Техническое обслуживание средств вычислительной техники

   

 
 

Жидкие кристаллы  

     Жидкие  кристаллы – это вещество, которое  обладает свойствами как жидкости, так и твердого тела. Одно из самых  важных свойств жидких кристаллов (именно оно используется в ЖК дисплеях) – возможность изменять свою ориентацию в пространстве в зависимости от прикладываемого напряжения. 

     Давайте немного углубимся в историю  жидких кристаллов, поскольку она  весьма интересна. Как обычно и происходит в науке, жидкие кристаллы были открыты  случайно. В 1888 году Фридрих Рейнзер (Friedrich Reinitzer), австрийский ботаник, изучал роль холестерина в растениях. Один из экспериментов заключался в нагреве материала. Ученый обнаружил, что кристаллы становятся мутными и текут при 145,5°, а далее кристаллы превращаются в жидкость при 178,5°. Фридрих поделился открытием с Отто Леманном (Otto Lehmann), немецким физиком, который обнаружил у жидкости свойства кристалла в отношении реакции на свет. С тех пор и пошло название "жидкие кристаллы". 

     

 
 
 

     На  иллюстрации показана молекула, обладающая свойствами кристалла – метоксибензидин бутиланалин (methoxybenzilidene butylanaline).

Увеличенное изображение жидкого кристалла 

2.1 TN+Film (скрученный кристалл + пленка) 

     Иллюстрация 1: в панелях TN+film жидкие кристаллы  выстраиваются перпендикулярно  подложке. Слово «пленка» в названии произошло от дополнительного слоя, служащего для увеличения угла обзора. 

 

     TN+film – самая простая технология, поскольку  она основана на все тех  же скрученных кристаллах. Скрученным  кристаллам насчитываются годы  – они используются в большинстве TFT панелей, проданных за прошедшие несколько лет. Для улучшения удобочитаемости изображения был добавлен пленочный слой, увеличивающий угол обзора от 90° до 150°. К сожалению, пленка не влияет на уровень контрастности или время реакции, которые остаются плохими. 

     Итак, по крайней мере, в теории, дисплеи TN+film являются самыми дешевыми, бюджетными решениями. Процесс их производства мало чем отличается от изготовления предыдущих панелей на скрученных кристаллах. Сегодня не существует более дешевых решений, чем TN+film.

     Вкратце остановимся на принципе работы: если транзистор прикладывает нулевое напряжение к субпикселям, то жидкие кристаллы (а, соответственно, и ось поляризованного  света, проходящего сквозь них) поворачиваются на 90° (от задней стенки к передней). Поскольку ось фильтра-поляризатора на второй панели отличается от первого на 90°, свет будет через него проходить. Если полностью задействовать красный, зеленый и синий подпиксели, вместе они создадут белую точку на экране.

     Если же применить напряжение, в нашем случае поле между двумя электродами, то оно уничтожит спиралевидную структуру кристалла. Молекулы выстроятся в направлении электрического поля. В нашем примере они станут перпендикулярны подложке. В данном положении свет не может пройти через субпиксели. Белая точка превращается в черную. 

У дисплея  на скрученных кристаллах существует ряд недостатков. 

     Во-первых, инженеры уже очень долгое время  борются за то, чтобы заставить  жидкие кристаллы выстраиваться  строго перпендикулярно подложке при включении напряжения. Именно по этой причине старые ЖК дисплеи не могли отображать четкий черный цвет.

     Во-вторых, если транзистор перегорает, он более  не может прикладывать напряжение к  своим трем субпикселям. Это важно, поскольку нулевое напряжение означает яркую точку на экране. По этой причине «мертвые» ЖК пиксели очень яркие и заметные. 

     Что касается 15'' мониторов, то для них  разработана только одна технология на смену TN+film – MVA (про нее чуть позже). Эта технология дороже TN+film, зато она превосходит TN+film почти по всем позициям. Однако мы упоминаем "почти", поскольку в ряде случаев TN+film работает лучше MVA. 

2.2 IPS (In-Pane Switching или Super-TFT) 

     Иллюстрация 2: если приложено напряжение, молекулы выстраиваются параллельно подложке. 

     Технология IPS была разработана Hitachi и NEC. Она стала  одной из первых ЖК технологий, призванных сгладить недостатки TN+film. Но, несмотря на расширения угла обзора до 170°, остальные  функции не сдвинулись с места. Время  реакции этих дисплеев изменяется от 50 до 60 мс, а отображение цветов – посредственное.

     Если  к IPS не прикладывается напряжение, то жидкие кристаллы не поворачиваются. Ось поляризации второго фильтра  всегда перпендикулярна оси первого, так что свет в такой ситуации не проходит. Экран демонстрирует практически безупречный черный цвет. Так что в этой области IPS имеет явное преимущество перед TN+film дисплеями – если сгорает транзистор, то «мертвый» пиксель будет не ярким, а черным. Когда на субпиксели подается напряжение, два электрода создают электрическое поле и заставляют кристаллы поворачиваться перпендикулярно их предыдущей позиции. После чего свет может проходить.

     Самое плохое, что создание электрического поля в системе с подобным расположением  электродов потребляет большое количество энергии, но что еще хуже, для выстраивания кристаллов необходимо некоторое время. По этой причине IPS мониторы зачастую, если не всегда, имеют большее время реакции по сравнению с TN+film собратьями.

     С другой же стороны, точное выстраивание кристаллов улучшает угол обзора. 

2.3 MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) 

     Некоторые производители предпочитают использовать MVA, технологию, разработанную Fujitsu. Как  они считают, MVA обеспечивает лучший компромисс практически во всем. И  вертикальный, и горизонтальный угол обзора составляют 160°; время реакции  в два раза меньше, чем у IPS и TN+film – 25 мс; цвета отображаются намного более точно. Но почему же если MVA имеет столько много преимуществ, она не используется повсеместно? Дело в том, что теория не так хороша на практике.

     Сама  технология MVA развилась из VA, представленной Fujitsu в 1996 году. В такой системе кристаллы без подачи напряжения выстроены вертикально по отношению ко второму фильтру. Таким образом, свет не может проходить через них. Как только к ним будет приложено напряжение, кристаллы поворачиваются на 90°, пропуская свет и создавая на экране яркое пятно.

     Преимуществами  такой системы являются скорость и отсутствие как спиралевидной  структуры, так и двойного магнитного поля. Благодаря этому время реакции  уменьшилось до 25 мс. Здесь также  можно выделить преимущество, которое мы уже упоминали в IPS – очень хороший черный цвет. Главное же проблемой системы VA явилось искажение оттенков при просмотре экрана под углом. Если вывести на экран пиксель какого-либо оттенка, к примеру, светло-красный, то к транзистору будет приложено половинное напряжение. При этом кристаллы повернутся только наполовину. Спереди экрана вы увидите светло-красный цвет. Однако если вы посмотрите на экран сбоку, то в одном случае вы будете смотреть вдоль направления кристаллов, а в другом – поперек. То есть с одной стороны вы увидите чистый красный цвет, а с другой – чистый черный цвет.

 

     Так что компания пришла к необходимости  решения проблемы искажения оттенков и годом позже появилась технология MVA.

     На  этот раз каждый субпиксель был разделен на несколько зон. Фильтры-поляризаторы также приобрели более сложную структуру, с бугоркообразными электродами. Кристаллы каждой зоны выстраиваются в своем направлении, перпендикулярно электродам. Задачей такой технологии было создание необходимого количества зон, чтобы пользователь всегда видел только одну зону, неважно с какой точки экрана он смотрит.

     

 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
3. Неисправности и  техническое обслуживание  LCD мониторов 

Основные неисправности  LCD мониторов:

• Выход из строя неоновых ламп подсветки матрицы;(на экране видна картинка, но очень плохо и экран монитора не светиться)
• Появление мертвых пикселей;(Выявляется тестовой программой nokia monitortest)

(Для пользователя - это бросающиеся в глаза, не меняющие свой цвет, точки на экране. В зависимости от технологии изготовления матрицы дисплея, такие точки могут иметь как яркий, заметный цвет, так и быть черными. Физически это означает, что в матрице сгорел транзистор, управляющий ячейкой, отвечающей за пиксель на экране.)

• Неисправности блока питания монитора;(не горит светодиод включения на мониторе)
• Неисправность (обрыв проводов) интерфейсного кабеля;(искажения изображения или его полное отсутствие)
• Невозможность вывода экранного меню. (монитор не реагирует на нажатие кнопки меню)

3.1 Техническое обслуживание LCD мониторов

      Современные LCD мониторы в принципе не нуждаются в систематическом техническом обслуживании, по причине своей высокой технологичности.

      Но  некоторые операции по обслуживанию все же можно производить. Это такие операции как:

• Очистка экрана и корпуса от пыли специальными салфетками предназначенными именно для LCD мониторов.
• Очистка внутренних электронных плат монитора от пыли.

 

4. Основные параметры  LCD мониторов

      Пришла  пора поговорить о том, что нужно  учитывать при покупке LCD монитора. Может сложиться впечатление, что достаточно бросить беглый взгляд на технические характеристики имеющихся в продаже дисплеев, чтобы из их числа сразу выделить лидера. К сожалению, это будет лишь теоретический лидер, а на практике, скорее всего, победу одержит другая модель. Чтобы помочь вам избежать ошибок при выборе монитора, я привожу список основных их характеристик с пояснениями, что они означают в теории и на практике.

      Разрешение. LCD мониторы в отличие от CRT имеют фиксированное разрешение, и это следует учитывать при покупке. Конечно же, цифровая панель способна выводить изображение и в другом, отличном от номинала разрешении, но в таком случае могут возникать артефакты масштабирования: неровности на окружностях, смазанные шрифты и так далее. Рассмотрим подробнее, почему так происходит. Монитор на основе электронно-лучевой трубки теоретически способен работать в любом разрешении, ведь всё, что для этого надо сделать, это изменить угол отклонения электронного луча. Луч в трубке не обязан чётко попадать в ячейки с люминофорами, он может ударить и между ними. А вот цифровая панель, число пикселей в которой строго соответствует номинальному разрешению, должна уметь корректно масштабировать изображение, причём быстро, чтобы обеспечить приемлемую частоту смены кадра. Самый простой способ проверки качества масштабирования – это изменение разрешения в Windows, когда на экране имеется текст, написанный мелким шрифтом. По контурам букв легко будет заметить артефакты интерполяции. Качественный алгоритм даст ровные, но немного размытые буквы, тогда как быстрая целочисленная интерполяция обязательно внесёт искажения (для решения этой проблемы в Windows XP имеется режим сглаживания шрифтов «clear type»). Второй параметр – скорость, с которой LCD монитор производит масштабирование одного кадра (электронике монитора требуется время, чтобы произвести интерполяцию). Если вы покупаете монитор в расчёте использовать его для игр, обязательно попросите продавца запустить динамичную игру в отличном от номинального разрешении, чтобы можно было убедиться в отсутствии задержек при смене кадров.

      Размер  диагонали. В отличие от CRT мониторов, указываемый размер диагонали LCD совпадает с размером диагонали видимой области. Так, видимая область LCD монитора с диагональю 15.1 дюйма совпадает с видимой областью некоторых моделей 17 дюймовых CRT мониторов.

      Интерфейс. С распространением жидкокристаллических дисплеев получил путёвку в жизнь цифровой интерфейс передачи видео сигнала DVI. На видеокартах оснащённых таким интерфейсом обычно встречаются два вида коннекторов: DVI-I (совмещающий цифровой и аналоговый сигналы) и DVI-D (только цифровой). Естественно, что для соединения LCD с компьютером предпочтителен интерфейс DVI, хотя допускается подключение и через стандартный VGA разъём. Hi-end модели LCD мониторов имеют оба типа коннекторов, VGA и DVI, в то время как на остальных моделях приходится довольствоваться одним интерфейсом, которым зачастую оказывается старый VGA. На практике, если конвертер LCD монитора работает корректно и способен преобразовывать 24-битный цветовой сигнал (смотрите ниже), вы вряд ли заметите разницу между работой цифрового и аналогового интерфейса, поэтому не спешите отворачиваться от монитора только потому, что в нём нет DVI.