش سلول ها را در این روش در نظر بگیرید. علاوه بر وضعیت متفاوت ملکول های کریستال مایع از نظر قرارگرفتن الکترودها نیز بین این روش و روش TN تفاوت وجود دارد.در اینجا الکترودها در یک صفحه قرار می گیرند در حالی که در روش TN الکترودها در دو صفحه و در روبروی هم قرار داشتند.استفاده از دو الکترود کدر به جای یک الکترود طبعا فضای کمتری را برای خروج نور از پانل و لومینانس آن باقی می گذارد وکاهش لومینانس علاوه بر اینکه در هر حال خود یک مسئله است با توجه به توانائی محدود در تولید سطوح سیاه رنگ، کاهش کانتراست را نیز بدنبال دارد.
کندی نمایشگر نیز با توجه به وضعیت قرارگیری الکترودها و شدت میدان الکتریکی تولید شده قابل توضیح است. در واقع قرارگیری دو الکترود صفحه ای در یک صفحه و در کنار هم ( به جای دو صفحه ای که در تکنولوژی TN در روبروی هم قرار داشتند) میدان الکتریکی ضعیف تری تولید می کند که با توجه به وابستگی سرعت پاسخ مولکول ها به شدت میدان الکتریکی به پاسخ کند نمایشگر می انجامد.
در واقع سرعت پاسخدهی این روش برای انتقال از وضعیت سفید به سیاه و دوباره به سفید در حدود
60 میلی ثانیه است که خیلی کندتر از سرعت پاسخدهی روش TN است.
تکنولوژی های دیگری که بر مبنای تکنولوژی IPS شکل گرفت علاوه بر بهره گیری از مزایای این روش معایب یاد شده از آن را نداشت. یکی از مهمترین این تکنولوژی ها که توسط شرکت LGو PHILIPS دنبال می شود تکنولوژی S-IPS است. در این تکنولوژی سرعت پاسخدهی به بهتر از
25 میلی ثانیه کاهش یافته که به نسبت مساوی بین دو ناحیه انتفال سیاه به سفید وسفید به سیاه تقسیم شده است .از این نظر این تکنولوژی به خوبی با تکنولوژی TN رقابت می کند. شکل زیر نمونه ای
از سرعت پاسخ دهی در این دو نمایشگر را نشان می دهد.
همانطوریکه ملاحظه می شود هر چند سرعت انتقال از سیاهی به سفیدی و نهایتا به سیاهی در دو
روش به ترتیب 16 و25 میلی ثانیه است ولی در سطوح خاکستری میانی تفاوت معنا داری بین دو روش وجود ندارد به این ترتیب سرعت پاسخ دهی روش TN عملا در این تکنولوژی جدید نیز تامین شده است. علاوه بر این کیفیت تولید رنگ در این تکنولوژی خیلی بهتر از روش های مشابه است مقایسه زاویه دید را در این روش در مقایسه با روش VAکه یکی از تکنولوژی های رقیب است ، در دو شکل زیر می توانید ملاحظه کنید. در مسئله زاویه دید تغییر دو پارامتر، نسبت
کانتراست و تغییر رنگ با تغییر زاویه دید مطرح است و از این رو در این دو شکل نیز این دو پارامتر مورد بررسی قرار گرفته اند.
همانطوریکه ملاحظه می کنید تغییرات رنگ در یک محدوده تقریبی 90 درجه از هر سمت در این
تکنولوژی ناچیز است. علاوه بر این تغییرات نسبت کانتراست در همان محدوده زاویه ای به ازای
نسبت کانتراست خاکستری به خاکستری نیز در این تکنولوژی ناچیز است ولی نسبت کانتراست
سیاه به سفید در هر حال در محدوده زاویه ای فوق تغییرات قابل ملاحظه ای دارد که در واقع به
معنای محدود بودن زاویه دید با این معیار و با این تعبیر است. این نسبت ولی از نسبت مشابه در
تکنولوژی مورد مقایسه VA بهتر است. نسبت کانتراست در نمایشگر لامپ اشعه کاتدی از هر دو
روش فوق بهتر است. این هم از مزایای یک تکنولوژی قدیمی!
