6 Тестування кольорового дисплея з активною матрицею

6.1 Мета роботи

Вивчити конструкцію й принцип дії рідкокристаличного кольорового дисплея з активною матрицею (TFT LCD).

Ознайомитися з методикою виміру основних параметрів і характеристик TFT LCD дисплея.

Оцінити й зрівняти характеристики й параметри різних рідкокристаличних дисплеїв з активною матрицею.

6.2 Методичні вказівки до самостійної роботи студентів

Ознайомитися з лекційним матеріалом по даній темі, вивчити пристрій, основні параметри й характеристики рідкокристаличних дисплеїв з активною матрицею й плазмових дисплеїв, використовуючи джерела [l...8].

Об'єктом дослідження в даній роботі є TFT LCD дисплей, що призначений для перетворення електричних сигналів в оптичні. Оптична інформація представляється у вигляді двовимірного зображення. Методика дослідження включає оцінку основних параметрів і характеристик дисплея.

6.3 Опис лабораторної установки

У лабораторній роботі досліджується TFT LCD дисплей. Альтернативні варіанти: напівпровідниковий або плазмовий дисплей.

Лабораторний макет являє собою монітор (дисплей) персонального комп'ютера. Для виміру параметрів і характеристик дисплея на передній панелі лабораторного макета виведені органи керування фокусування, яскравості, контрастності, струму пучка й ін.

У лабораторній роботі використовується програма Nokia TFT Test 1.52.

6.4 Порядок виконання роботи

6.4.1 Вивчити лабораторний макет з досліджуваним дисплеєм. Ознайомитися з органами керування макета. Конструкцію й принцип дії вивчити по літературі, що рекомендується. Всі тести, крім перевірки інтерполяції, бажано проводити при “рідній” роздільній здатності монітора. Для 15” це звичайно 1024x768 точок, для 17”-19” звичайно 1280x1024 точок, для 20” звичайно 1600x1200 точок. Розрядність кольору 24 або 32 біта. При 8 і 16 бітних квітах тести на градієнт кольору будуть показувати явні смуги не пов'язані з роздільною здатністю матриці монітора.

Частота кадрового розгорнення використовується в тестах для оцінки швидкодії матриці. Бажано виставляти максимальну частоту для даного відеорежиму й способу підключення монітора.

При тестуванні одночасно декількох моніторів бажано виставити однакові настроювання по яскравості, контрастності й колірній температурі.

Всі тести запускаються в режимі повного екрана відповідно до обраної роздільної здатності. При виборі режиму Default використовується поточний встановлений відеорежим.

6.4.2 Ознайомитися із загальними номінальними й електричними даними досліджуваної трубки.

6.4.3 Підключити макет до мережі ~220 В. Ручкою ЯСКРАВІСТЬ установити достатню для спостереження яскравість зображення на екрані.

6.4.4 Запустити програму Nokia TFT Test 1.52.

6.4.5 Включити режим «Тест рівномірності підсвічування матриці й відсутності “битих крапок”» (Зафарбований екран).

На екрані повинна з'явитися картина рівномірно засвіченого екрана білого кольору.

Уважно вивчити поверхню екрана на предмет наявності «битих» пикселів - темних або кольорових крапок. Порахувати їхню кількість. Візуально перевірити рівномірність засвічення екрана по всій поверхні. Оцінити рівномірність по 10-бальній шкалі (0 - помітна нерівномірність, 10 - ідеальна рівномірність).

Повторити виміри для червоного, зеленого, синього, бірюзового, бузкового, жовтого й чорного екранів. Перемикання здійснювати стрілками Left, Right, лівою кнопкою мишки. Вихід з режиму - права кнопка мишки.

Розрахувати середньоарифметичне значення параметрів «Кількість битих пикселів» і «Рівномірність підсвічування матриці» по всім кольорам екрана.

Результати занести в журнал.

6.4.6 Включити режим «Діагональ із яскравістю, що змінюється,».

На екрані повинна з'явитися картина рівномірної зміни яскравості екрана по діагоналі білого кольору. При невідповідності паспортної роздільної здатності монітора заданій можлива поява нерівномірності або стрибкуватості зміни яскравості. На матрицях з низькою колірною роздільною здатністю спостерігається ступенева зміна яскравості.

На деяких матрицях спостерігаються характерні діагональні смуги підвищеної або зниженої яскравості, через нелінійну характеристику матриці. При запуску варто звернути увагу на встановку 24 або 32 бітних кольорів.

Візуально перевірити однорідність і плавність переходу від темного до світлого. Оцінити по 10-бальній шкалі (0 - помітна нерівномірність, 10 - ідеальна рівномірність).

Повторити виміри для всіх пропонованих кольорів екрана. Перемикання здійснювати лівою кнопкою мишки. Зміна напрямку градієнта - Up, Down.

Вихід з режиму - права кнопка мишки.

Результати вимірів занести в журнал.

6.4.7 Включити режим «Колір з яскравістю, що змінюється,».

На екрані повинна з'явитися картина білої й кольорової смуг, яскравість яких рівномірно змінюється.

Візуально перевірити синхронність збільшення яскравості по всім кольорам. Оцінити по 10-бальній шкалі (0 - помітна несинхронність, 10 - ідеальна синхронність).

Повторити виміри для вертикальних смуг. Перемикання здійснювати лівою кнопкою мишки. Вихід з режиму - права кнопка мишки.

Результати вимірів занести в журнал.

6.4.8 Включити режим «Східчастий градієнт». Режим використовується для перевірки лінійності й дискретності матриці. Перевіряється рівномірність наростання яскравості й роздільної здатності переходу по градаціях яскравості.

На екрані повинна з'явитися картина білих смуг з дискретно (з позначенням у відсотках) і рівномірно змінюваною яскравістю.

Візуально перевірити відмінність по яскравості сусідніх ділянок смуг. Оцінити по 10-бальній шкалі (0 - сусідні ділянки зливаються на всіх смугах, 10 - ідеальне розрізнення сусідніх ділянок на всіх смугах).

Повторити виміри для другого варіанта градієнта. Перемикання здійснювати лівою кнопкою мишки. Вихід з режиму - права кнопка мишки.

Результати вимірів занести в журнал.

6.4.9 Включити режим «Кільцевий градієнт». Режим використовується для перевірки лінійності й дискретності матриці. На матрицях з низьким колірним дозволом спостерігається ступенева зміна яскравості.

На екрані повинна з'явитися картина білих кіл з яскравістю, що радіально змінюється.

Візуально перевірити плавність зміни яскравості від центра до периферії. Оцінити по 10-бальній шкалі (0 - помітна нерівномірність, 10 - ідеальна рівномірність).

Повторити виміри для всіх пропонованих кольорів. Перемикання здійснювати лівою кнопкою мишки. Вихід з режиму - права кнопка мишки.

Результати вимірів занести в журнал.

6.4.10 Включити режим «Лінії». Режим використовується для перевірки інтерполяції “нерідних” роздільних здатностей.

На екрані повинна з'явитися картина шахового поля.

Візуально перевірити рівномірність поля по всьому екрані, відсутність широких горизонтальних і вертикальних смуг. Оцінити по 10-бальній шкалі (0 - помітна нерівномірність, 10 - ідеальна рівномірність).

Повторити виміру для всіх пропонованих варіантів (вертикальні й горизонтальні лінії). Перемикання здійснювати лівою кнопкою мишки. Вихід з режиму - права кнопка мишки.

Результати вимірів занести в журнал.

6.4.11 Режими «Сітка», «Окружності», «Візерунки» по призначенню аналогічні режиму «Лінії». Виконати рекомендації п. 6.4.10 стосовно до перерахованих режимів.

6.4.12 Включити режим «Шрифти різного розміру». Режим використовується для перевірки читаності шрифтів різного розміру й насиченості при “рідних” і “нерідних” роздільних здатностях.

На екрані повинна з'явитися картина набору текстів розміру 6...20 Кегль у позитивному й негативному зображенні.

Візуально перевірити читаність шрифту й насиченість символів. Оцінити по 10-бальній шкалі читаність(0 - незадовільно читається самий великий текст , 10 - ідеально читається самий дрібний текст), і насиченість (0 - недостатньо насичений самий великий текст , 10 - рівномірно насичений самий дрібний текст).

Повторити виміри для всіх пропонованих типів тексту. Перемикання здійснювати лівою кнопкою мишки. Вихід з режиму - права кнопка мишки.

Результати вимірів занести в журнал.

6.4.13 Включити режим « Квадрат, що рухається, 1». Режим використовується для візуальної оцінки швидкодії матриці. Найбільш наочний при одночасному тестуванні декількох моніторів на матрицях різних типів, і при порівнянні з електронно-променевими моніторами. Параметри для порівняння - яскравість квадрата, що рухається, довжина “хвоста”, розмитість границі, колір і геометрія квадрата. Інформація в лівому верхньому куті екрана:

Cur 1280x1024 32 bit 60 hz - поточний відеорежим

60hz 16,6ms - частота й інтервал відновлення екрана

Vh=5 p/c Vv=5 p/c - швидкість зсуву квадрата (пікселів/кадр)

Візуально оцінити в 10-бальній шкалі швидкодію матриці по параметрах квадрата, що рухається (0 - розмитий квадрат, довгий хвіст, спотворення форми у всьому швидкісному діапазоні, 10 - ідеально чіткий квадрат, відсутність хвоста. Зміна швидкості - Up, Down, Зміна яскравості - Plus, Minus.

Повторити виміри для всіх пропонованих варіантів. Перемикання здійснювати стрілками Left, Right, лівою кнопкою мишки. Вихід з режиму - права кнопка мишки.

Результати вимірів занести в журнал.

6.4.14 Включити режим « Квадрат, що рухається, 2». Режим аналогічний попередньому (п.6.4.13), відрізняється напрямком руху, видом квадратів і наявністю шкали. Виконати рекомендації п. 6.4.13 для всіх пропонованих варіантів.

6.4.15 У кожному пункті 6.4.5...6.4.14 визначити підсумковий результат (якщо отримано кілька результатів - усереднити), визначити суму балів по всіх зазначених пунктах. Результат надати викладачеві.

6.5 Зміст звіту

У звіт про виконану роботу варто включити:

- мету роботи;

- тип і маркування дисплея;

- результати вимірів, розрахунки, опис візуальних спостережень;

- розрахунок підсумкового коефіцієнта якості приладу;

- висновки

6.6 Контрольні питання

24. Яку роль грають кольорові матричні індикатори в галузі систем відображення інформації?

25. Назвіть і охарактеризуйте основні типи плоских дисплеїв.

26. Як побудовані плазмові дисплеї (ПД, PDP).

27. Приведіть переваги й недоліки плазмового дисплею (ПД).

28. Пояснить конструкцію і принцип дії рідкокристаличного дисплея (РКД, LCD) з пасивною матрицею.

29. Що таке поляризатор?

30. Який ефект використовується в осередку РКД, у чому його суть?

31. Від чого залежить роздільна здатність РКД.

32. Які особливості РКД із активною матрицею (TFT LCD)?

33. Пояснить побудову і принцип дії напівпровідникового дисплея на основі СВД.

34. Як визначається кількість «битих» пикселів і рівномірність засвічення екрана РКД?

35. Що таке роздільна здатність екрана РКД?

36. Як впливає низька роздільна здатність матриці на зображення?

37. Як визначити інерційність дисплея?

38. Яку роль грає частота кадрів дисплея?

39. Які параметри дисплея дозволяє визначити тест Nokia TFT Test 1.52?

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Ермаков, О.Н. Прикладная оптоэлектроника [Текст] / О.Н.Ермаков. – М.: Техносфера, 2004. –370 с.

2. Носов, Ю.Р. Оптоэлектроника [Текст]/ Ю.Р. Носов. – М.: Сов. радио, 1989. – 232с.

3. Игнатов, А.Н. Оптоэлектронные приборы и устройства [Текст]: учебное пособие./ А.Н.Игнатов – М.: Эко-Трендз, 2006. – 272 с.

4. Галат, О.Б. Вакуумна та плазмова електроніка [Текст]: навч. посібник / О.Б.Галат. – Х.: ТОВ «Компанія Сміт», 2008. – 184 с.

5. Галат, О.Б. Оптоелектроніка [Текст]: навч. посібник / О.Б.Галат, Ю.О.Гордієнко, М.Г.Старжинський. – Х.: ТОВ «Компанія Сміт», 2010. – 198 с.

6. Щука, А.А. Электроника [Текст]: учеб. пособие / А.А.Щука; под ред. проф. А. С. Сигова. – СПб.: БХВ - Петербург,2005. – 800 с.

7. Шерстнев, Л.Г. Электронная оптика и электронно-лучевые приборы [Текст]/Л.Г. Шерстнев, - М.: Энергия, 1971. - 369 с.

8. Жигарев, А.А. Электронно-лучевые и фотоэлектронные приборы [Текст]/ А.А. Жигарев, Г. Г.Шамаева – М.: Высш. шк., 1982. – 463 с.

9. Соболева, Н.А. Фотоэлектронные приборы [Текст] / Н.А.Соболева, А.Е.Меламид -М.: Высш. шк., 1974. - 376 с.

10. Лавринович, Н.А. Основы электронной оптики и конструтивные элементы электронно-оптических систем [Текст]: уч. пособие./ Н.А.Лавринович, В.М.Ванцан – К.:УМСД, 1992. – 76 с.

11. Лавринович, Н.А. Физические основы работы электронно-лучевых приборов [Текст]: уч. пособие./ Н.А.Лавринович, В.М.Ванцан – К.:УМК ВО, 1996. – 124 с.

12. Герасимович, М.В. Довідник з електронно-променевих приладів [Текст]./ М.В.Герасимович – Київ: Техніка, 1993. – 239 с.

13. Седов, С.А. Индивидуальные видеосредства [Текст]:справочное пособие. / С.А.Седов – Киев: Наук. думка, 1990. – 749 с.

14. Ельяшкевич, С.А. Цветные стационарные телевизоры и их ремонт [Текст]:справ. пособие. / С.А.Ельяшкевич – М,: Радио и связь, 1986. – 224 с.

15. Амброзяк, А.Н. Конструкция и технология полупроводниковых фотоэлектрических приборов [Текст] / А.Н.Амброзяк. – М.: Сов. радио, 1979. – 392 с.

Додаток А

Загальні розміри досліджуваної ЕОС

D_M= 0,8 мм;  = 0,07 мм; = 0,2 мм; = 2,0 мм