Базовые знания о производстве и концепциях ЖК-дисплеев

Как менеджеры по продуктам или энтузиасты интеллектуальных устройств, вы должны знать следующие базовые знания и понятия о ЖК-дисплее, чтобы принять правильное решение.

Многие интеллектуальные терминалы используют ЖК-модуль TFT в качестве человеко-машинного интерфейса (ЧМИ) благодаря его высоким характеристикам качества отображения, экономической эффективности и индивидуальной гибкости, например, типичный монитор компьютера, экран телевизора и мобильный телефон.

Как менеджеры по продуктам терминалов или просто энтузиасты, заинтересованные в интеллектуальных продуктах, вы должны знать основные производственные знания и концепции продуктов LCD для принятия правильного решения.

Это также может помочь вам общаться с вашими поставщиками, давать идеи о том, что можно настроить в интерфейсе, и делать выбор.

Процесс производства TFT LCDes

С точки зрения продукта , модуль TFT LCD можно разделить на три слоя , снизу вверх: блок подсветки , электрическая система и система управления светом и цветом.

Узнайте больше о TFT-LCD: « Что такое активные матричные ЖК-дисплеи и TFT-LCD? »

С точки зрения производственного процесса , все начинается с системы управления светом и цветом, а затем производится сборка всех трех частей.

Таким образом, существует три основных процесса : процесс изготовления TFT-матриц , процесс изготовления клеточных слоев и сборка ЖК-модулей.

Первые два процесса касаются производства системы управления светом и цветом, включающей подложку TFT, подложку CF и LC (жидкокристаллический дисплей), которые в совокупности называются ЖК-панелью.

Последним шагом является интеграция и сборка ЖК-панели, электрической системы и блока подсветки.

Процесс массива TFT

Этот процесс заключается в производстве пригодной для использования подложки тонкопленочных транзисторов (TFT) и подложки цветного фильтра (CF).

Процесс изготовления массива TFT аналогичен созданию полупроводника. 

Чтобы получить качественную продукцию, необходимо повторить процессы очистки, нанесения покрытия, увеличения фоторезиста, экспонирования, проявления, травления, удаления фоторезиста и т. д. Как правило, это необходимо повторить от 5 до 7 раз.

Процессы производства ЖК-дисплеев - шаг 1 - процесс изготовления массивов TFT
Рис. 1. Шаг 1. Процесс массива TFT

Процесс слоя ячеек

Этот процесс берет выходные данные предыдущего процесса в качестве верхней и нижней подложек, капает жидкий кристалл между ними, а затем связывает их вместе в единое целое. 

Полученное в результате этого процесса комбинированное стекло называется ЖК-панелью.

В производстве ЖК-дисплеев эти два процесса, TFT-матрица и слой ячеек, выполняются одним и тем же производителем ЖК-дисплеев. Другими словами, эти ЖК-фабрики поставляют ЖК-панели. 

После этого большой «стакан» можно разрезать на нужные кусочки разного размера.

Процессы производства ЖК-дисплеев — шаг 2 — процесс Cell Layer
Фигура 2: Шаг 2- Процесс слоя ячеек

ЖК-модуль (LCM) в сборе

Используя в качестве основного материала обрезанную по размеру ЖК-панель, производители LCM-панелей приступают к приклеиванию блока подсветки и электрических компонентов (таких как микросхема драйвера, гибкая печатная плата и т. д.) к «стеклянной» панели, а затем собирают ее с внешними рамками (или лицевой панелью) для защиты.

В случае TFT-дисплеев обычно пользовательский режим реализуется на этапе ЖК-дисплея.

Размер экрана, блок подсветки и электрическая система обеспечивают выбор, соответствующий требованиям основной системы терминалов.

Процессы производства ЖК-дисплеев — этап 3 — сборка ЖК-модуля (LCM)
Рис. 3. Шаг 3. Сборка ЖК-модуля (LCM)

Теперь вы знаете, как ЖК-дисплей и ЖК-модуль производятся на заводе в несколько этапов.

Кроме того, вам все равно следует понимать некоторые основные концепции и функции ЖК-дисплеев, которые связаны с качеством отображения и настройками ваших устройств. 

На самом деле, при общении и разработке дисплея производители дисплеев будут предоставлять спецификации ЖК-дисплея в качестве основы для дальнейшего обсуждения. 

Вот ключевые понятия в спецификации:

8 ключевых концепций LCD и TFT-LCD

Размер экрана

общий размер каждого ЖК-монитора
Рисунок 4: Общий размер каждого монитора

Размер дисплея использует длину диагонали фактической видимой области, единицей измерения обычно является дюйм (1 дюйм = 2.54 см).

Соотношение сторон

Соотношение сторон — это пропорциональное отношение ширины к высоте видимой области ЖК-дисплея, также называемое коэффициентом трансформации экрана.

Соотношение сторон ЖК-дисплея в основном составляет 4: 3, 5: 4, 16: 10 и 16: 9, соотношение 16: 9 ближе к соотношению золотого сечения, которое более удобно для человеческого глаза. 

В конструкции ЖК-модуля TFT буква H (горизонтальная) обычно используется для обозначения длины, а буква V (вертикальная) представляет ширину.

8 ключевых понятий ЖК-дисплея — соотношение сторон
Рисунок 5: Образец соотношения сторон

Активная область (АА)

знание производства и концепции продукта ЖК-активной зоны
Рисунок 6: Образец активной области (AA)

Активная область — это общая площадь экрана TFT LCD, которая может быть отображена. 

Однако, как правило, на чертежах заводы указывают только длину и ширину участка для удобства понимания.

По размеру дисплея (длине диагонали) и соотношению сторон ЖК-экрана конкретная длина и ширина эффективной области дисплея могут быть рассчитаны с использованием теоремы Пифагора.

Pixel

Пиксель, одна из маленьких точек, из которых состоит экран, используется в качестве единицы разрешения.

Pixel Pitch

PPI — это плотность пикселей дисплея, количество пикселей на дюйм.

Дисплей, обеспечивающий более четкое изображение, имеет высокое значение PPI.

(X: количество пикселей в длину,

Y: количество пикселей по ширине,

Z: размер экрана)

Расчет ИЦП 1
Рисунок 7: Формула расчета PPI

Разрешение

Разрешение — это мера отображения изображения, которая зависит от размера точек, составляющих изображение. 

Обычно это измеряется количеством горизонтальных и вертикальных пикселей в виде « горизонтальные пиксели × вертикальные пиксели ».

Например, дисплей с разрешением 1024*768 пикселей означает, что он имеет 1024 пикселя по горизонтали на эффективной площади экрана и 768 пикселов по вертикали. 

В фиксированной плоскости чем выше разрешение, тем больше деталей может отобразить монитор.

общий размер разрешения, соответствующий ЖК-дисплею
Рисунок 8: Общий размер разрешения, соответствующий ЖК-дисплею

потребляемая мощность

Поскольку около 90% энергопотребления TFT LCD приходится на подсветку , для регулирования энергопотребления модуля LCD необходимо начинать с подсветки.

Теоретически для достижения одинаковой яркости большой ЖК-дисплей потребляет больше энергии, чем меньший. На практике это еще способы регулирования.

Продолжительность жизни

Как долго служит ЖК-дисплей? 

Срок службы ЖК-модуля в основном зависит от его освещенности (светодиодные ленты в подсветке). Когда производительность источника света резко падает, дисплей бесполезен.  

В отрасли для оценки срока службы ЖК-дисплея используется показатель «час». Обычные ЖК-дисплеи и TFT-дисплеи могут работать десятки тысяч часов.

Иными словами, если ЖК-экран используется по 5 часов в день, он может прослужить более 10 лет.

8 основных оптических параметров TFT LCD

Угол обзора 

Просмотр определяется для горизонтального направления или направления 3, 9 часов и вертикального направления или направления 6, 12 часов относительно оптической оси, перпендикулярной поверхности ЖК-дисплея.

Угол обзора — это угол от нормали к четырем направлениям вверх, вниз, влево и вправо, который последовательно определяется как U, D, L, R. 

Как правило, угол обзора в горизонтальном направлении L, R больше, чем в вертикальном направлении U, D. 

Для ЖК-дисплеев малого и среднего размера общий угол обзора может составлять 30 градусов, широкий угол обзора может достигать 45 градусов, а полный угол обзора означает, что он почти близок к 90 градусам.

Измерение профессионального оборудования БМ-7А
Измерение профессионального оборудования БМ-7А

Диафрагма

8 основных оптических параметров ЖК-дисплея — светосила
Рисунок 10: Отверстие

Это вычисленный результат деления эффективной площади каждого пикселя, который может пропускать свет, на общую площадь пикселя. 

Чем выше светосила, тем выше светопропускание экрана и ярче изображение.

Время отклика

Время отклика измеряет скорость реакции ЖК-экрана на входной сигнал, то есть время отклика ЖК-экрана от темного состояния к яркому или от яркого к темному.

Единицей является мс (миллисекунды). 

При переключении экрана чем быстрее отклик, тем плавнее переключение.

Яркость (Яркость)

Люди также называют это яркостью (хотя оба понятия не совпадают).

Это сила света, проецируемая на заданную площадь и направление. 

Его единицей является кандела на квадратный метр (кд/м2), которую можно измерить прибором BM-7/A. Метод испытания показан на следующем рисунке.

Измерение яркости/яркости с помощью BM-7A
Рисунок 11: Измерение яркости by БМ-7А

Важна равномерность изменения яркости. Чем выше однородность, тем более стабильно качество отображения на ЖК-экране.

Равномерность яркости

Как правило, в LCM малого и среднего размера мы измеряем яркость по 9 точкам, затем делим измеренное минимальное значение на максимальное значение, чтобы получить однородность ЖК-дисплея. 

Метод расчета равномерности яркости дисплея
Рисунок 12:Метод расчета однородности яркости

Коэффициент контрастности (CR)

Формула расчета коэффициента контрастности
Рисунок 13: Формула расчета CR

Оптически контраст представляет собой отношение яркости между полностью белым и полностью черным цветом. 

Теоретически при более высоком коэффициенте контрастности дисплей должен отображать более глубокий черный цвет с повышенной детализацией в градациях серого.

Цветной Гамут

Цветовая гамма — это диапазон цветов в пределах видимого цветового пространства, например, все цвета, видимые человеческому глазу.

Диапазон цветового охвата ЖК-дисплея представлен треугольной областью, образованной соединением R, G и B. 

Чем шире площадь треугольника, тем больше цветов на устройстве, и наоборот.

Цветовая гамма — видимый цветовой спектр по сравнению с RGB-дисплеем и печатью
Рис. 14. Цветовая гамма — видимый цветовой спектр в сравнении с RGB-дисплеем и печатьюИНГ

Глубина цвета

Глубина цвета указывает количество цветов, которые может отображать пиксель. Единицей является «бит».

Когда ЖК-дисплей имеет большую глубину цвета (количество битов), его уровень интенсивности (оттенки серого) между самым ярким и самым темным больше, он может отображать больше чисел в одном цвете. Это означает, что ЖК-дисплей может отображать изображения очень хорошо. 

Выше приведены базовые знания и общие концепции ЖК-дисплея, более подробную информацию вы можете прочитать ниже в статьях или связаться с нами по любому вопросу:

узнать больше о LCD и TFT-LCD:

« Что такое активные матричные ЖК-дисплеи и TFT-LCD? »

« Как работает ЖК-дисплей? »

Поделиться этой статьей