CRT با یک تفاوت سابقه 100 ساله در مقایسه با فناوری های رقیب ، هنوز یک فناوری نیرومند است این فناوری مبتنی بر قواعدی است که عموما درک شده اند و موادی را به کار می گیرد که بطور عادی در دسترس قرار دارند .
نتیجه این خصوصیات ، نمایشگرهائی با امکان تولید ارزان هستند که بازدهی فوق العاده ای را ارائه نموده و تصاویر پایداری را با رنگ های واقعی و وضوح نمایش بالا تولید می کنند.
با اینحال مهم نیست که این فناوری تا چه حد خوب است .
بدیهی ترین نقایص CRT کاملا شناخت شده هستند .
این فناوری الکتریسته بسیار زیادی را می بلعد .
طراحی پرتوتک الکترونی آن مستعد عدم تمرکز است .
عدم تقارب واختلاف رنگ در سطح صفحه نمایشگر .
مدارات الکتریکی High - Voltage و میدانهای مغناطیسی قوی آن ، تشعشع الکترومغناطیسی مضری را ایجاد می کنند .
وبه سادگی بیش از حد بزرگ است .
حتی با وجود صرف مبالغ هنگفت در زمینه تحقیقات و توسعه CRT توسط آنهائیکه بیشترین توجه را به این فناوری معطوف کرده اند پیروزی یکی از چندین فناوری نمایشگرهای Flat panel در یک دوره طولانی ،اجتناب ناپذیر است .
با اینحال ،این مسئله بیش از آنچه که درابتدا تصور می شد طول کشیده است وارزیابیهای کنونی حاکی از آن هستند که به نظر نمی رسد Flat panel ها تا پیش از سال 2004 به بیش از 50 درصد بازار دست یابند .
نمایشگر های کریستال مایع
کریستال های مایع برای اولین بار در اواخر قرن 19میلادی توسط یک گیاه شناس اطریشی با نام friedrich Reinitzerکشف شدند ، خود عبارت کریستال مایع ( Liquid Crystal) نیز مدت کمی پس از آن توسط یک فیزیکدان المانی به نام Otto Lehmann به آنها اطلاق شد .
کریستال های مایع ، مواد نسبتا شفافی هستند که خصوصیات هر دو نوع مواد جامد و مایع را از خود نشان می دهند نوری که از میان کریستالهای مایع عبور می کند ازامتداد مولکولهای که آنها را تشکیل می دهند .
پیروی می کنند ( یک خصوصیت ماده جامد ) در دهه 60 میلادی کشف شد که شارژ کریستالهای مایع با الکتریسته امتداد مولکولی
آنها ودرنتیجه میسر عبور نور از میان آنها را تغییر می دهد ( یک خصوصیت مایعات )
از زمان ظهور آن بعنوان یک رسانه نمایشگر در سال 1971 نمایشگرهای کریستال مایع به حوزه های متنوعی نظیر تلویزیونهای مینیاتوری دوربینهای ویدیوئی و عکسبرداری دیجیتال و صفحه نمایشگرهای کامپیوتر راه یافته اند و امروزه افراد زیادی بر این باور هستند که LCD به احتمال قوی همان فناوری جانشین نمایشگرهای CRT است .
فناوری درگیر با این نمایشگرها از زمان پیدایش خود بطور قابل ملاحظه ای پیشرفت نموده است تا جائیکه محصولات امروزی هیچ شباهتی به ابزارهای تک رنگ و بد ترکیب قدیمی ندارند .
این فناوری نسبت به سایر فناوریهای صفحه تخت دارای سابقه بیشتری بوده و موقعیت ظاهرا بی تردیدی در نت بوکها و های دستی دارد که هر دو قالب مختلف قابل دسترس هستند .
( dual Scan Twisted Nematic) DTSN ارزانقیمت
( Thim film Transistor ) TFT با کیفیت بالای تصویر
اصول :
LCD یک فناوری انتقالی است نمایشگر به این ترتیب کار می کند که به مقادیر مختلفی از نور سفید پشتی ( backlight) با شدت ثابت ( Fixed - Intensity) اجازه می دهد تا از میان یک فیلتر فعال عبور نماید عناصر قرمز ، آبی و سبز یک پیکسل از طریق فیلتر سازی ساده نور سفید بدست می آیند .
اکثر کریستال های مایع ، ترکیبات الی حاوی مولکول های بلند میله مانند هستند که در وضعیت طبیعی ، خود را طوری مرتب می نمایند که محورهای بلند آنها با یکدیگر تقریبا موازی باشد .
امکان کنترل دقیق امتداد این مولکولها با روان نمودن کریستال مایع در امتداد سطحی با شیارهای فوق العاده ظریف ، امکانپذیر است امتداد مولکول ها از شیارهای سطح پیروی می کنند در نتیجه اگر شیارها کاملا موازی باشند امتداد مولکولها نیز کاملا موازی می شود .
مولکول های LCD در وضعیت طبیعی خود با شکلی نامرتب به موازات محورهای بلند خود قرار دارند با اینحال وقتی آنها با سطحی که شیارهائی در یک جهت ثابت دارد تماس حاصل می کنند ، بطور موازی در امتداد شیارها مرتب می شوند .
اولین اصل یک LCD ساندویچ نمودن کریستالهای مایع در بین دو سطح با شیارهای ظریف است که شیارهای موجود بر روی یک سطح عمود ( با زاویه 90 درجه ) بر شیارهای موجود بر روی سطح دیگر هستند اگر مولکولها در یک سطح بصورت شمالی – جنوبی و مولکولهای موجود بر روی سطح دیگر بصورت شرقی و غربی قرار گرفته باشند مولکولهای میان آن دو به یک پیچش 90 درجه ای وادار می شوند .
نور از امتداد مولکولها پیروی می کند .
در نتیجه نور نیز هنگام عبور از میان کریستالهای مایع 90 درجه چرخش می کند .
با اینحال هنگامیکه ولتاژی بر روی کریستال مایع اعمال شود مولکولها خود را بصورت عمودی مرتب کرده و به نور امکان می دهند که بدون چرخش از میان آنها عبور نماید .
اصل دوم یک LCD بر خصوصیات فیلترهای پولاریزه و خود نور تکیه دارد .
امواج طبیعی نور در زوایای تصادفی منتشر می شوند یک فیلتر پولاریزه صرفا یک هدایت موازی با خطوط است در نتیجه یک فیلتر پولاریزه ثانویه باخطهائی که بصورت عمود با خطوط فیلتر اول قرار گرفته باید این نور قبلا پولاریزه شده را کاملا مسدود نماید نور تنها زمانی از میان فیلتر پولاریزه دوم عبور می کند که خطوط آن کاملا با خطوط فیلتر اول موازی باشند یااینکه خود نور برای انطباق با فیلتر دوم چرخیده باشد .
یک نمایشگر کریستال مایع ( Twisted Nematic) TN معمولی شامل دو فیلتر پولاریزه است که خطوط آنها بصورت عمود نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند و همانطور که در بالا توضیح دادیم .
تمام نوری که برای عبور از میان آنها تلاش می کند را مسدود می کنند اما درمیان این پولاریزه کننده ها ، کریستالهای مایع پیچیده ( Twisted) قرار گرفته اند .
بنابراین نور توسط فیلتر اول پولاریزه شده توسط کریستالهای مایع 90 درجه چرخش نموده ونهایتا امکان می یابد که کاملا ازمیان فیلتر پولاریزه دوم عبور نماید .
با اینحال زمانیکه یک ولتاژالکتریکی بر روی کریستال مایع اعمال می شود مولکولهای آن بصورت عمودی مرتب می شوند وبه نور اجازه می دهند که بدون چرخش ا زمیان آنها عبور نماید ، اما این نور توسط فیلتر پولاریزه دوم مسدود می شود در نتیجه عدم وجود ولتاژ به معنی عبور نور است در حالیکه اعمال ولتاژ معادل است با عدم مشاوره نور در سمت دیگر .
کریستال های درون یک LCD می توانند بصورت معکوس نیز آرایش یابند ، بطوریکه با اعمال ولتاژ نور کرده و با قطع ولتاژ عبور نیز متوقف گردد .
با اینحال از آنجائیکه نمایشگرهای کامپیوتری با اینترفیسهای گرافیکی تقریبا همیشه روشن هستند آرایش کریستالها با پیکربندی عبور نور درصورت عدم وجود ولتاژ باعث صرفه جویی در توان مصرفی می گردد .
قواعد
LCD ها از یک مجموعه قواعد متفاوت در مقایسه بانمایشگرهای CRT پیروی می کنند که مزیتهائی در زمینه های اندازه مصرف برق و Flicker ( سوسو زدن ) وهمچنین هندسه عالی ارائه می نمایند معایب آنها عبارتند از از قیمت بسیار بالاتر
زاویه دید ضعیفتر وبازدهی رنگ با دقت کمتر .
در حالیکه CRT ها قادر به نمایش دامنه ای از درجات وضوح بوده و آنها را مقیاس دهی می کنند تا برای صفحه نمایش مناسب باشند .
یک پانل LCD دارای تعداد ثابتی از سلولهای کریستال مایع است و می تواند تنها یک وضوح را با اندازه تمام صفحه با استفاده از یک سلول برای هر پیکسل نمایش دهد .
در حالیکه CRT ها قادر به نمایش دامنه ای از درجات وضوح بوده و آنها را مقیاس دهی می کنند تا برای صفحه نمایش مناسب باشند .
یک پانل LCD دارای تعداد ثابتی از سلولهای کریستال مایع است و می تواند تنها یک وضوح را با اندازه تمام صفحه با استفاده از یک سلول برای هر پیکسل نمایش دهد .
وضوحهای پایینتر تنها با بکارگیری قسمتی از صفحه قابل نمایش هستند .
برای مثال یک پانل 768 × 1024 می تواند وضوح 480 × 640 را با استفاده از 66 درصد سطح نمایشگر ارائه نماید اغلب LCD ها می توانند تصاویر با وضوح پائین را از طریق فرایندی با نام Rathiomatic Expansion مجددا مقیاس دهی کنند تا صفحه نمایش را پر کنند .
با اینحال این شیوه برای تصاویر Comtiuous -tone نظیر عکسها بهتر کار می کند تا متون وتصاویری با جزئیات ظریف ، که درچنین مواردی این شیوه می تواند باعث بدنمائی ابجکتها بصورت ظهور مصنوعات دندانه دار برای پر کردن پیکسلهای اضافی شود .
بهترین نتایج با LCD هائی بدست می آیند .
که درهنگام افزایش مقیاس تصویر دوباره از آن نمونه برداری کرده وبه این ترتیب تصویر را درهنگام پر کردن پیکسلهای اضافی Anti-Aliasing می نمایند .
با اینحال تمام LCD ها توانائی انجام اینکار را ندارند .
در حالیکه ممکن است پشتیبانی از وضوحهای مختلف ،نقطه قوتی برای پانلهای تخت نباشد .
توانائی چرخش نمایشگر از حالت افقی ( Landscape) به حالت عمودی ( portait) یک ویژگی است که اختصاصا به آنها مربوط می شود فناوری که اینکار را انجام می دهد در اواسط دهه 90 میلادی در دسترس قرار داشته است واکنون تحت لیسانس تولید کنندگان پیشگام مانیتورها ونت بوکها در سراسر جهان قرار دارد حالت portait بطور اخص برای تعدادی از محبوبترین نرم افزارهای کاربردی pc ( نظیر واژه پردازی مرور وب DTP ) مناسب بوده و تعداد روز افزونی از پانلهای LCD با یک پایه مناسب ونرم افزار مورد نیاز برای پشتیبانی از این ویژگی عرضه می شوند در ابتدای سال 2000 میلادی بسیاری از پانلهای تخت از SXGA بعنوان وضوح ذاتی خود پشتیبانی می کردند نکته جالب SXGA در آن است که از یک نسبت تصویری استفاده می کند ( برخلاف سایر وضوحهای نمایش استاندارد که دارای نسبت تصویری هستند ) 1280 × 1024 حالتی است که خصوصا برای مرور وب مناسب می باشد زیرا بسیاری از سایتهای وب برای یک وضوح افقی 1024 پیکسلی بهینه شده اند .
برخلاف نمایشگرهای CRT اندازه های قطری ( Diagonal) یک LCD با ناحیه قابل رویت آن یکسال است در نتیجه هیچگونه افتی در اینچ سنتی در پشت صفحه نمایشگر ویا با بخاطر انحنای آن وجود ندارد این ترکیب باعث می شود که هر LCD با یک CRT 2 تا 3 اینچ بزرگتر از خود مطابقت داشته باشد .
از اوایل سال 1999 تعدادی از تولید کنندگان پیشگام مدلهای TFT 18 اینچی را روانه بازار کرده اند که قابلیت نمایش وضوح ذاتی 1024× 1280 را دارند .
یک CRT دارای سه تفنگ الکترونی که است که جریانهای آنها باید برای ایجاد یک تصویر شفاف بصورت بدون نقصی همگرا باشند در یک پانل LCD هیچگونه مشکل همگرائی وجود ندارد .
زیرا هر یک از سلولها بطور جداگانه روشن وخاموش می شود این یکی از دلایلی است که باعث می شود متن بر روی نمایشگرهای LCD کاملا واضح به نظر برسد .
نیازی نیست در مورد سرعت نو سازی و flicker در یک پانل LCD نگران باشید سلولهای LCD یا روشن هستند ویا خاموش بنابراین تصویری که با سرعت نو سازی اندکی بین 40 تا 60 هرتز نمایش داده می شود .Flicker بیشتری نسبت به یک تصویر با سرعت نو سازی 75 هرتز ایجاد نمی کند .
بطور معکوس این امکان وجود دارد که یک یا چند سلول بر روی پانل LCD دچار نقص شوند بر روی یک نمایشگر 768 × 1024 سه سلول برای هر پیکسل وجود دارند ( یک سلول برای هر یک از رنگهای قرمز و سبز و آبی ) که تعداد آنها درمجموع تقریبا به 4/2 میلیون سلول می رسد شانس کمی وجود دارد که تمام این سلولها بی عیب باشند در بیشتر موارد ، تعدادی از آنها دچار رخنه بوده ( ایجاد نقص درخشش ) ویا خاموش هستند ( ایجاد نقص تاریکی ) ممکن است بعضی از خریداران تصور می کنند که هزینه بالای یک نمایشگر بیانگر LCD نمایشگرهای بی نقصی برای آنها است اما متاسفانه این تصور صحیح نیست .
نمایشگرهای LCD دارای عناصر دیگری هستند که شما نمی توانید آنها را در نمایشگرهای CRT بیابید این پانلها از طریق لاکپهای فلورسنتی روشن می شوند که در تمام سطح پشت واحد بصورت مارپیچ قرار گرفته اند .
گاهی اوقات یک نمایشگر در بعضی از قسمتهای صفحه نمایش خطوط درخشانتری رانسبت به سایر قسمتها ارائه می دهد .
این امکان نیز وجود دارد که سایه ها و یا رگه هائی را مشاهده می کنید که در آنها یک تصویر ترایک ویا روشن خاص بر روی نواحی مجاور خود تاثیر می گذارد .
الگوهای ظریفی نظیر تصاویر Dithered نیز می توانند الگوهای مواج و یا متداخلی را ایجاد کنند .
مشکل زاویه دید بر روی LCD ها به این دلیل روی می دهد که این فناوری یک سیستم انتقالی است که با مدوله نمودن نور عبور کننده از میان نمایشگر کار میکند .
در حالیکه CRT ها تابنده ( Emissive)هستند در نمایشگرهای تابنده ماده ای وجود دارد که نوری را در جلوی نمایشگر می تاباند که به آسانی از زوایای بزرگتری دیده می شود در یک LCD نور تابانده شده علاوه بر عبور از پیکسل مورد نظر بطور اریب از میان پیکسلهای مجاور عبور کرده وباعث تحریف رنگ می گردد تا آغاز هزاره جدید اکثر نمایشگرهای LCD به یک درگاه آشنای VGA آنالوگ 15 پایه ای متصل شده وازیک مبدل دیجیتال به آنالوگ برای تبدیل سیگنال به قالبی که برای پانل قابل استفاده باشد بهره می بردند در واقع از آن به بعد VGA بخاطر هزینه اضافی این سیستمها برای پشتیبانی از یک اینترفیس آنالوگ نمایانگر مانعی برای انطباق با فناوریهای جدید نمایشگرهای پانل تخت بوده است با اینحال در اواخر دهه 90 میلادی چند گروه کاری راه حلهای اینترفیس دیجیتالی را برای LCD ها پیشنهاد کردند اما بدون دستیابی به پشتیبانی گسترده مورد نیاز برای استقرار یک استاندارد این تنگنا نهایتا بوسیله DDWG ( Digital Display Working Group) که شامل پیشگامان صنعت کامپیوتر نظیرSiliicon image , NEC .
IBM .
HP , Fujitsu , Compaq Intel می شود( که در پائیز سال 1998 با هدف تحویل یک مشخصات قدرتمند جامع و توسعه پذیر برای انیترفیس مابین نمایشگرهای دیجیتال وpc های یا بازدهی بالا تشکیل شده بود ، شکسته شد DDWG در بهار سال 1999 اولین نسخه از DVI ( Digital Visual Interface) را به تصویب رساند یک مشخصه جامع که تعاریف مکانیکی ، الکترونیکی و پروتکلهای مورد بحث آن برای پشتیبانی دیجیتال وضوح بالا میزانپذیر بوده واتصالی رافراهم می کرد که هر دو نوع نمایشگرهای انالوگ و دیجیتال را پشتیبانی می نماید .
نمایشگرهای DSTN یک Passive Matrix LCD معمولی شامل تعدادی لایه است اولین لایه یک ورقه از شیشه است که با اکسید فلز پوشانده می شود ماده مورد استفاد یک ماده بسیار شفاف است .
تابا کیفیت یکپارچگی تصویر تداخل نداشته باشد .
این لایه بصورت شبکه ای از الکترودها در سطرها و ستونهای خود عمل می کند که جریان مورد نیاز برای فعال نمودن عناصر صفحه نمایش را از خود عبور می دهند .
بر روی این لایه یک پولیمر بکار برده می شود که دارای یک مجموعه شیارهای موازی است که در سراسر آن کشیده شده اند و برای تنظیم مولکولهای کریستال مایع در جهت مناسب بکار رفته ودر عین حال بستری را فراهم می نماید که مولکولها بر روی آن قرار می گیرند .
این بخش تحت عنوان لایه Alignment شناخت شده و بر روی صفحه شیشه ای دیگری که تعدادی Spacer Bead ( وقتی دو ورقه شیشه ای درکنار یکدیگر قرار می گیرند یک فاصله یکنواخت را در میان آنها حفظ می کنند ) رانیز حمل می کند تکرار می شود .
سپس لبه ها با یک Epoxy مهرو موم ( چسبانده ) می شوند البته به استثناء شکافی که در یکی از گوشه ها باقی می ماند این شکاف به ماده کریستال مایع امکان می دهد پیش از آنکه صفحات بطور کامل مهر و موم شوند در بین ورقه ها تزریق گردد درمدلهای اولیه این فرایند مستعد خطا بوده وباعث ایجاد پیکسلهای چسبنده ویاگم شده ای می گردید که در آنها ماده کریستال مایع در رسیدن به تمام قسمتهای صفحه نمایش ناموفق مانده بود .
سپس ، لایه های پولاریزه کننده بر روی خارجی ترین سطوح هر ورقه شیشه ای اعمال می شوند تابا جهت هم ترازی لایه ها انطباق داشته باشند در نمایشگرهای DSTN ویا Dual scanجهت امتداد لایه ها برحسب مجموع دوران کریستالهای مایع در بین آنها بین 90 تا 270 درجه متغیر است یک نور پشتی نیز به این مجموعه اضافه می شود که معمولا در قالب لامپهای فلورسنت در امتداد لبه های پائینی و بالائی پانل نصب می شود نور این لامپها بااستفاده از یک منشور وبا راهنمای نور پلاستیکی در سراسر پانل توزیع می شود .
تصویری که بر روی صفحه نمایشگر ظاهر می گردد با عبور این نور از میان لایه های پانل ایجاد می شود هنگامیکه ولتاژی در سراسر پانل LCD اعمال نشده است نورBacklight بطور عمودی توسط فیلتر پشتی پولاریزه شده و توسط زنجیره های مولکولی در کریستال مایع منکسر می گردد طوری که بصورت افقی از فیلتر پولاریزه درجلوخارج شود اعمال یک ولتاژ باعث تنظیم مجدد کریستالها می گردد به شکلی که نور نتواند از آنها عبور کند ، این حالت باعث ایجاد یک پیکسل تاریک می گردد نمایشگرهای LCD رنگی به سادگی از فیلتر های رنگی قرمز سبز و آبی سنتی بر روی یک عنصر LCD جداگانه استفاده می کنند تایک پیکسل چند رنگ واحد را ایجاد کنند .
با اینحال واکنش خود LCD با شیوه هدایتpassive Matrix بسیار کند است با محتویات نمایشی که به سرعت تغییر می کنند ( نظیر ویدئو ویا حرکات سریع ماوس) غالبا یک حالت Smearing ایجاد می شود زیرا نمایشگر نمی تواند تغییر محتویات راتحمل نماید .
بعلاوه هدایت passive Matrix باعث ایجاد سایه می شود جلوه ای که در آن یک ناحیه روشن از پیکسلها باعث ایجاد سایه ای بر روی پیکسلهای خاموش درهمان سطر ویا ستون می شوند با تقسیم صفحه نمایش به دو قسمت ونوسازی هر یک از آنها بصورت جداگانه میتوان مشکل سایه ها را به میزان قاب ملاحظه ای برطرف نمود .
همچنین احتمال ارائه بهبودهای دیگری وجود دارد که نتیجه چند پیشرفت مستقل دیگر هستند که برای تقویت نمایشگرهای passive-Matrix درکنار یکدیگر قرار گرفته اند .
در اواخر دهه 90 میلادی چند پیشرفت تکاملی بطور همزمان باعث افزایش سرعت و کنتراست نمایشگرهایDual-Scan شدند LCD های HPD( Hybrid passive Display) که توسط توشیبا وشارپ توسعه یافته بودند از فرمولاسیون متفاوتی برای ماده کریستال مایع استفاده می کردند تا با اند کی افزایش در هزینه ها ، بهبودهای بیشتری را در کیفیت نمایش فراهم نمایند .
غلظت کمتر کریستال مایع بدان معنی است که این ماده می تواند با سرعت بیشتری بین وضعیتهای مختلف سوئیچ نماید این بهبود به همراه تعداد بیشتری از پالسهای تحریک اعمال شده بر روی هر یک از پیکسلهای خط به یک HPD LCD امکان می داد تا DSTN را پشت سر گذاشته وبه بازده LCD Active Matrixنزدیک می شود برای مثال سلولهایDSTN دارای زمان واکنش 300 میلی ثانیه ای هستند .
در حالیکه این مقدار در سلولهای HPD 150 میلی ثانیه ودر ها 25 میلی ثانیه TFTاست کنتراست از نسبت 4001 معمول قبل به توزیع میزان 5001 بهبود یافته است .
یک شیوه دیگر تکنیکی بانام آدرس دهی چند خطی بود که سیگنال ویدیوئی بزودی را تجزیه و تحلیل کرده و به محض آن که تصویر خاصی ارائه می شده پانل را سوئیچ می نمود شارب یک نسخه انحصاری از این تکنیک با نام Sharp Adressing را ارائه کرد نسخه هیتاچی( performance Addressing High) HPA نامیده می شد تمام این نسلهای جدیدتر پانلها مشکل سایه ها را بطرف نموده وعموما کیفیت ویدیوئی وزاویه دیدی را تحویل می دادند که حداقل آنها را به نمایشگرهای TFT نزدیک می کردند .
ایجاد رنگ به منظور ایجاد سایه های مورد نیاز برای یک نمایشگر تمام رنگی ، باید تعدادی سطوح میانی ازروشنائی بین عبور تمام نورتا کاملا تاریک وجود داشته باشد .
سطوح متنوع درخشش مورد نیاز برای ایجاد یک نمایشگر تمام رنگی باتغییر قدرت ولتاژ اعمال شده بر روی کریستالها بدست می آید .
در واقع کریستالهای مایع با سرعتی uNTWIST می شوند که رابطه مستقیمی با قدرت ولتاژ دارد وبه این ترتیب مقدار نور عبوری از میان آنها کنترل می شود با اینحال در عمل تنوع ولتاژ LCD های امروزی تنها می تواند 64 سایه مختلف برای هر عنصر را عرضه نماید ( 6 بیت ) برخلاف نمایشگرهای CRT تمام رنگی که می توانند 256 سایه ایجاد کنند ( 8 بیتی ) با استفاده از 3 عنصر برای هر پیکسل این مقدار باعث می گردد که LCD های رنگی حداکثر قادر به نمایش 262144 رنگ ( 18 بیت ) باشند در مقایسه با نمایشگرهای تمام رنگی CRT که از 16777216 رنگ ( 24 بیت ) را تغذیه می کنند .
همچنان که کاربردهای چند رسانه ای گسترده تر می شوند فقدان رنگ 24 بیتی واقعی بر روی پانلهای LCD به یک مشکل تبدیل می شود .
در حالیکه 18 بیت برای اکثر کاربردها عالی است .
برای کارهای ویدیوئی ویا عکاسی ناکار آمد است بعضی از طرحهای LCD ترتیبی داده اند تا عمق رنگ را با نمایش سایه های متناوبی را با نوسازی متوالی فریم به 24 بیت برسانند تکنیکی که تحت عنوان ( FRAME rate Control) FRC شناخته می شود با اینحال اگر اختلاف بیش از حد زیاد باشد شاهد Flicker خواهید بود هیتاچی تکنیکی را توسعه داده است که در آن ولتاژ اعمال شده بر روی سلولهای مجاور تغییرات الگوی بسیار اندکی را در یک توالی از 3 یا 4 فریم وجود می آورد با این شیوه هیتاچی نمی تواند 256 سطح خاکستری را شبیه سازی نماید اما قادر است مقدار قابل قبول 253 سطح خاکستری را ارائه نماید که به معنی بیش از 16 میلیون رنگ می باشد که بصورت مجازی از رنگ 24 بیتی قابل تمایز نیست .
نمایشگرهای TFT بسیاری از شرکتها فناوری ( Thin film Transistor) tft را برای بهبود صفحات یکی اتخاذ نموده اند .
در یک نمایشگر tft که تحت عنوان نیز ساخته می شود .
یک ماتریس اضافی ازترانزیستورها به پانل LCD متصل شده اند یک ترانزیستور برای هر رنگ (RGB) در هر پیکسل این ترانزیستورهاپیکسلها را هدایت نموده وبا یک ضربه مشکلات سرعت واکنش وسایه که LCD غیر TFTاز آنها رنج می برند را برطرف می سازند نتیجه صفحه نمایشی با این واکنش 25 میلی ثانیه نسبت کنتراستی بین 2001 تا 4001 و مقادیر روشنائی بین 200 تا 250 شمع بر متر مربع است عناصر کریستال مایع هر پیکسل طوری مرتب شده اند که در وضعیت طبیعی خود ( بدون اعمال ولتاژ ) نوری که از فیلتر غیر فعال پشتی وارد شده طوری پولاریزه می شود که از نمایشگر عبور نماید .
وقتی که ولتاژی بر روی عناصر کریستال مایع اعمال می شود آنها متناسب با ولتاژ تا 90 درجه چرخش نموده و پولاریزه خود را تغییر می دهند که در نتیجه مسیر نور را مسدود می کنند ترانزیستور ها زاویه چرخش ودر نتیجه دشت عناصر قرمز سبز و آبی هر یک از پیکسلهای تشکیل دهنده تصویر بر روی نمایشگر راکنترل می کنند .
نمایشگرهای TFT می توانند بسیار باریکتر از LCD ها ساخته می شوند که باعث می شود آنها روشنتر بوده وسرعت نوسازی تصویر در آن ها به CRT نزدیک شود زیرا جریان در حدود 10 برابر سریعتر از یک نمایشگرDSTN از آنها عبور می کند نمایشگرهای VGA به 921000 ترانزیستور نیاز دارند ( 3 × 480× 640) .
درحالیکه وضوح 768× 1024 به 2359296 ترانزیستور احتیاج دارد که همگی آنها باید سالم باشند ماتریس کامل ترانزیستور ها باید بر روی یک ویفر سیلیکونی واحد و گرانقیمت تولید شود وبروز بیش از یکی دو مورد اشکال در ویفر به معنی آن است که باید از آن صرفنظر کرد این به معنی یک نسبت اتلاف بسیار بالا بوده ودلیل اصلی برای قیمت بالای نمایشگرهایTFT است .
همچنین به همین دلیل است که هر نمایشگر TFT می تواند شامل چند پیکسل معیوب باشد که در آنها ترانزیستور ها ا زکار افتاده اند .
دو پدیده وجود دارند که یک پیکسل معیوب LCD را تعریف می کنند .
یک پیسکل LIT (روشن ) که بصورت یک یا چند عنصر قرمز ، سبز و یا آبی با محل قرار گیری تصادفی بر روی یک پس زمینه کاملا سیاه ظاهر می شود .
یک پیکسلMissing یا Dead که بصورت یک نقطه سیاه بر روی پس زمینه های کاملا سفید ظاهر می شود مورد اول عمومیت بیشتری داشته و نتیجه اتصالی گاه وبیگاه یک ترانزیستور است که باعث می شود یک پیکسل ( قرمز و سبز و یا آبی ) بطور دائم روشن بماند .
متاسفانه تعمیر خود ترانزیستور پس از اسمبل شدن آن امکان پذیر نمی باشد .
این امکان وجود دارد که ترانزیستور معیوب را با استفاده از یک لیزر از کار بیندازیم با اینحال این شیوه نقطه های سیاهی بوجود خواهد آورد که بر روی یک پس زمینه کاملا سفید ظاهر خواهند شد پیکسلهائی که بطور دائم روشن می مانند یک پدیده کاملا متداول د رتولید LCD ها هستند و تولید کنندگان LCD ها محدودیتهائی را ( براساس بازخورد مشتریان واطلاعات هزینه های تولید ) در مورد تعداد پیکسلهای معیوب قابل قبول برای برای یک پانل LCD معین تعیین می کنندهدف از ایجاد چنین محدودیتهائی حفظ و قیمت قابل قبول برای محصول ودر عین حا به حداقل رساندن آزردگی کاربر از پیکسلهای معیوب است .
برای مثال یک پانل با وضوح ذاتی 768× 1024 در مجموع شامل 2359296 پیکسل بوده و 20 پیکسل معیوب دارد دارای نسبت نقص پیکسلی برابر با 0008 /0 درصد است پانلهایTFT از روزهای نخستین خود تاکنون دستخوش تحولات قابل توجهی شده اند .
In -Plane Switching In -Plane Switching IPS که بطور مشترک توسط NEC , Hosiden توسعه یافت .
یکی از اولین اصلاحاتی بود که افزایش قابل توجهی را در خصوصیات انتقال نور پانلهای TFT بوجود آورد .
در یک نمایشگرTFT استاندارد وقتی یک انتهای کریستال تثبیت شده و ولتاژی بر روی آن اعمال می شود کریستال Untwst شده وزاویه پولاریزه نور انتقالی را تغییر می دهد یکی از اشکالات فناوری TN اولیه این است که هم ترازی مولکولهای کریستال مایع هر چه که از الکترودها دور تر می شوند تغییر بیشتری می کند .
در IPS کریستالها در وضعیت افقی قرار دارند نه عمودی و میدان مغناطیسی در بین هر انتهای کریستال اعمال می شود این مسئله باعث بهبود قابل ملاحظه ای درزاویه دید نمایشگر می‌شود .
اما به این معنی است که برای هر پیکسل به دو ترانزیستور نیاز است ( بجای یک ترانزیستور در نمایشگرهای TFT استاندارد استفاده از دو ترانزیستور به این معنی است که ناحیه شفاف بیشتری از صفحه نمایش مانع انتقال نور می گردد بنابراین باید از نورهای درخشانتری استفاده نمود که مصرف برق را افزایش داده واین نمایشگر ها را برای نت بوکها نامناسب می کند .
Vertical Alignment در اواخر سال 1996 فوجیتسو از یک پانل TFT -LCD پرده بر داشت که از یک نوع جدید از مواد کریستال مایع استفاده می کرد که بطور طبیعی افقی بوده و دارای همان تاثیرIPS هستند اما بدون نیاز به ترانزیستور های اضافی نوجیتسو از اواسط سال 1997 از این مواد برای تولید نمایشگرهای خود استفاده می کند .
در سیستم ( Vertically -Alignment)va مولکولهای کریستال مایع در هنگامیکه هیچ ولتاژی اعمال نشده است بصورت عمود بر سطح زرین تنظیم شده اند در نتیجه یک تصویر سیاه را ایجاد می کنند هنگامیکه یک ولتاژ اعمال می شود مولکولها به وضعیت افقی منتقل شده و یک تصویر سفید را ایجاد می کنند بدون وجود ولتاژ مولکولهای کریستال مایع ، شامل آنهائیکه در مرزهای موجود با لایه زیرین قرار دارند .
کاملا عمود هستند در این وضعیت نور بدون آنکه وسط مولکولهای کریستال مایع متوقف گردد از آنها عبور کرده وتوسط فیلتر پولاریزه جلوئی مسدود می شود ازآنجائیکه انسداد نور کامل است .
کیفیت رنگ سیاه تولید شده با این شیوه عالی است و بیننده این سیاه را از تمام زوایا مشاهده میکند علاوه بر زاویه یدد عالی 140 درجه درتمام اطراف آن پانلهای VA می توانند به سرعتهای واکنش بالاتری نیز دست یابند زیرا هیچ ساختار پیچیده ای ( Twisted) وجود ندارد ومولکولهای کریستال مایع به سادگی در میان امتدادهای افقی وعمودی سوئیچ می کنند آنها همچنین قادرند بدون اتلاف انرژی نسبت کنتراستی در حدود 3001 را ارائه نمایند .
MVA ادامه تحقیقات بر روی سیستم VA منجر به اصلاح آن شد که فوجیتسو یک سال بعد آن را فناوری ( Multi-domain Vertical Alignment)MVAنامید .
فناوری Mono-domain متعارف مولکولهای کریستال مایع را بطور یکنواخت منحرف می کرد تایک سطح خاکستری میانی رانمایش دهد بخاطر تنظیم یکنواخت مولکولهای کریستال مایع روشنائی براساس زاویه دید تغییر می کرد .
هنگامیکه این نوع سلول از جلو دیده می شود .
بیننده تنها بخشی از نور را مشاهده می کند که وارد سلول کریستال مایع می شود زیرا جلوه انکسار مضاعف مولکولهای منحرف شده برای بیننده ای که در مقابل پانل قرار دارد بسیار جزئی است در این وضعیت اگر از جهت انحراف به سلول نگاه کنید جلوه انکسار مضاعف ناپدید شده واین ناحیه تاریک دیده می شود .
از سوی دیگر اگر از جهت عمود برانحراف به سلول نگاه کنید جلوه انکسار مضاعف توسط مولکولهای کریستال مایع به حداکثر خود رسیده وروشنائی زیادی را تولید می کنند .
MVA این مشکل را با تنظیم مولکولهای کریستال مایع در زوایائی بیش ازیک جهت در داخل یک سلول واحد برطرف می سازد این کار با تقسیم سلول به دو یا چند ناحیه ( که Domains نامیده می شوند ) وبا استفاده از برآمدگیهائی بر روی سطح شیشه که برای preilt مولکولهای کریستال مایع در جهت دلخواه انجام می شود با ترکیب نواحی از مولکولها که به یک جهت متمایل شده اند با نواحی از مولکولها درجهت مخالف وبا تولید این ناحیه در اندازه بسیا رکوچک می توان روشنائی سلولها را در دامنه وسیعی از زوای دید بصورت یکنواخت حفظ کرد .
مشخص شده است که برای توزان مشخصاتی نظیر نسبت کنتراست رنگ پذیری ( Chromaticity) و روشنائی در زوایای دید مختلف حداقل به 4 ناحیه احتیاج داریم واینکه زاویه دیدMVA- LCD های 4 ناحیه ای 160 درجه ویا بیشتر است (بصورت عمودی وافقی ) هنگامیکه این نمایشگرها در سال 1997 برای اولین بار معرفی شدند قادر به ارائه حداکثر نسبت کنتراستی معادل با 3001 بودند بهبودهائی در زمینه نشت نور بعدا این مقدار را به 5001 اصلاح نمود مقادیر روشنائی نیز از 200 شمع بر متر مربع به 25 میلی ثانیه است که در آن زمان برانگیختگی (Rise) 15 میلی ثانیه و زمان زوال( Decay) معادل 10 میلی ثانیه و یا کمتر است زمان پاسخ 10 میلی ثانیه ای از سفید به سیاه ( که بالاترین حد انتقال قابل تشخیص وبرای چشم انسان است ) بسیار سریع بوده و یک MVA- LCD را خصوصا برای بازسازی تصاویر ویدیوئی مناسب می سازد .
مقایسه ویژگیهای CRT جدول زیر یک مقایسه ویژگی میان یک ( active Matrix LCD) AM LCD, ( Passive Matrix LCD) PM LCD 5/13 اینچی ویک نمایشگر 15 اینچی CRT را ارائه می کند .
نسبت کنتراست سنجشی در این مورد است که یک خروجی سفید خالص در مقایسه با یک خروجی سیاه خالص تا چه اندازه ای روشنتر است هر چه کنتراست بالاتر باشد تصویر شفافتر بوده و سفید خالصتر است در مقایسه با LCD ها CRT ها نسبت کنتراست بسیار بالاتری راارائه می کنند .