Electronică cuantică și optică. LecturaN1 1
INDICATORI PASIVI
Acest grup include trei tipuri de indicatori pasivi: indicatori cu cristale lichide (LCD), indicatori electrocromici și electroforetici (ECI și EPI). Ultimele două, la rândul lor, fac parte din indicatorii pasivi electrochimici.
Principiul de funcționare al indicatorilor cu cristale lichide (LCD) se bazează pe modificări ale proprietăților optice ale cristalelor lichide sub influența unui câmp electric. Spre deosebire de indicatorii activi, LCD-urile nu generează radiații optice, ci modulează intensitatea acesteia prin modificarea unor caracteristici precum amplitudinea, fază, lungimea de undă, planul de polarizare și direcția de propagare.
Indicatorii cu cristale lichide (LCD) sunt indicatori pasivi care transformă lumina care cade asupra lor.
Cristal lichid sau mezomorfăestat - Aceasta este o stare a materiei în care are proprietăți inerente atât cristalelor solide, cât și lichidelor.
Fig.1
Diagramele de proiectare LCD sunt prezentate în Fig. 1.
Baza celui mai simplu element indicator care utilizează LCD sunt două plăci de sticlă. Indiferent de efectul electro-optic folosit, LCD-urile sunt împărțite în două clase: indicatoare care funcționează în transmisie și indicatoare care funcționează în reflexie. În prima (Fig. 1.a) ambele plăci de sticlă sunt transparente; Electrozii sunt filme transparente conductoare de electricitate (de exemplu, dioxid de staniu), între care este plasată o substanță LC. O sursă de lumină este plasată în spatele indicatorului. Culoarea și luminozitatea indicatorului sunt determinate de culoarea și luminozitatea sursei de lumină. Pentru cele doua: (Fig. 1.b) electrodul „spate” este realizat sub forma unei oglinzi. Acest indicator folosește iluminare reflectorizantă externă (nu există lumină de fundal specială).
LA
Fig.3
ÎN LCD care funcționează pe bazăDR, când se aplică un câmp electric de aproximativ 5 kV/cm (aproximativ 30 V la o peliculă LC de 0,25 mm grosime), moleculele sunt reorientate, apar turbulențe și împrăștiere optică puternică. Un material care este transparent în absența unui câmp devine opac. Într-un astfel de LCD reflectorizant, electrodul din spate este o oglindă pe care, atunci când se aplică tensiune, apar zone albe lăptoase, a căror formă corespunde configurației electrozilor. Pentru a crește uniformitatea și claritatea imaginii, precum și durata de viață, pe suprafața straturilor conductoare este aplicată un strat subțire, inert din punct de vedere chimic, transparent optic. Materialele utilizate pentru astfel de acoperiri sunt rășini de acetat de vinil, rășini pe bază de etilenă, compuși epoxidici etc. (Fig.3).
Placa de sticlă din spate a indicatorului este înnegrită (Fig. 4); apoi apare o imagine albă pe un fundal negru.
ÎN
Fig.4
Într-un LCD bazat pe TE care funcționează în modul de transmisie, polarizatoarele sunt instalate astfel încât planurile lor de polarizare să fie paralele între ele. Indicatorul nu transmite lumină în absența unui câmp electric și o transmite atunci când este aplicată tensiune.
ÎN indicatori asupra efectului G-X un strat subțire de cristal lichid „gazdă” interacționează cu moleculele „oaspete” (colorant). Stratul gazdă LC, datorită absorbției energiei luminoase în absența unui câmp electric, capătă o culoare caracteristică colorantului (oaspete): sub influența unui câmp electric se decolorează. Există însă și substanțe invitate și gazdă în care colorarea are loc sub influența unui câmp electric. Diferențele de culoare ale indicatorilor bazate pe efectul H-X sunt bine percepute în condiții de lumină ridicată, chiar și cu contrast de luminozitate scăzut. Pentru a crește rezistența mecanică și rezistența la umiditate a LCD-urilor, special structuri de protectie.
Indicatorii bazați pe efectul DR și TE sunt utilizați în principal acolo unde eficiența joacă un rol decisiv: în ceasuri electronice de mână, microcalculatoare auto-alimentate, instrumente portabile de măsură multifuncționale, indicatoare pentru radiouri portabile, casetofone, dispozitive indicatoare auto etc.
ÎN
Fig.5
Parametrii LCD de bază:
Contrast K și transmitanță- acest raport dintre intensitatea luminii care iese din celula LC în starea inițială și intensitatea luminii în starea excitată a celulei LC se numește transmitanță dacă observația este efectuată în direcția opusă fasciculului de intrare și contrast în toate alte cazuri.
Tensiune de prag UnupȘi tensiunea de control Uynp. Aceste valori ale tensiunii sunt determinate de coeficientul de împrăștiere a luminii în celulă ( LAR). Dependența coeficientului de împrăștiere a luminii de tensiunea aplicată electrozilor celulei este prezentată în Fig. 5. Tensiune de prag Unup corespunde valorii Kr=0,05. Control de voltaj UControl- valoarea Kr=0,5. Sens Ude atunci pentru un indicator care utilizează efectul DR, crește la frecvențe joase și înalte (indicatorul devine mai puțin eficient). Indicatorii bazați pe TE sunt utilizați de obicei la frecvențe de 1...10 kHz. Datele de referință ale indicatoarelor indică frecvența recomandată a tensiunii de control.
La timp(reacții) Tpe– acesta este timpul în care contrastul atinge 90% din valoarea de echilibru.
Timp de oprire(relaxare) Toprit– acesta este timpul de reducere a contrastului de la 90 la 10% din valoarea stabilită.
Durabilitate.În timpul funcționării LCD-ului, aspectul câmpurilor de informații se modifică, ceea ce se manifestă ca o deteriorare și dispariție a contrastului dintre zonele active și pasive, iar timpul de reacție crește. Modificările aspectului și timpului de reacție sunt o consecință a fenomenelor electrochimice la interfața unei substanțe cristaline lichide (LCS) - suprafața substratului. Viteza proceselor de degradare este determinată în principal de componenta constantă a tensiunii de excitare, a cărei valoare maximă admisă este indicată în datele de referință. Prezența unei componente constante duce la electrolizăÎn tractul gastrointestinal, ca urmare a eliberării de gaz în volumul tractului gastrointestinal, se formează bule de gaz, percepute vizual ca puncte negre. Electrozii indicatori (filmele conductoare) își pierd transparența și segmentele devin vizibile în absența tensiunii de excitare. Ca urmare a îmbătrânirii, orientarea moleculelor FA este perturbată și crește curentul consumat de indicator. Curentul poate crește și datorită pătrunderii umidității prin stratul de etanșare. Umiditatea distruge tractul gastrointestinal.
Când utilizați LCD-ul în condiții de temperatură scăzută, componentele individuale ale LCD-ului pot cristaliza. Alternarea între înghețarea și dezghețarea fluidelor gastrointestinale poate duce la formarea de bule de aer care apar ca puncte negre.
Avantajele LCD-ului:
consum redus de energie (pentru LCD-uri bazate pe efectul de răsucire, consum specific de energie pe unitate μW/cm 2);
tensiuni joase de funcționare (1,5...5 V);
compatibilitate bună cu cipurile CMOS;
design convenabil - formă de ecran plat și grosime limitată a indicatorului (până la 0,6 mm);
posibilitatea de afișare eficientă în condiții de iluminare externă puternică;
durabilitate mare (aproximativ 10-12 ani de funcționare continuă).
Principalele dezavantaje:
performanță relativ scăzută;
unghi de vizualizare limitat;
nevoie de iluminat extern.
În prezent, indicatorii cu cristale lichide (LCD) au devenit larg răspândiți. Ele diferă de LED-uri prin faptul că nu emit lumină, ci doar modifică transmisia sau absorbția luminii în anumite zone. În acest caz, astfel de zone vor părea mai întunecate sau mai deschise decât cele din jur. Ele pot fi realizate sub formă de segmente sau puncte.
LCD-urile formează o imagine numai în prezența unei surse de lumină exterioară, care poate fi amplasată fie în fața indicatorului, fie în spatele acestuia.
Funcționarea indicatoarelor LCD se bazează pe utilizarea unor substanțe speciale numite cristale lichide. Structura lor are proprietăți caracteristice atât lichidelor (capacitatea de a mișca moleculele), cât și solidelor - ordine. Cel mai adesea, substanțele cu proprietăți nematice sunt folosite pentru a crea LCD-uri digitale. Moleculele lor sunt fire lungi care pot fi orientate într-un anumit fel. Această orientare are loc, în special, sub influența unui câmp electric extern.
Majoritatea afișajelor cu cristale lichide folosesc efectul de rotație a planului de polarizare. Lumina este un flux de radiație electromagnetică, iar vectorii câmpurilor electrice și magnetice își pot schimba direcția în spațiu în timpul propagării fasciculului (acest lucru este tipic pentru lumina nepolarizată), sau o pot menține (în acest caz, lumina este considerate polarizate).
Lumina din surse convenționale (lămpi cu incandescență, LED-uri, soare etc.) este nepolarizată. Cu toate acestea, prin trecerea fluxului luminos prin plăci transparente (polarizatoare) special prelucrate, cu o structură specială a stratului exterior, este posibil să se obțină lumină polarizată într-o direcție sau alta.
Dacă două polarizatoare sunt poziționate astfel încât direcțiile de polarizare să coincidă (Fig. 3.17), atunci, după ce a trecut prin prima lumină, aceasta va fi polarizată și, deoarece direcția de polarizare a celei de-a doua plăci este aceeași, va trece și prin ea. . Pentru un observator, o astfel de structură va fi transparentă.
E 
Dacă unul dintre polarizatoare este rotit cu 90 de grade (Fig. 3.18), atunci după ce a trecut prin primul dintre ele și a primit o direcție verticală de polarizare, fluxul de lumină nu va fi transmis de a doua placă (absorbită), deoarece direcția de polarizarea sa este orizontală și nu există o astfel de componentă în fluxul care ajunge. Când este iluminată de o sursă externă, această structură va părea întunecată pentru observator. Dacă primul polarizator este realizat sub forma unui set de secțiuni sub formă de puncte sau dungi, a căror direcție de polarizare poate fi controlată independent unul de celălalt, atunci va fi posibil să se formeze diferite semne și simboluri. Cu toate acestea, această metodă de control nu este utilizată în practică, deoarece necesită acțiune mecanică asupra elementelor corespunzătoare ale indicatorului. În LCD-uri, cristalele lichide sunt folosite pentru a schimba direcția vectorului de polarizare.
Structura simplificată a unei celule indicator cu cristale lichide este prezentată în Fig. 3.19. Între două polarizatoare cu direcții de polarizare încrucișate, este plasat un strat subțire de cristal lichid cu o structură nematică, ale cărui molecule sunt fire paralele lungi. Ele sunt situate de-a lungul axelor de polarizare la limitele plăcilor și își schimbă ușor direcția în regiunea dintre ele.
E 
Dacă un flux de lumină este îndreptat către o astfel de structură, atunci după ce trece prin placa inferioară, acesta va fi polarizat și va schimba ușor direcția de polarizare pe măsură ce se propagă către cea superioară, deoarece moleculele de cristal lichid acționează și ca un polarizator cu o direcție care se schimbă în spațiu. Prin urmare, lumina va ajunge pe a doua placă deja polarizată vertical și va trece prin ea fără absorbție. Pentru un observator, această structură va părea transparentă.
Dacă se aplică un câmp electric între plăcile de polarizare, moleculele de cristale lichide se vor întinde de-a lungul acestuia și nu va avea loc nicio rotație suplimentară a planului de polarizare a luminii. Fluxul luminos va fi absorbit atât în stratul de cristale lichide, cât și de către al doilea polarizator. Deoarece în acest caz celula nu transmite lumină, va fi întuneric.
În indicatoarele cu cristale lichide, electrodul polarizat din spate este solid, iar electrozii frontali sunt realizați sub formă de segmente sau puncte. Sunt realizate pe baza de oxizi de metal conductivi, ale căror pelicule subțiri sunt transparente. Cristalele lichide sunt dielectrice, astfel încât un astfel de indicator este un analog al unui condensator și nu consumă practic nici un curent de la o sursă de tensiune constantă. Pentru a-l controla, necesită foarte puțină putere, ridicându-se la unități și fracțiuni de microwați per celulă. Prin urmare, astfel de indicatori sunt utilizați pe scară largă în sistemele autonome alimentate cu surse de energie încorporate.
O caracteristică a celulei cu cristale lichide este timpul de răspuns relativ lung la influența unui câmp electric. Este de zeci de milisecunde, în timp ce indicatoarele LED sunt practic fără inerție.
Când este utilizat pentru a controla un indicator de tensiune constantă, durabilitatea funcționării acestuia este scăzută. Acest lucru se datorează apariției proceselor de electroliză a cristalului lichid și distrugerii structurii acestuia. Pentru a evita acest efect, pentru control se folosește o tensiune alternativă cu o frecvență de zeci de herți. În acest caz, moleculele cristalului lichid se vor roti periodic în urma unei schimbări în direcția câmpului, celula va rămâne întunecată, dar întrucât fiecare dintre electrozi va acționa alternativ ca anod și catod, procesele de electroliză nu vor avea timpul să se dezvolte. Datorită faptului că frecvențele semnalelor de control sunt scăzute, curenții prin secțiunile corespunzătoare ale indicatorului, care sunt structuri de condensator, vor fi comparabili cu curenții de scurgere.
Cu toate acestea, utilizarea tensiunii bipolare în dispozitivele digitale este complicată de faptul că în acest caz va fi necesară o a doua sursă de alimentare și circuite de control analogice. Prin urmare, această problemă este rezolvată prin utilizarea elementelor logice care efectuează o operație de însumare modulo doi, care poate funcționa ca un invertor controlat.
E 
Dacă la una dintre intrările unui astfel de element se aplică un semnal periodic cu o frecvență 
, iar pe de altă parte - un semnal de informare 
(Fig. 3.20), atunci tensiunea la ieșire va coincide cu semnalul periodic la valoarea zero 
și va fi în antifază cu acesta la o valoare unitară (Fig. 3.21).
În acest caz, diferența de potențial dintre intrarea căreia i se aplică un semnal periodic 
iar ieșirea va fi zero când 
şi se va dovedi a fi alternant dacă 
.
Pentru a controla LCD-ul, electrodul său comun este conectat la sursa semnalului periodic, iar segmentul este conectat la ieșirea elementului SAU exclusiv corespunzător. Diagrama de control pentru un indicator cu șapte segmente în modul de funcționare static este prezentată în Fig. 3.22.
ÎN 
Din cauza inerției relativ mari a indicatorilor cu cristale lichide, nu este posibilă implementarea sistemelor de control dinamic discutate anterior. Cu toate acestea, prin complicarea structurii LCD-ului și utilizarea semnalelor multifazate, au fost construite sisteme de control dinamic pentru indicatorii tipurilor de segment și matrice.
În prezent, au fost dezvoltați indicatori cu cristale lichide care păstrează starea celulelor chiar și atunci când alimentarea este oprită.
Indicatorii cu cristale lichide sunt utilizați pe scară largă în diferite dispozitive pentru a afișa informații simbolice și grafice. Pe baza acestora, au fost dezvoltate panouri cu cristale lichide LCD (liquid crystal display), care sunt o matrice de celule cu capacitatea de a controla independent fiecare dintre ele.
Există mai multe tipuri de astfel de panouri, în special cu matrice pasive (TN) și active (TFT). Structura simplificată a primei dintre ele este prezentată în Fig. 3.23. Din punct de vedere structural, o astfel de matrice este un sistem de două plăci de sticlă, între care este plasat un strat de substanță cristalină lichidă, iar pe plăci se aplică electrozi transparenți reciproc perpendiculari, conectați la circuitele de control pentru coloanele C și rândurile R. Matricea celula este situată la intersecția rândului și coloanei. Circuitul său echivalent poate fi reprezentat ca o combinație între un rezistor, un condensator și o supapă de transmisie a luminii.
P 
În absența unei diferențe de potențial între electrozi, celulele matricei sunt transparente. Lumina dintr-o sursă specială este direcționată către panou și în această stare arată ca un ecran strălucitor. Prezența unei tensiuni care depășește un anumit nivel între electrozii celulelor corespunzătoare determină o modificare a poziției moleculelor de cristal lichid și aceste celule nu mai transmit lumină.
În locațiile lor apar puncte întunecate, din care se formează imaginea. Variind valoarea tensiunii de control, puteți modifica gradul de rotație al moleculelor și transmisia luminii celulei, ceea ce vă permite să reproduceți gradații de luminozitate.
La formarea unei imagini, matricea este scanată linie cu linie, pentru care fiecăruia dintre ele se aplică pe rând un impuls de tensiune cu polaritate negativă U1. În același timp, se trimite un impuls pozitiv cu amplitudinea U2 către coloanele asociate cu celulele care trebuie să își schimbe starea. Acest lucru este prezentat în mod convențional în Fig. 3.23 sub forma semnelor +, - și 0 pentru nivelul zero al semnalului de control.
Când prima linie este interocționată și există o tensiune pozitivă pe coloanele C1 și C3, condensatoarele celulelor corespunzătoare (R1, R3) sunt reîncărcate la o anumită tensiune pozitivă. Până la sfârșitul impulsului de sondare, tensiunea pe celula R2 se datorează influenței 
Potențialul negativ al rândului va deveni negativ, iar pe R4, datorită potențialului pozitiv al coloanei C1, se va schimba în sens pozitiv (Fig. 3.24).
În următorul ciclu de scanare, plăcile superioare ale condensatoarelor celulelor Y1, Y3 vor fi conectate la carcasă și o tensiune totală de 
. Acest lucru va face ca celulele să devină opace și să creeze zone întunecate în locațiile lor. La acest interval de timp, diferența de potențial pe electrozii celulelor R2, R4 este insuficientă pentru a le schimba starea. După ce scanarea rândului R3 este finalizată, celula R9 își va schimba starea etc. Polaritatea tensiunii de pe celule își schimbă periodic semnul, ceea ce împiedică dezvoltarea proceselor de electroliză.
Un panou LCD cu matrice pasivă are un design simplu, dar are o serie de dezavantaje semnificative. Datorită timpului scurt de expunere a celulei la o tensiune care depășește pragul (zona umbrită în Fig. 3.24), este necesar să se utilizeze materiale cristaline lichide cu un timp de relaxare semnificativ, adică trecerea după excitare la starea inițială. . Acest lucru împiedică afișarea scenelor cu ritm rapid. În plus, prezența tensiunii reziduale pe celule duce la un contrast scăzut al imaginii, determinat de raportul dintre luminozitatea celulelor complet întunecate și transparente. Un alt dezavantaj este prezența comunicării între ele, care provoacă neclaritatea imaginilor care se schimbă dinamic. În prezent, astfel de panouri sunt aproape complet înlocuite cu unele active cu tranzistori cu efect de câmp de control cu film subțire.
Structura unei matrice active TFT (tranzistor cu peliculă subțire) și diagramele de sincronizare simplificate ale funcționării acesteia sunt prezentate în Fig. 3.25 și fig. 3.26. Aici, funcționarea fiecărei celule este controlată de un tranzistor cu efect de câmp realizat folosind tehnologia filmului subțire și plasat pe panoul de afișare. Porțile tranzistoarelor sunt conectate la rândurile matricei, iar sursele la coloane.
ÎN 
în momentul în care un impuls pozitiv ajunge la un rând, tranzistoarele asociate cu celulele acestui rând se deschid. Condensatorii acelor celule care trebuie să își schimbe starea sunt încărcați sub influența tensiunii aplicate coloanelor corespunzătoare. La trecerea la următoarea linie, tranzistoarele celei anterioare se închid și, deoarece celula practic nu consumă curent, starea ei rămâne neschimbată până la următorul ciclu de scanare, adică în timpul cadrului.
Pentru a preveni degradarea secțiunilor cristalului lichid din cauza electrolizei, tensiunea pe ele trebuie să-și schimbe periodic semnul. În acest scop, prin cadru se inversează polaritatea impulsurilor care ajung la coloane.
Într-o astfel de matrice, celulele (pixelii) sunt izolate electric unele de altele, ceea ce asigură un contrast bun al imaginii. Mentinerea tensiunii dupa inlaturarea actiunii de control permite utilizarea substantelor cristaline lichide cu un timp scurt de relaxare. Acest lucru asigură un timp de răspuns rapid al panoului și capacitatea de a reproduce imagini care se schimbă rapid.
În panourile LCD color, fiecare pixel se bazează pe trei celule controlate independent cu filtre de lumină corespunzătoare. Când culorile roșu, albastru și verde sunt adăugate la intensități diferite, se formează întreaga gamă de culori din domeniul vizibil.
N 
O nouă direcție în sistemele de afișare a informațiilor care funcționează prin reflexie este utilizarea așa-numitei cerneală electronică. Elementele de bază ale afișajelor bazate pe acestea sunt microcapsulele, în interiorul cărora se află particule colorate de două culori - alb, încărcat pozitiv și negru cu sarcină negativă (Fig. 3.27). Spațiul intern al microcapsulei este umplut cu un lichid transparent.
Straturile de microcapsule sunt situate între două rânduri de electrozi în rânduri și coloane reciproc perpendiculari, al căror vârf este transparent. Când o diferență de potențial este aplicată unui rând și unei coloane, în punctul de intersecție a acestora apare un câmp electric. Particulele colorate se colectează la electrod cu semnul de potențial opus. În acest caz, punctul de imagine corespunzător (pixelul) va deveni alb sau negru, deoarece particulele de pigment grupate în partea superioară a microcapsulei vor ascunde stratul inferior de observator.
Ecranele bazate pe cerneală electronică, care sunt adesea numite hârtie digitală, sunt capabile să salveze imagini chiar și în absența alimentării; tensiunea este necesară doar pentru a schimba starea pixelului. Ca substrat sunt utilizate următoarele materiale: sticlă, plastic, folie metalică și alte materiale. Astfel de dispozitive pot fi flexibile și au o grosime foarte subțire.
În prezent, dezavantajele dispozitivelor electronice de afișare pe bază de cerneală sunt timpul lung de comutare a pixelilor (0,5 - 1 sec.) și numărul limitat de nuanțe reproductibile de gri.
Întrebări de control.
În ce scop este instalat un rezistor în serie cu LED-ul atunci când este conectat la o sursă de tensiune?
Care este ciclul de funcționare al sistemelor de afișare dinamică pe opt biți care funcționează folosind metoda de comparare și multiplexare?
Câți pini externi are o matrice LED 5x7?
În ce caz va fi transparent un sistem de polarizatoare încrucișate - în prezența sau absența unei substanțe cristaline lichide între ei?
Ce determină necesitatea unei tensiuni bipolare pentru a controla LCD-ul?
Ce explică contrastul mai mare al unui panou LCD activ în comparație cu unul pasiv?
În fig. 8.8, a prezintă circuitul de excitare a segmentelor cu un semnal de tensiune alternativă. Dispozitivul este format din două circuite logice ȘI cu două intrări OO2, 003, un invertor 001 și un comutator de driver pe un tranzistor UT. La colectorul tranzistorului este aplicată o tensiune egală cu dublul amplitudinii tensiunii nominale de excitație alternativă a unui indicator cu cristale lichide dat.
La intrarea 002 se aplică o tensiune de excitație cu o frecvență = (30...50) Hz, iar la intrarea £ШЗ se aplică o tensiune de amortizare cu o frecvență /g = (10...40) kHz. Când nivelul logic al semnalului de control este scăzut, 002 se deschide, iar tranzistorul funcționează în modul impuls cu o frecvență corespunzătoare frecvenței de excitare a segmentului LCD. Un semnal de control cu un nivel logic ridicat, venit de la decodor la intrarea de control, deschide B03. Ca urmare, dispozitivul generează o tensiune cu frecvență crescută, la care segmentul LCD nu răspunde. Ținând cont de faptul că dispozitivul de control trebuie să fie comparabil în ceea ce privește consumul de energie cu indicatorul LCD, toate circuitele logice sunt realizate pe baza structurilor KMDP.
Pe lângă ceea ce este descris, este utilizat și un alt tip de dispozitiv pentru indicatoare LCD incitante (Fig. 8.8, b). La intrarea circuitelor logice 002 și 003, tensiunile de impuls cu frecvența/v = (15...20) Hz, decalate în fază între ele cu 180°, sunt furnizate de la un generator extern. În funcție de nivelul semnalului de comandă, segmentului indicator se aplică o tensiune dreptunghiulară, directă sau defazată, prin comutatorul driverului (tranzistorul UT). Un semnal de o fază este furnizat constant electrodului comun al indicatorului printr-un alt comutator-formator (tranzistorul UT2).
Când fazele de pe electrozii unui segment coincid, acesta din urmă nu este excitat; când fazele diferă, segmentul este excitat. Rețineți că metoda de control al fazei face posibilă reducerea tensiunii de alimentare a indicatorului la jumătate.
Când se utilizează indicatoare cu mai multe cifre, este necesar un număr mare de conexiuni externe pentru a controla segmentele. Acest lucru ne obligă să recurgem la crearea controlului multiplexorului. În fig. Figura 8.9 prezintă principiul controlului unui indicator de patru cifre cu electrozi comuni separați pentru fiecare cifră, care constă în combinarea segmentelor identice pe toate cifrele și adresarea secvenţială a datelor către cifrele corespunzătoare. Procesul de afișare a unui număr din patru cifre se realizează în cicluri de ceas. În fiecare ciclu, o tensiune de comandă alternativă este aplicată magistralei de control a segmentelor și liniei electrodului comun al descărcării care este excitată pe această cale. Datorită timpului lung de relaxare al cristalelor lichide, numerele de descărcare continuă să fie citite în perioada dintre ciclurile de excitație fără aplicarea tensiunii.
|
Cristalele lichide sunt substanțe care prezintă proprietăți atât ale lichidelor, cât și ale cristalelor într-un anumit interval de temperatură. Ele sunt capabile să mențină ordinea moleculară în stare lichidă (cum ar fi cristalele). Pentru a crea indicatori cu cristale lichide, se folosesc așa-numitele cristale lichide nematice, care sunt o varietate structurală a acestei clase de substanțe. Materialul pentru ei este un amestec de compuși organici, ale căror molecule sunt formate în rețele ordonate. Un strat subțire de substanță cristalină lichidă (zeci de microni), plasat, de exemplu, între două plăci de sticlă, transmite destul de bine lumina. Cu toate acestea, straturile groase de cristale lichide (câțiva milimetri) sunt practic opace. Acest lucru se datorează vibrațiilor termice aleatorii vizibile ale grupurilor mari de molecule, ceea ce duce la modificări ale indicelui de refracție și, în cele din urmă, la o împrăștiere puternică a luminii în mediul cristalin lichid. Un interes deosebit este modificarea caracteristicilor optice ale cristalelor lichide sub influența unui câmp electromagnetic extern. Această proprietate este utilizată pentru a construi elemente de afișare bazate pe straturi subțiri transparente de substanțe cristaline lichide.
Orez. 1. Indicator cu cristale lichide asupra efectului distanței dinamice: 1--garnitură; 2 -- cristale lichide; 3 -- înveliș reflectorizant; 4 -- luneta; 5 -- electrod comun; 6 -- electrozi transparenți ai segmentelor; 7 -- sticlă frontală
Orez. 2. Indicator cu cristale lichide bazat pe efectul de rotație a planului de polarizare de către un strat de cristale lichide, care dispar sub influența unui câmp electric (efect de răsucire): 1- celulă de sticlă; 2 -- înveliș reflectorizant; 3-placa polaroid cu un plan vertical de polarizare; 4-cristale lichide; 5 -- garnitura; b - electrozi transparenti; 7 -- placa polaroid cu un plan orizontal de polarizare
Există două principii (efecte) de funcționare a indicatorilor cu cristale lichide. Prima dintre ele este că atunci când un câmp electric este aplicat unui strat subțire de substanță cristalină lichidă închisă între două plăci de sticlă, structura ordonată a cristalelor lichide este distrusă, ceea ce determină împrăștierea difuză a luminii în această zonă (efect de împrăștiere dinamică). ). Ca urmare, stratul transparent de cristale lichide devine tulbure și, sub iluminare externă, apare un contrast între zona excitată a cristalului lichid și zona neexcitată (fondul). Când câmpul electric extern este îndepărtat, structura inițială a cristalelor lichide este restabilită și contrastul indicat dispare. După cum se arată în Fig. 1, în principiu, indicatoarele cu cristale lichide constau din două plăci de sticlă plan-paralele, între care se află un strat de cristale lichide cu o grosime de 12-20 microni. Pe una dintre plăcile de sticlă, un înveliș conductor transparent are un model de numere, care este o configurație sub formă de segmente, cu care puteți reproduce numerele de la 0 la 9. Pe cealaltă placă, un strat conductor transparent are un electrod, care este comun numerelor. Ambele plăci au suprafețele acoperite una față de alta.
Există indicatori care funcționează în lumină reflectată („reflecție”) și transmisă („transmisie”). În primul caz, pe geamul din spate al indicatorului este aplicat un strat reflectorizant; în al doilea, trebuie utilizată o sursă de lumină suplimentară în spatele indicatorului.
Când se aplică o tensiune de control, cristalele lichide din zona câmpului electric își pierd transparența, iar dacă suprafața reflectorizantă din spate este albă, atunci observatorul vede un număr întunecat pe un fundal deschis. Dacă reflectorul din spate este negru și suprafețele interne ale carcasei indicatorului sunt de asemenea înnegrite, atunci imaginea luminoasă mată a numărului va fi vizibilă clar pe un fundal negru.
Când indicatorul este aprins, imaginea numărului este mai întunecată decât fundalul. Dacă puterea sursei de lumină instalată este de 0,5 W, atunci luminozitatea indicatorului cu cristale lichide devine comparabilă cu luminozitatea unui indicator cu descărcare de gaz sau LED utilizat în condiții normale de iluminare.
Conductoarele din segmente sunt realizate sub formă de piste conductoare rezistente la uzură pe sticlă. Pinii indicatorului sunt conectați la elementele circuitului de control folosind un conector.
Un alt principiu folosit pentru crearea indicatorilor cu cristale lichide este efectul de rotație a planului de polarizare a luminii polarizate de către un strat de cristale lichide, care dispare sub influența unui câmp electric (efect de răsucire). Indicatorii care funcționează pe acest principiu se obțin prin plasarea unei picături de cristal lichid între două plăci Polaroid încrucișate, care se răspândește între ele sub forma unei pelicule subțiri. Polaroidele încrucișate au planuri reciproc perpendiculare de polarizare a luminii și, prin urmare, sunt complet opace. Dar dacă între aceste plăci există un strat de cristale lichide nemetalice, care, ca urmare a prelucrării tehnologice, au dobândit proprietatea de a roti planul de polarizare a luminii transmise cu 90°, atunci întregul sistem optic se dovedește a fi să fie transparente (fig. 2).
Când se aplică un câmp electric, toate moleculele de cristale lichide sunt orientate de-a lungul câmpului și dispare efectul de rotație a planului de polarizare. Ca urmare, prin sistemul prezentat în Fig. 2, transmisia luminii se oprește. Dacă nu întregul strat de cristale lichide este excitat, ci anumite zone sub formă de simbol sau număr, atunci imaginea acestui simbol (număr) va fi întunecată în lumina transmisă în comparație cu zona neexcitată (fondul). Acest principiu de obținere a unei indicații este mai progresiv, deoarece va oferi un câștig semnificativ în consumul de energie și permite un contrast mai mare. Cele mai multe tipuri de indicatori cu cristale lichide produse comercial folosesc acest principiu.
Stratul de cristale lichide din indicatoare este excitat de o tensiune alternativă de tip sinusoidal sau meandre, cu o valoare efectivă (în funcție de tip) de la 2,7 la 30 V și o frecvență de 30-1000 Hz. O componentă de tensiune constantă nu este permisă din cauza apariției unui efect electrolitic, care duce la o reducere bruscă a duratei de viață a indicatorului. Parametrul principal al unui indicator cu cristale lichide, care reflectă calitatea funcționării acestuia, este contrastul semnului în raport cu fundalul, care este definit ca raportul dintre intensitățile luminii care iese din indicatorul cu cristale lichide la începutul (neexcitat). ) și stări excitate. Contrastul este măsurat folosind un sistem optic special bazat pe un microscop cu un fotomultiplicator încorporat la ieșire. Pentru a elimina iluminarea externă, lentila microscopului este protejată de un con înnegrit, care vizează indicatorul care este măsurat. Planul indicator este situat perpendicular pe axa optică a microscopului și este iluminat de o lampă specială de iluminare de fundal, al cărei flux prin condensator este îndreptat către probă fiind măsurat la un unghi de 45°. Folosind un microampermetru, se înregistrează două valori ale curentului PMT: atunci când indicatorul nu funcționează și când tensiunea de control este aplicată segmentelor. Contrastul, %, este calculat prin formula
indicator dinamic cu cristale lichide
К=(Iф --Iз)100/Iф,
unde Iф - curent de fundal - fotocurent al tubului fotomultiplicator atunci când indicatorul nu funcționează; I3 -- curent de semn -- fotocurent al fotomultiplicatorului atunci când tensiunea nominală de control este aplicată segmentelor (imaginea semnului este mai întunecată decât fundalul). Valoarea K a indicatorilor seriali moderni este de 83-90%. Mai rar, contrastul este exprimat în unități relative (unități relative): K = Iph/I3 Cu cât iluminarea externă este mai mare, cu atât imaginea de pe indicator este mai luminoasă. Contrastul este practic independent de iluminare. Parametrii principali ai indicatorilor de semn digital cu cristale lichide sunt: contrastul semnului în raport cu fundalul, la - raportul dintre diferența dintre coeficientul de luminozitate al fundalului și semnul indicator la coeficientul de luminozitate al fundalului, exprimat ca procent; consumul de curent IPOT - valoarea medie a curentului alternativ care curge prin indicator (segment) atunci când i se aplică tensiunea de control a frecvenței nominale de funcționare; tensiune de control Ucontrol -- valoarea nominală a tensiunii alternative efective aplicată segmentelor indicator; frecvența de funcționare a tensiunii de control frab; tensiune minimă de comandă Ucontrol - valoarea minimă a tensiunii alternative efective aplicată segmentelor indicator, la care se asigură contrastul semnului specificat față de fundal; tensiune de comandă maximă admisă Ucontrolmax - valoarea maximă a tensiunii alternative efective aplicată segmentelor indicatoare, la care este asigurată fiabilitatea specificată a indicatorului în timpul funcționării pe termen lung; timp de reacție treact - interval de timp la pornire, în care consumul de curent crește la 0,8 din valoarea maximă; timp de relaxare trel - interval de timp la oprire, în care consumul de curent scade la 0,2 din valoarea maximă.
Cea mai importantă caracteristică a unui indicator cu cristale lichide cu semn digital ca dispozitiv de afișare a informațiilor este dependența contrastului semnului de tensiunea de control. Odată cu creșterea tensiunii, contrastul crește abrupt până la valoarea de prag, după care creșterea în contrast cu creșterea Ucontrol practic nu are loc. Valoarea Uprmin este selectată pe o secțiune plată a curbei în apropierea pragului. Rețineți că contrastul semnului indicator este o funcție a valorii efective a Ucontrol și practic nu depinde de forma acestuia.
Un indicator cu cristale lichide ca element al unui circuit electric este echivalent cu un condensator. Ca rezultat, caracteristica curent-tensiune Ipot = f(Ucontrol) la frecvența nominală a tensiunii de control este aproape de liniară, iar caracteristica de frecvență Upot = f(frab) are forma unei curbe monoton crescătoare. Componenta directă a tensiunii de control nu trebuie să depășească 1% din valoarea efectivă a Ucontrol.
Orez. 3.
O caracteristică importantă a indicatorului cu cristale lichide este consumul scăzut de curent - unități sau sute de microamperi (în funcție de principiul de funcționare). În intervalul de temperatură de funcționare, consumul de curent crește ușor odată cu creșterea temperaturii. Indicatorul cu cristale lichide are performanțe scăzute datorită proceselor inerțiale de restructurare a structurilor cristalelor organice. Performanța depinde în mod semnificativ de temperatură. În zona de temperatură apropiată de limita inferioară, performanța scade brusc. Măsurătorile parametrilor de timp tpeak și trel, dați în tabele, sunt efectuate la nivelul de 0,8 și, respectiv, 0,2 al valorii staționare, așa cum se arată în Fig. 3. Timpul de reacție și relaxare al dispozitivelor seriale se verifică vizual prin apariția și dispariția (prin observare directă) a semnelor atunci când li se aplică o tensiune de comandă intermitentă cu o durată de expunere de 800 ms și o durată de pauză de 800 ms. Indicatoarele cu cristale lichide funcționează într-un interval de temperatură foarte îngust. Marea majoritate a indicatorilor cu cristale lichide nu funcționează la temperaturi ambientale sub +1 ° C, deoarece în aceste condiții materialul se transformă într-o stare de cristal semi-solid. Pe măsură ce indicatorul se apropie de limita inferioară de temperatură, acesta reacționează la aplicarea tensiunii din ce în ce mai lent și în cele din urmă își pierde complet funcționalitatea. Indicatorii își restabilesc caracteristicile după revenirea dintr-un mediu cu temperatură scăzută într-un mediu cu o temperatură corespunzătoare temperaturii intervalului de funcționare. În acest sens, păstrarea indicatorilor este permisă la temperaturi de până la -40 °C.
În funcție de numărul de cifre dintr-un caz, indicatorii de semn digital sunt împărțiți în 1 cifră, 4 cifre, 6 cifre, 9 cifre. Se presupune că numerotarea cifrelor crește de la stânga la dreapta.
Există, de asemenea, indicatori cu cristale lichide care afișează diferite simboluri, caractere speciale și inscripții. Indicatoarele cu cristale lichide cu semn digital sunt realizate în carcase de plastic sau sticlă cu armare compusă în jurul perimetrului cu știfturi pentru lipit sau un conector.
În timpul funcționării, ar trebui să evitați pătrunderea umezelii și a prafului pe placa de contact, ceea ce poate provoca scurtcircuite între electrozi. Se recomandă curățarea suprafeței indicatorului cu cambric curat ușor umezit cu alcool etilic.
Sistemul de desemnare pentru indicatoarele cu cristale lichide conține mai multe litere și numere. Combinația IZhK înseamnă: indicator cu cristale lichide. Al patrulea element al denumirii: litera C înseamnă digital, iar C înseamnă simbolic. Al cincilea element este un număr care indică numărul de dezvoltare. Numărul de după cratimă indică numărul de cifre ale indicatorului, iar numărul separat printr-o bară oblică corespunde înălțimii în milimetri a cifrei (simbol) din cifră.
Dispozitivele dezvoltate înainte de introducerea sistemului descris sunt desemnate diferit. De exemplu, numele TsIZH-5 reprezintă următoarele: indicator digital cu cristale lichide, numărul de dezvoltare 5, iar IZhK-2 este un indicator cu cristale lichide, numărul de dezvoltare 2. Utilizarea indicatorilor cu cristale lichide în echipamentele electronice este stimulată de un număr de factori: consum redus de curent și tensiuni de control, compatibilitate de funcționare cu circuite integrate, cost redus.
Domenii posibile de aplicare a acestora sunt: dispozitive indicatoare ale echipamentelor de măsurare, ceasuri electronice și microcalculatoare, panouri informative și indicatoare. Un aspect foarte dificil al utilizării dispozitivelor cu cristale lichide îl reprezintă controalele (acest lucru se aplică în special indicatorilor cu mai multe cifre). În fig. Figura 4 prezintă un circuit pentru excitarea segmentelor cu un semnal de tensiune alternativă. Dispozitivul este format din două circuite logice ȘI cu două intrări DD2, DD3, un invertor DD1 și un comutator de driver format dintr-un tranzistor VT. La colectorul tranzistorului este aplicată o tensiune egală cu dublul amplitudinii tensiunii nominale de excitație alternativă a unui indicator cu cristale lichide dat. O tensiune alternativă dreptunghiulară unipolară cu o amplitudine de 40 V este îndepărtată de la tranzistorul VT la segmentul indicator. Pentru a distruge componenta constantă a tensiunii de alimentare în impulsuri (este inacceptabilă din cauza condițiilor fizice ale cristalelor lichide), o tensiune constantă de La electrodul comun se aplică 20 V.
Intrarea DD2 este alimentată cu o tensiune de excitație cu o frecvență fв = 30-50 Hz, iar intrarea DD3 este alimentată cu o tensiune de amortizare cu o frecvență få = 10-40 kHz. Când nivelul logic al semnalului de control este scăzut, DD2 se deschide și tranzistorul funcționează în modul impuls cu o frecvență corespunzătoare frecvenței de excitare a segmentului de cristal lichid. Un semnal de control cu un nivel logic ridicat care vine de la decodor la intrarea de control deschide DD3. Ca urmare, dispozitivul generează o tensiune cu frecvență crescută, la care segmentul de cristal lichid nu răspunde. Ținând cont de faptul că dispozitivul de control trebuie să fie comparabil în ceea ce privește consumul de energie cu afișajul cu cristale lichide, toate circuitele logice se bazează pe structuri CMOS.
Orez. 4.
Pe lângă cel descris, se mai folosește și un alt tip de dispozitiv pentru incitarea indicatoarelor cu cristale lichide. Diagrama sa este prezentată în Fig. 5. Tensiunile de impuls cu o frecvență f=l5-25 Hz, decalate în fază una față de alta cu 180 de grade, sunt furnizate intrărilor circuitelor logice ȘI DD2 și DD3 de la un generator extern. În funcție de nivelul semnalului de comandă, segmentului indicator se aplică o tensiune dreptunghiulară, directă sau defazată, prin comutatorul driverului (tranzistorul VT1). Un semnal de o fază este furnizat în mod constant electrodului comun al indicatorului printr-un alt driver cheie (tranzistorul VT2).
Dacă fazele de pe electrozii segmentului coincid, acesta din urmă nu este excitat; când fazele diferă, segmentul este excitat. Rețineți că metoda de control al fazei face posibilă reducerea tensiunii de alimentare a indicatorului de 2 ori.
Când se utilizează indicatoare cu mai multe cifre, este necesar un număr mare de conexiuni externe pentru a controla segmentele. Acest lucru ne obligă să recurgem la crearea unui control multiplex. În fig. Figura 6 prezintă principiul controlului unui indicator digital de 4 cifre cu electrozi comuni separați pentru fiecare cifră, care constă în combinarea segmentelor identice pe toate cifrele și adresarea secvenţială a datelor în cifrele corespunzătoare. Procesul de afișare a unui număr de 4 biți se desfășoară în cicluri.În fiecare ciclu se aplică o tensiune de control alternativă magistralei de control a segmentelor și liniei electrodului comun din categoria care este excitată în acest ciclu. Datorită timpilor lungi de relaxare ai cristalelor lichide, numerele de descărcare continuă să fie citite în perioada dintre ciclurile de excitație fără aplicarea tensiunii.
Orez. 5.
Orez. 6.
Literatură
Poza 1
Spre deosebire de indicatorii discutați anterior, indicatorii LCD sunt pasivi. Există două moduri de funcționare:
Diferențe caracteristice: fluiditate, structură ordonată amorfă. Descoperit în 1888, primii indicatori - 1960.
Indicatorul LCD este prezentat schematic în Fig. 1:
Clasificare:
Figura 2
Electrodul superior este lipit în forma obiectului reprezentat. Lumina trece prin cavitatea verticală, apoi prin sticlă - planul cavității se schimbă, se reflectă pe suprafața inferioară (tot o schimbare a planurilor de polarizare) și apoi lumina iese, prin urmare, placa este transparentă la lumină. Când molecula este rotită cu 90 de grade, planul vertical de polarizare este menținut, fasciculul de polarizare inferioară este „taiat” și, prin urmare, punctul negru este vizibil. Când molecula este excitată, polarizarea rotației este reglată, ceea ce modifică gradația luminii gri (doar o parte a fasciculului de lumină va fi reflectată).
Excitaţie
Pentru indicatoarele care funcționează prin transmisie, reflectorul este îndepărtat, motiv pentru care polarizatoarele sunt orientate în paralel. În partea de jos este adăugat și un bec. Lumina trece apoi liber dacă cristalul nu este excitat; Polarizatoarele nu sunt încrucișate. Dacă polarizatoarele sunt încrucișate, liniile albe strălucesc pe un fundal întunecat.
Densitatea polarizatoarelor depinde de modul în care este tăiat polarizatorul. Acea. prețul de fabricație nu se modifică.
Figura 3
Un set de molecule răsucite în spirală (multe molecule). Sub influența temperaturii, orientarea moleculelor spiralei se modifică, prin urmare, acționează ca un rețele de difracție, sub influența temperaturii culorile se schimbă, reacția este de până la 0,1 grade. Indicatoarele LCD sunt pasive, prin urmare este necesară o sursă de radiație externă
Sub influența unui câmp electric alternativ, moleculele sunt rearanjate. Efecte electro-optice:
Designul celulei unitare a indicatorului LCD este simplu și conține două plăci de sticlă cu un strat conductor transparent la interior. LCD este turnat între plăci. Grosimea LC variază de la 6 la 25 µm. Acest design este în esență un condensator plat. În absența tensiunii pe celulă, substanța LC este omogenă și transparentă. Când o tensiune de prag este aplicată celulei, apare o structură de domeniu ondulată. Când tensiunea de prag este depășită, structura domeniului se transformă într-o structură celulară, iar apoi are loc o mișcare vortex în lichid. LCD-ul își pierde uniformitatea optică și împrăștie lumina în toate direcțiile. Acest efect se numește împrăștiere dinamică.
În absența tensiunii de alimentare a celulei, moleculele LC sunt răsucite cu aproximativ 90° datorită acțiunii de orientare a substraturilor P și A. Un polarizator este un element optic care transmite lumină polarizată într-o direcție și stinge lumina polarizată în direcție opusă, în funcție de orientarea polarizatorului. Dacă axele celui de-al doilea polarizator, numit analizor, sunt paralele cu axele primului, atunci lumina trece prin al doilea polarizator; daca axele analizorului sunt perpendiculare, radiatia se stinge.
Lumina incidentă de sus este polarizată în așa fel încât vectorul său de polarizare coincide cu direcția directorului D la substratul superior. La trecerea printr-un LC, planul de polarizare al luminii se rotește (ca directorul moleculelor LC) și lumina trece prin analizor. Când celula este alimentată cu o tensiune peste prag, vectorul de polarizare al LC capătă o direcție verticală și LC nu rotește planul de polarizare, iar analizorul nu transmite lumină.
Indicatorii fără polarizatori pot fi creați pe baza efectului „oaspeți-gazdă”. Moleculele de colorant în formă de tijă (oaspete) sunt introduse în LC (gazdă). Moleculele de colorant tind să fie orientate paralel cu axele moleculelor LC. În starea inițială, la tensiune zero pe celula LC, lumina cu orice direcție de polarizare este absorbită (Fig. 5.4, a). Atunci când se aplică un câmp electric suficient de puternic, substanța LC intră într-o stare în care toate moleculele de colorant sunt orientate vertical, iar lumina incidentă pe celulă trece liber prin ea.
Sistemul descris este promițător, deoarece permite obținerea unei imagini pozitive aproape neagră pe un fundal alb la luminozitate ridicată și un unghi de vizualizare destul de larg. Contrastul indicatorilor bazați pe efectul „oaspeți-gazdă” este oarecum mai rău din cauza absorbției luminii de către colorant.
Rata de actualizare este rata la care informațiile sunt introduse în celulă (și nu se modifică starea substanței). Tranzistorul cu peliculă subțire (TFT, engleză tranzistor cu film subțire) este un tip de tranzistor cu efect de câmp în care atât contactele metalice, cât și canalul de conducție semiconductor sunt realizate sub formă de pelicule subțiri (de la 1/10 la 1/100 de microni). ). Invenția datează din 1959.
Ele sunt utilizate, de exemplu, în monitoarele LCD ca elemente de control cu matrice activă pe cristale lichide. Cu toate acestea, tranzistoarele cu peliculă subțire în sine nu sunt, în general, suficient de transparente.
Defect- unghiuri de vizualizare
Filmul TN + este cea mai simplă tehnologie. Partea filmului din numele tehnologiei înseamnă un strat suplimentar folosit pentru a mări unghiul de vizualizare (aproximativ de la 90° la 150°). În prezent, filmul de prefix este adesea omis, denumind astfel de matrici pur și simplu TN. Din păcate, încă nu a fost găsită o modalitate de a îmbunătăți contrastul și timpul de răspuns pentru panourile TN, iar timpul de răspuns al acestui tip de matrice este în prezent unul dintre cele mai bune, dar nivelul de contrast nu este.
Matricea de film TN+ funcționează astfel: când nu se aplică nicio tensiune subpixelilor, cristalele lichide (și lumina polarizată pe care o transmit) se rotesc cu 90° unele față de altele în plan orizontal în spațiul dintre cele două plăci. Și deoarece direcția de polarizare a filtrului de pe a doua placă face un unghi de 90° cu direcția de polarizare a filtrului de pe prima placă, lumina trece prin ea. Dacă subpixelii roșu, verde și albastru sunt complet iluminați, pe ecran va apărea un punct alb.
LA merite tehnologia poate fi atribuită celui mai scurt timp de răspuns dintre matricele moderne, precum și costului scăzut.
Defecte: cea mai proasta redare a culorii, cele mai mici unghiuri de vizualizare.
Molecula este sub forma unei spirale. Este posibil să se obțină o structură având o orientare specifică și densitate foarte mare. Tehnologia este folosită cu două polarizatoare încrucișate, deci ecranul este negru. Cu toate acestea, luminozitatea este mai mică în comparație cu TFT. Unghiuri de vizualizare - 174-176 grade.
Matricele MVA/PVA sunt considerate un compromis între TN și IPS, atât în ceea ce privește costul, cât și calitățile consumatorului. MVA(Aliniere verticală cu mai multe domenii). Această tehnologie a fost dezvoltată de Fujitsu ca un compromis între tehnologiile TN și IPS. Unghiurile de vizualizare orizontale și verticale pentru matricele MVA sunt de 160° (la modelele moderne de monitor până la 176-178°), iar datorită utilizării tehnologiilor de accelerare (RTC), aceste matrici nu sunt cu mult în urmă cu TN+Film în timpul de răspuns, dar depășesc semnificativ caracteristicile acestora din urmă în profunzimea culorilor și acuratețea reproducerii lor.
