IMLEGEND
Aileden
LCD Paneller Nasıl Çalışır?
Akışkan kristallerin LCD teknolojisi üzerindeki rolü ışığı içinden bükerek geçirmesi olarak özetlenebilir. LCD panelin en küçük görüntüleme birimi birkaç katmandan oluşur.
Akışkan kristallerin optik özellikleri ışığı içinden geçirirken yön verebilmesidir. Böylece arkadan dikey filtre ile gelen dikey kutuplaşmış ışığı bükülüp yatay filtreye iletilmesi ile ışık geçişi sağlanabilir. Akışkan kristallerin optik özellikleri ışığı içinden geçirirken yön verebilmesidir. Tıpkı CRT gibi LCD ekranlar da çizdiği tüm pikselleri üç alt piksele ayırır. Dolayısıyla üç değişik renk (kırmızı, yeşil, mavi) ile milyonlarca renk elde edilebilir. Piksellerin milyolarcası bir araya gelerek panelleri oluşturur.
LCD Panel Tipleri
Temel bir biçimde Pasif Matris paneller ve Aktif Matris paneller diye ayırabiliriz. Pasif Matris; genellikle saat, hesap makinası vs gibi cihazlarda kullanılır. Aktif Matris ise; yeni çıkan bir çok akıllı telefon modelinde, LCD TV’lerin bir çoğunda vs kullanılır.
Pasif Matris LCD Ekranlar
Her satır ve her sütuna ayrı bir devre oluşturulmuştur. Bu yüzden adresleme çok daha başarılıdır, ancak günümüzdeki uygulamalar için çok yetersiz kalır. Renkli veya Monochrome olabilir. 2000’li yıllarda bir çok renkli ekran cep telefonunda bu teknoloji kullanılmıştır.
Hala bir çok alanda kullanımı mevcuttur. Masa ve kol saatleri, araç içi sistemleri gibi yerler en çok kullanılan alanlardır.
Aktif Matris LCD Paneller
Pasif matris ekranların çalışma biçimiyle aynıdır. Sadece elektrik alanı oluşturmak için pasif ekranlardaki elektrotlar yerine thin-film transistor (TFT) adı verilen katman kullanılır. Bu şekilde her alana özel oranda elektrik verilebilir.
TFT, akımı kısa süreli depolayabilmesi sayesinde kapasitör görevinide üstlenmiş olur. Bu sayede daha kaliteli ve pürüzsüz görüntü verir. Aktif matris ekranlarda genellikle TFT kullanılır ancak bazı durumlarda diyot kullanımı da görülebilir.
Aktif matris LCD (TFT) Ekranlarda dikkat edilecek hususlar
Çözünürlük; CRT ekranlardan farklı anlamda kullanılır. LCD’ler pixel pixel hücrelere bölündüğü için yardımcı yongalara ihtiyaç duyar. İşlenmiş pixel miktarı çözünürlüğü belirler, boyut büyüdükçe pixellerin dizilişi değişebilir.
Nokta uzaklığı/aralığı (Dot Pitch); her bir renk alt pixel’in diğer pixeldeki aynı renk alt pixele olan uzaklığıdır. Bir pixeldeki kırmızı pixel ile yanındaki diğer pixelin kırmızı alt pixeli arasındaki uzaklık ne kadar küçükse o kadar yüksek kalite sunar.
Tepki Süresi (Response Time); Tepki süresi, ISO standartlarına göre, bir pikselin tamamen siyahdan önce tamamen beyaza ardından da yeniden tamamen siyaha dönmesi için gerekli zamanın göstergesidir.
Zıtlık Oranı (Contrast Ratio); Zıtlık oranı, monitörün verebildiği en parlak ve en koyu renklerin ışıma gücü (luminosity) arasındaki orandır. Bu oranın yüksek olması demek siyahların daha siyah gözükmesi demektir. Yüksek ışıma gücü verebilen ekranlar aydınlık bir yerde daha belirgin olurlar.
Görüş açısı (Viewing angle): Görüş açısı gibi LCD'lerde daha çok ön plana çıkar. Bu parametre monitörün en yüksek hangi açıdan uygun tanımda görüntü verebildiğini bildirir. Yüksek değerler daha iyidir.
Aktif Matris LCD Panel Çeşitleri
3 ana Aktif Matris LCD Panel çeşidi vardır.. Ancak bunlar kullanılan teknolojiye göre alt çeşitlere sahiptir.
1. TN Film (Twisted Nematic + Film) paneller
2. Dikey Hizalama (Vertical Alingment, VA) paneller
3. In Plane Switching (IPS, Düzlem içi anahtarlama) paneller
TN Film (Twisted Nematic + Film) paneller
TN Film paneller piyasada en sık kullanılan panellerdir. Düzmantık tüm alt piksellerin doğrusal sıralanmasına dayanan bu paneller, üretimleri ucuz olduklarıiçin özellikle 15, 17 ve 19 inç monitörlerde sıklıkla kullanılırlar. Samsung, LG, Philips, AU Optronics gibi firmalar tarafından üretilen bu paneller en iyi tepki sürelerine sahip panelledir. Fakat piksellerin dizilişi film kalitesini yer yer düşürebilir, ayrıca gene piksellerin dizilişi görüş açısını da olumsuz etkileyebilir.
Dikey Hizalama (Vertical Alingment, VA) paneller
Fujitsu tarafından 1996'da geliştirilen bu teknoloji ile üretilen paneller değşiklikler göstermektedir. Bu yüzden bir kaç farklı teknolojisi mevcuttur. Önceleri düşük görüş açısına sahip panellerin bu sorunu her pikselin alanlara (domain) ayırarılması ile çözüldü.
Multidomain VA (Çok-alanlı DH, MVA) paneller
Bu paneller, piksellerin alt alanlara ayrılması ile elde edilir ve TN Film panellerin dikey görüş açısı problemlerini çözerken ileride anlatacağım IPS panellerin de yatay görüş açısı problemini çözer. Fakat şu andaki TN Film ve IPS panellerden daha yüksek tepki sürelerine sahiptir. Öteyandan diğer iki paneldan daha iyi zıtlık oranınına sahiptir fakat MVA'nın türevleri bu sorunu da halleder.
Premium MVA (Yükseltilmiş MVA, P-MVA) ve Süper MVA (S-MVA) paneller
İki değişik firma tarafından geliştirilen bu teknoloji, MVA panellerin G2G (Grey to Grey) değerini arttıran yenileştirmeler sunar. Bu panellerin de tepki süresi TN Film paneller kadar olmasa da iyileştirilmiş durumdadır.
MVA paneller, diğer panellere nazaran daha iyi siyah değeri sunar. Fakat pikselleri alanlara ayırdıklarından dolayı bakış açınızı değiştirince hafif renk bozulmaları yaşanabilir.
Advanced MVA (İleri MVA, A-MVA) paneller
U Optronics şirketinin yakın zamanda geliştirmeye başladığı bu teknoloji bakış açısının değişikliğinde renk değişimi olması problemini azaltır. Alanlara yayılmış pikselleri daha fazla alanlara ayırıp değişik açılardan görüşü iyileştiren bir teknoloj şu anda sadece bazı televizyonlarda uygulanmaktadır.
Patterned Vertical Alingment (PVA, Desenli yatay hizalama) paneller
MVA'ya alternatif olarak geliştirilen bu paneller, MVA'lardan çok daha değişik teknikler kullanılarak üretilir, bu yüzden farklı bir teknoloji olarak sınıflandırılır. PVA panellerde çekirdeklerin yerleşimi MVA panellere göre daha az renk bozulması oluşturacak şekilde tasarlanmıştır. Fakat yine de tepki süresi olarak TN panellerin gerisindedir.
Super Patterned Vertical Alignment (S-PVA, Üstün-desenli yatay hizalama) paneller
PVA panellere Samsung'un el atması ile üretilmiş panellerdir. Samsung'un geliştirdiği overdrive teknolojisi, “Magic Speed” ile tepki süresi iyileştirilen paneller, PVA'ların bir uzantısı durumundadır. PVA panellere göre daha iyi oyun performansına sahip bu panellerde kristal hücreleri birbirine zıt iki bumerang gibi yerleştirilir.
In Plane Switching Paneller (IPS, Düzlem içi anahtarlama)
IPS paneller, TN panellerin iki eksik tarafını tamamlar: birincisi görüş açısı problemi, ikincisi ise sığ renk derinliği.
TN panellerde olduğu gibi kristalleri rastgele dağıtmak yerine tüm kristal parçalarını mükemmele yakın bir şekilde birbirine paralel hale getirmekle elde edilen IPS paneller, elektrik alan uygulanmadığı hallerde arkadan gelen ışığı geçirmez. Elektrik alan uygulanınca doksan derece dönen kristaller gelen beyaz ışığa bu oranda izin verir. Yani eğer bir piksel ölürse devamlı surette siyah gözükür. TN panellerde ise siyah ile beyaz arası bir renk alır.
S-IPS(Super IPS), DD-IPS(Dual Domain IPS) ve ACE (Advanced Coplanar Electrode) IPS panellerin geliştirilmiş halleridir. Farklı firmaların ürettiği bi paneller farklı alanlarda öne çıkar. ACE panellerin üretimi artık durduğu için piyasada pek bulmamız mümkün değil ancak DD-IPS ve S-IPS bir çok alanda kullanılmaktadır.
DD-IPS IBM ve Chi Mei ortaklığında üretilir ve maliyeti çok yüksek olduğu için pek geniş kullanıma sahip değildir.
S-IPS LG ve Philips S-IPS’lerine Enchanched S-IPS denir. Geliştirmiş oldukları ODC (Overdriving Circuit) sistemiyle neredeyse TN panel performansına sahip panellerdir.
Her ne kadar IPS paneller görüş açısı ve görüntü kalitesi olarak en iyisi olsa da ve çok yandan bakınca siyah kısımlarda mora kayma görülse bile bunun dışında hiç bir sıkıntı çıkartmaz.
Akışkan kristallerin LCD teknolojisi üzerindeki rolü ışığı içinden bükerek geçirmesi olarak özetlenebilir. LCD panelin en küçük görüntüleme birimi birkaç katmandan oluşur.
Akışkan kristallerin optik özellikleri ışığı içinden geçirirken yön verebilmesidir. Böylece arkadan dikey filtre ile gelen dikey kutuplaşmış ışığı bükülüp yatay filtreye iletilmesi ile ışık geçişi sağlanabilir. Akışkan kristallerin optik özellikleri ışığı içinden geçirirken yön verebilmesidir. Tıpkı CRT gibi LCD ekranlar da çizdiği tüm pikselleri üç alt piksele ayırır. Dolayısıyla üç değişik renk (kırmızı, yeşil, mavi) ile milyonlarca renk elde edilebilir. Piksellerin milyolarcası bir araya gelerek panelleri oluşturur.
LCD Panel Tipleri
Temel bir biçimde Pasif Matris paneller ve Aktif Matris paneller diye ayırabiliriz. Pasif Matris; genellikle saat, hesap makinası vs gibi cihazlarda kullanılır. Aktif Matris ise; yeni çıkan bir çok akıllı telefon modelinde, LCD TV’lerin bir çoğunda vs kullanılır.
Pasif Matris LCD Ekranlar
Her satır ve her sütuna ayrı bir devre oluşturulmuştur. Bu yüzden adresleme çok daha başarılıdır, ancak günümüzdeki uygulamalar için çok yetersiz kalır. Renkli veya Monochrome olabilir. 2000’li yıllarda bir çok renkli ekran cep telefonunda bu teknoloji kullanılmıştır.
Hala bir çok alanda kullanımı mevcuttur. Masa ve kol saatleri, araç içi sistemleri gibi yerler en çok kullanılan alanlardır.
Aktif Matris LCD Paneller
Pasif matris ekranların çalışma biçimiyle aynıdır. Sadece elektrik alanı oluşturmak için pasif ekranlardaki elektrotlar yerine thin-film transistor (TFT) adı verilen katman kullanılır. Bu şekilde her alana özel oranda elektrik verilebilir.
TFT, akımı kısa süreli depolayabilmesi sayesinde kapasitör görevinide üstlenmiş olur. Bu sayede daha kaliteli ve pürüzsüz görüntü verir. Aktif matris ekranlarda genellikle TFT kullanılır ancak bazı durumlarda diyot kullanımı da görülebilir.
Aktif matris LCD (TFT) Ekranlarda dikkat edilecek hususlar
Çözünürlük; CRT ekranlardan farklı anlamda kullanılır. LCD’ler pixel pixel hücrelere bölündüğü için yardımcı yongalara ihtiyaç duyar. İşlenmiş pixel miktarı çözünürlüğü belirler, boyut büyüdükçe pixellerin dizilişi değişebilir.
Nokta uzaklığı/aralığı (Dot Pitch); her bir renk alt pixel’in diğer pixeldeki aynı renk alt pixele olan uzaklığıdır. Bir pixeldeki kırmızı pixel ile yanındaki diğer pixelin kırmızı alt pixeli arasındaki uzaklık ne kadar küçükse o kadar yüksek kalite sunar.
Tepki Süresi (Response Time); Tepki süresi, ISO standartlarına göre, bir pikselin tamamen siyahdan önce tamamen beyaza ardından da yeniden tamamen siyaha dönmesi için gerekli zamanın göstergesidir.
Zıtlık Oranı (Contrast Ratio); Zıtlık oranı, monitörün verebildiği en parlak ve en koyu renklerin ışıma gücü (luminosity) arasındaki orandır. Bu oranın yüksek olması demek siyahların daha siyah gözükmesi demektir. Yüksek ışıma gücü verebilen ekranlar aydınlık bir yerde daha belirgin olurlar.
Görüş açısı (Viewing angle): Görüş açısı gibi LCD'lerde daha çok ön plana çıkar. Bu parametre monitörün en yüksek hangi açıdan uygun tanımda görüntü verebildiğini bildirir. Yüksek değerler daha iyidir.
Aktif Matris LCD Panel Çeşitleri
3 ana Aktif Matris LCD Panel çeşidi vardır.. Ancak bunlar kullanılan teknolojiye göre alt çeşitlere sahiptir.
1. TN Film (Twisted Nematic + Film) paneller
2. Dikey Hizalama (Vertical Alingment, VA) paneller
3. In Plane Switching (IPS, Düzlem içi anahtarlama) paneller
TN Film (Twisted Nematic + Film) paneller
TN Film paneller piyasada en sık kullanılan panellerdir. Düzmantık tüm alt piksellerin doğrusal sıralanmasına dayanan bu paneller, üretimleri ucuz olduklarıiçin özellikle 15, 17 ve 19 inç monitörlerde sıklıkla kullanılırlar. Samsung, LG, Philips, AU Optronics gibi firmalar tarafından üretilen bu paneller en iyi tepki sürelerine sahip panelledir. Fakat piksellerin dizilişi film kalitesini yer yer düşürebilir, ayrıca gene piksellerin dizilişi görüş açısını da olumsuz etkileyebilir.
Dikey Hizalama (Vertical Alingment, VA) paneller
Fujitsu tarafından 1996'da geliştirilen bu teknoloji ile üretilen paneller değşiklikler göstermektedir. Bu yüzden bir kaç farklı teknolojisi mevcuttur. Önceleri düşük görüş açısına sahip panellerin bu sorunu her pikselin alanlara (domain) ayırarılması ile çözüldü.
Multidomain VA (Çok-alanlı DH, MVA) paneller
Bu paneller, piksellerin alt alanlara ayrılması ile elde edilir ve TN Film panellerin dikey görüş açısı problemlerini çözerken ileride anlatacağım IPS panellerin de yatay görüş açısı problemini çözer. Fakat şu andaki TN Film ve IPS panellerden daha yüksek tepki sürelerine sahiptir. Öteyandan diğer iki paneldan daha iyi zıtlık oranınına sahiptir fakat MVA'nın türevleri bu sorunu da halleder.
Premium MVA (Yükseltilmiş MVA, P-MVA) ve Süper MVA (S-MVA) paneller
İki değişik firma tarafından geliştirilen bu teknoloji, MVA panellerin G2G (Grey to Grey) değerini arttıran yenileştirmeler sunar. Bu panellerin de tepki süresi TN Film paneller kadar olmasa da iyileştirilmiş durumdadır.
MVA paneller, diğer panellere nazaran daha iyi siyah değeri sunar. Fakat pikselleri alanlara ayırdıklarından dolayı bakış açınızı değiştirince hafif renk bozulmaları yaşanabilir.
Advanced MVA (İleri MVA, A-MVA) paneller
U Optronics şirketinin yakın zamanda geliştirmeye başladığı bu teknoloji bakış açısının değişikliğinde renk değişimi olması problemini azaltır. Alanlara yayılmış pikselleri daha fazla alanlara ayırıp değişik açılardan görüşü iyileştiren bir teknoloj şu anda sadece bazı televizyonlarda uygulanmaktadır.
Patterned Vertical Alingment (PVA, Desenli yatay hizalama) paneller
MVA'ya alternatif olarak geliştirilen bu paneller, MVA'lardan çok daha değişik teknikler kullanılarak üretilir, bu yüzden farklı bir teknoloji olarak sınıflandırılır. PVA panellerde çekirdeklerin yerleşimi MVA panellere göre daha az renk bozulması oluşturacak şekilde tasarlanmıştır. Fakat yine de tepki süresi olarak TN panellerin gerisindedir.
Super Patterned Vertical Alignment (S-PVA, Üstün-desenli yatay hizalama) paneller
PVA panellere Samsung'un el atması ile üretilmiş panellerdir. Samsung'un geliştirdiği overdrive teknolojisi, “Magic Speed” ile tepki süresi iyileştirilen paneller, PVA'ların bir uzantısı durumundadır. PVA panellere göre daha iyi oyun performansına sahip bu panellerde kristal hücreleri birbirine zıt iki bumerang gibi yerleştirilir.
In Plane Switching Paneller (IPS, Düzlem içi anahtarlama)
IPS paneller, TN panellerin iki eksik tarafını tamamlar: birincisi görüş açısı problemi, ikincisi ise sığ renk derinliği.
TN panellerde olduğu gibi kristalleri rastgele dağıtmak yerine tüm kristal parçalarını mükemmele yakın bir şekilde birbirine paralel hale getirmekle elde edilen IPS paneller, elektrik alan uygulanmadığı hallerde arkadan gelen ışığı geçirmez. Elektrik alan uygulanınca doksan derece dönen kristaller gelen beyaz ışığa bu oranda izin verir. Yani eğer bir piksel ölürse devamlı surette siyah gözükür. TN panellerde ise siyah ile beyaz arası bir renk alır.
S-IPS(Super IPS), DD-IPS(Dual Domain IPS) ve ACE (Advanced Coplanar Electrode) IPS panellerin geliştirilmiş halleridir. Farklı firmaların ürettiği bi paneller farklı alanlarda öne çıkar. ACE panellerin üretimi artık durduğu için piyasada pek bulmamız mümkün değil ancak DD-IPS ve S-IPS bir çok alanda kullanılmaktadır.
DD-IPS IBM ve Chi Mei ortaklığında üretilir ve maliyeti çok yüksek olduğu için pek geniş kullanıma sahip değildir.
S-IPS LG ve Philips S-IPS’lerine Enchanched S-IPS denir. Geliştirmiş oldukları ODC (Overdriving Circuit) sistemiyle neredeyse TN panel performansına sahip panellerdir.
Her ne kadar IPS paneller görüş açısı ve görüntü kalitesi olarak en iyisi olsa da ve çok yandan bakınca siyah kısımlarda mora kayma görülse bile bunun dışında hiç bir sıkıntı çıkartmaz.