Frank Williksen
Mobil +47 922 61 064

Bilgal journalist som interesserer seg for alt med hjul og motor.

Les mer om meg

De store skjermene: Krystaller gir skarpe bilder

continental_pp_v-shape-display
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on email
Tips en venn

De nye instrumentpanelene som kommer nå er tekniske vidundere. For femti år siden var flate TV-skjermer med flytende krystaller bare en våt drøm. Her er historien.

Bildet øverst: ContiTechs forslag til komplett, vinklet skjerm for kommende biler. (Foto: Continental)

Av Stein Bekkevold

I dag har vi fargeglade og sylskarpe flatskjermer over alt. I Saabs fly-divisjon på 1960-tallet drømte vi om å gi kampflyenes cockpit store, flate skjermer der all info var samlet og skarpt vist i et utall farger. I dag ser du LCD-skjermer over alt, før var alt bare tunge apparater med digre bilderør.

LCD står for Liquid Crystal Display. Og utviklingen handlet om å få TV som en tavle på veggen. Så hva er en flatskjerm? Hvordan virker den? Se her: Skjermen har to glassplater med flytende krystaller mellom. På innsiden sitter tynne elektriske ledere i et rutenett, de gir en mengde krysningspunkter. I hvert punkt får en svak strøm krystaller til å stille seg opp og avgi lys i ulike farger; vi har fått en flat fargeskjerm.

LCD-elementer virker ved polarisering. Dette ser du i polaroid solbriller – de slipper bare gjennom vannrett lys så du unngår blending fra vann, snø/is eller bilpanser. LCD-skjermen har flere lag med slike flytende krystaller, og elektrodene i gitteret påvirker dem. Det første gitteret slipper gjennom vannrett lys. Når strømmen er avslått vil det vannrette lyset gå rett gjennom og havne i det vertikale gitteret og skape andre bilder – i den bakre glassplaten. Enkelt forklart.

Flatskjermens oldemor var en beskjeden svarthvit TV med katodestrålerør, der en elektronkanon sendte elektroner mot en bildeskjerm, der hundrevis av fosforpunkter reagerte og skapte et (ganske utydelig) bilde. Primitivt men spennende, på 1950-tallet. Her er verdens første serieproduserte TV. (Foto: RCA)

Bakgrunn

Krystallene sender ikke ut eget lys, men bruker bakgrunnslys eller reflektor for å lage bilder. Optiske filtre legges til hvitt på blå LCD-skjermer for å gi dem deres utseende.

LCD-skjermer brukes nå over alt – i TV, dataskjermer, instrumentpaneler, cockpitskjermer for fly, og innendørs og utendørs skilting. Små skjermer er nå vanlige i LCD-projektorer og digitale kameraer, klokker, kalkulatorer og mobiltelefoner.

Men: LCD blir etter hvert erstattet av OLED-enheter (Organic LED), som enda lettere bygges i ulike former, har kjappere respons, bredere fargespekter, uendelig fargekontrast og visningsvinkler, lavere vekt per skjermstørrelse og slankere profil – fordi OLED bruker ett enkelt glass- eller plastpanel; tykkelsen på panelene øker med størrelsen, men dette merkes enda mer i LCD.

OLED har også lavere forbruk fordi strømmen bare er på ved behov – OLED har ikke bakgrunnslys. Men de koster mer, pga de dyre materialene – fosforvarianter – som trengs.

Forsøk på å styrke konkurranseevnen til LCD er kvante-punktskjermer, kalt SUHD, QLED eller Triluminos. De har blå LED-bakgrunnsbelysning og en Quantum-film (QDEF), som endrer deler av blått til rødt og grønt, med omtrent samme effekt som en OLED-skjerm, men til lavere pris. Dette blir spennende å følge med på!

Instrumentpanel i form av full LCD-skjerm i en Mercedes 300 AMG. (Foto: Mercedes)

Mer om virkemåte

Hvert bildeelement (piksel) i en LCD er altså et sjikt molekyler mellom to hårtynne elektroder, gjerne indium-tinnoksid – to polariserende, loddrette og vannrette filtre.

Krystallene kan være av alkyler eller fenyler. Under spenning vris deres polaritet opptil 90 grader, og slipper gjennom lys. Hvert https://snl.no/piksel piksel består av tre LCD-elementer med primærfargene rødt, grønt og blått. Ved å styre lysintensiteten i de ulike fargene får hvert bildeelement sin egen farge.

En kritisk egenskap er hvor kjapt bildet oppdateres, viktig for skarp visning av levende bilder (og for dataspill i baksetet!).

De tidlige LCD-skjermene, i bærbare PC ´er, hadde passiv matrise. Da måtte hvert element holdes i gang mellom tilstanden av og på. Det ga langsom reaksjon, så skjermene passet ikke for TV.

Nå brukes aktive matriser. Hvert LCD-element styres av en tynnfilm-transistor (TFT). Transistorene i en og samme bildelinje er felles styrt. Også alle transistorer i samme vertikale linje er styrt slik. Bildet styres dermed i en lynkjapp matrise.

Fra starten av hadde vi bare LCD- og plasmaskjermer med ulike fordeler og ulemper. Det negative var at krystallene ikke helt dempet lyset, og derfor ga redusert (gråere) svartnivå og –kontrast. Der er OLED en klar konkurrent.

Matrisene der kan være passive eller aktive. I de aktive (AMOLED, Active Matrix OLED) har hvert bilde-element en ørliten tynnfilmtransistor som styrer lysstyrken, så det er styrematrisen som avgjør hva elementet gjør. Dette gir lynrask respons, viktig for TV.

En annen fordel med OLED er at skjermbelegget også kan trykkes på tynne, fleksible skjermer – som derfor kan rulles opp. Fargene er klarere og dynamikken større for OLED enn for LCD, og strømforbruket er lavt. En ulempe med OLED i forhold til LCD er at levetiden er lavere, pluss at OLED kan være mer følsom for fukt. Dette krever ekstra kapsling.

Så fort de bildeskarpe og fargeglade flatskjermene ble uttenkt, satte luringer seg ned og fant ut hvordan de kunne bruke dem uten mus, bare med en lett berøring, og the touch-screen var født – berøringsskjermen. (Foto: meetingtomorrow.com)

Berøringsskjerm

Ideen om berøringsskjerm kom ved E.A. Johnson i 1965. De første kom tidlig på 1970-tallet – ved CERN-ingeniørene F Beck og B Stumpe. En mer effektiv skjerm kom i 1973. Den første ble laget av G S Hurst i 1975, men ble først serieprodusert i 1982.

I dag støtter alle PC´er slik berøringsskjerm, og de fleste bærbare datamaskiner (og mobiltelefoner) har en slik. Produsenter er Acer, Dell, HP, Lenovo, Microsoft og noen til. Berøringspanelet er lagdelt, og ligger utenpå en vanlig flatskjerm. Skjermen er ofte LCD-, AMOLED- eller OLED, mens maskinen er en bærbar PC, et nettbrett eller en smarttelefon.

Brukeren gir input med pekepenn eller fingre. Den ytre skjermen er trykkfølsom og inneholder et rutenett av inputorganer koblet til prosessoren.

Er det ikke strålende, dere?

Les også: Hei sveis – smelt i vei

  • Arkiv

  • PHP Code Snippets Powered By : XYZScripts.com