BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
2009
PETRA SMOLOVÁ
PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA UNIVERSITY PALACKÉHO V OLOMOUCI KATEDRA EXPERIMENTÁLNÍ FYZIKY
KAPALNÉ KRYSTALY
VYPRACOVALA
VEDOUCÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE
Petra Smolová
RNDr. Renata Holubová, CSc.
Studující III. ročník Obor fyzika – matematika Studijní rok 2008/2009
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracovala samostatně pod vedením RNDr. Renaty Holubové, CSc. s použitím v závěru uvedené literatury.
V Olomouci dne 27. dubna 2009
……………………….
Děkuji vedoucímu práce RNDr. Renatě Holubové, CSc. za rady, které mi při plnění zadaného úkolu poskytla.
Bibliografická identifikace Autor: Petra Smolová Název práce: Kapalné krystaly Typ práce: Bakalářská práce Pracoviště: Katedra experimentální fyziky Vedoucí práce: RNDr. Renata Holubová, CSc. Rok obhajoby: 2009 Abstrakt: Cílem mé práce bylo provést rešerši dostupné literatury o kapalných krystalech, poznatky utřídit a sestavit studijní text pro potřeby přednášek z Fyzikytechniky-přírody a vybraných kapitol z fyziky na úrovni středoškolské a vysokoškolské. V druhé a třetí kapitole se věnuji popisu kapalných krystalů, zejména pak jednotlivým dělením. V kapitole číslo čtyři rozebírám teorie kapalných krystalů – teorii shluků molekul, teorii kontinua a molekulárně statickou teorii kapalných krystalů. V další kapitole se zabývám jednotlivými jevy, které jsou velmi důležité při jejich využití. Nejčastěji se kapalné krystaly využívají v displejích, zejména pak LCD. Jejich základní vlastnosti jsou vylíčeny v kapitole sedmé. Pro lepší porozumění jsem přidala vlastní experiment s LCD televizorem, kde jsem pozorovala základní vlastnosti, které jsou důležité pro určení kvality displeje. V předposlední kapitole se pouze stručně zmiňuji o nejčastějších vadách a poslední kapitola slouží pro porovnání dvou různých typů televizorů, kde jedním je již zmiňovaný LCD a druhý je klasický. Jelikož je celá práce určena studentům a učitelům středních a vysokých škol, mojí snahou bylo sepsat tuto práci uceleně, srozumitelně a názorně. Klíčová slova: kapalné krystaly, teorie kapalných krystalů, fyzikální vlastnosti kapalných krystalů, jevy v kapalných krystalech, displej, LCD televizor Počet stran: 51 Počet příloh: 4 Jazyk: český
Bibliographical identification Author: Petra Smolová Title: Liquid Crystals Type of thesis: Bachelor thesis Department: Department of experimental physics The year of presentation: 2009 Abstract: The aim of the work was to make a summary of available sources about the liquid crystals. The information were sorted and completed as a didactic text on the secondary and the university level, to be used during physics – technical – natural lectures. I dedicated the second and the third chapter to the liquid crystal description, particularly to the individual dividing. In chapter four I clarify the liquid crystals theory – the molecular clumps theory, the theory of continuity and the molecular statistic theory of liquid crystals. The next chapter I devote to the individual effect in liquid crystals that are very important for their application. They are used the most at displays, particularly LCD. Their primary characteristics are explained at the seven chapter. To make more understandable I added my own experiment with the LCD TV, where I monitored the basic characteristic that are important for quality determination. The last but one chapter briefly points out the most common mistakes and the last chapter is determined to comparison of two different types of televisions, an LCD TV and a conventional type. Since the whole work is addressed to the students and the teachers at secondary schools and universities I have tried to write it coherently, understandably and illustratively. Keywords: liquid crystals, liquid crystals theory, psysical effect in liquid crystals, display, LCD television Number of pages: 51 Number of appendices: 4 Language: Czech
OBSAH 1.
ÚVOD....................................................................................................................... 9
2.
POČÁTEK KAPALNÝCH KRYSTALŮ........................................................... 10
3.
KAPALNÉ KRYSTALY...................................................................................... 11
4.
3.1
Nematické kapalné krystaly............................................................................ 14
3.2
Smektické kapalné krystaly ............................................................................ 16
3.3
Cholesterické kapalné krystaly ....................................................................... 18
TEORIE KAPALNÝCH KRYSTALŮ............................................................... 20 4.1
Teorie shluků (rojů) molekul .......................................................................... 20
4.2
Teorie kontinua kapalných krystalů................................................................ 20
4.3
Molekulárně statická teorie kapalných krystalů ............................................. 21
5.
FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI KAPALNÝCH KRYSTALŮ ............................. 22
6.
JEVY V KAPALNÝCH KRYSTALECH .......................................................... 23 6.1
Orientující účinek elektrického a magnetického pole..................................... 23
6.2
Dynamický rozptyl ......................................................................................... 24
6.3
Paměťový jev .................................................................................................. 25
6.4
Fotovoltaický jev ............................................................................................ 26
6.5
Elektrooptický jev........................................................................................... 26
6.6
Kerrův jev v izotropních fázích nematik ........................................................ 27
7.
DISPLEJ Z KAPALNÝCH KRYSTALŮ .......................................................... 28
8.
TELEVIZOR 37LG3000...................................................................................... 33 8.1
Rozlišení ......................................................................................................... 33
8.2
Rozměry zobrazovací plochy.......................................................................... 34
8.3
Doba odezvy ................................................................................................... 34
8.4
Pozorovací úhel............................................................................................... 34
8.5
Poměr stran ..................................................................................................... 35
8.6
Geometrie, ostrost ........................................................................................... 36
8.7
Jas.................................................................................................................... 36
8.8
Kontrast........................................................................................................... 37
8.9
Vstupní porty .................................................................................................. 37
8.10
Velikost........................................................................................................... 37
8.11
Stabilita a životnost......................................................................................... 38
9.
8.12
Příkon.............................................................................................................. 38
8.13
Progressive scan.............................................................................................. 39
8.14
Interpolace ...................................................................................................... 39
NEJČASTĚJŠÍ VADY LCD MONITORŮ........................................................ 40
10. POROVNÁNÍ DVOU RŮZNÝCH TYPŮ TELEVIZORŮ .............................. 41 ZÁVĚR .......................................................................................................................... 45 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY......................................................................... 46 SEZNAM OBRÁZKŮ .................................................................................................. 48 SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK ................................................ 49 SEZNAM TABULEK................................................................................................... 50 SEZNAM PŘÍLOH....................................................................................................... 51
1.
ÚVOD Kapalné krystaly mají využití v mnoha odvětvích, jako je např. optika, medicína,
biologie. Největší význam mají však v zobrazovací technice, v tomto případě se jedná o LCD displeje využívané u televizorů, notebooků, monitorů PC. Lze říci, že nejpoužívanější technologií dnešní doby je technologie využívající kapalné krystaly. Její využití je velmi široké a rozmanité. Právě popisem kapalných krystalů se budu zabývat v této práci. Její problematiku bych chtěla vysvětlit srozumitelně, názorně a uceleně, aby jí porozuměl i úplný laik. Dříve se kapalnými krystaly zabýval málokdo, protože byly považovány pouze za určitou zajímavost. Až v poslední době prošly bouřlivým vývojem. Z toho důvodu je velmi málo literatury na toto téma. Nesehnala jsem dílo, které by se zabývalo celou problematikou. Tudíž se ve většině mé práce budu obracet na knihu pana Sodomky a pana Fialy, kteří z mého hlediska mají toto téma nejlépe zpracované. Nenajdeme tam však veškeré informace, které budou potřeba. Mnoho informací si také můžeme dohledat na internetu. Jejich velkou nevýhodu však vidím v tom, že jsou velmi nepřehledné, zejména internetové stránky paní Glogarové. A ve velké většině případů se stejně nedozvíme nic nového. Jak jsem se již zmínila, největší využití mají kapalné krystaly v displejích, proto bych ke konci své práce chtěla vyzkoušet vlastnosti LCD televizoru, a tím zjistit, co je podstatné vědět, abychom správně určili jeho kvalitu. Cílem mé práce je vytvořit ucelený materiál, který by mohl posloužit k dalšímu studiu, dokázal by srozumitelně popsat danou problematiku, ale také bych chtěla, aby pomohl při rozhodování, který typ LCD televizoru použít.
9
2.
POČÁTEK KAPALNÝCH KRYSTALŮ Kapalné krystaly byly objeveny v roce 1888 na Německé univerzitě v Praze
botanikem Friedrichem Reinitzerem. Mnoho let se jim nikdo příliš nevěnoval, byly považovány pouze za určitou kuriozitu. Až prudký rozvoj základního a aplikovaného výzkumu nastartoval využití nematického krystalu pro konstrukci prvního displeje v roce 1968. Kapalné krystaly jsou jedním z mála typů supramolekulárních materiálů využívaných v technice a staly se elektronickými materiály dnešní doby. V současnosti je studium kapalných krystalů širokým oborem, který nachází uplatnění např. ve: 1. Fyzice – mapování magnetických polí. 2. Akustice – akustická holografie, vizualizace akustických vln. 3. Optice – optické vlnové destičky, optické filtry – barevné, neutrální, proměnné. 4. Medicíně – diagnóza rakoviny, zjišťování teploty kůže, indikátory sterilizace. 5. Biologii – studium rakoviny buněk, indikátory sterilizace. 6. Počítačové technice – čtecí terminály počítačů. 7. Technice – reklamní technika, světelné spínače, číslicové hodiny. 8. Použití pro praktické potřeby – ukazatelé skóre, indikátory teploty sporáků a kuchyňských přístrojů.
10
3.
KAPALNÉ KRYSTALY Kapalné krystaly je název pro mezifáze (mezofáze), které můžeme zjistit u
některých látek zejména organických s podlouhlými molekulami tyčovitého tvaru při přechodu od pevného do kapalného stavu. Jsou to metastabilní stavy, které se jeví jako mikroskopické uspořádání mezi „ideálním“ pořádkem krystalu a nepořádkem kapaliny (obr. 1). Takové stavy nazýváme textury.
Obr. 1. Schéma strukturních typů krystalu, smektika, nematika, kapaliny. [2]
Kapalné krystaly vykazují základní vlastnosti kapalin (tekutost – nabývají tvaru podle nádoby), ale také krystalů (anizotropie, optické vlastnosti). Friedrich Reinitzer při ohřevu cholesterylbenzonátu zjistil, že má dva body tání. Při 145,5°C taje v zakalenou kapalnou fázi, která při 178,5°C přejde v čistou kapalnou fázi. Při ochlazování jsou tyto přechody doprovázeny zabarvením, které přechází z fialové do modré barvy. Anizotropie kapalných krystalů se projevuje tím, že látky jeví dvojlom a optickou aktivitu. Optická aktivita je schopnost látek stáčet rovinu lineárně polarizovaného světla, která je způsobena rozdílným indexem lomu pro pravotočivě a levotočivě kruhově polarizované vlnění. Kapalné krystaly změnou svých optických vlastností reagují velmi citlivě na podněty, jako je teplota, tlak, různé druhy záření (ultrafialové, infračervené a ultrazvukové), na různé chemické vlivy, na elektrické a magnetické pole. Kapalné krystaly mohou velmi rychle reagovat změnou své struktury na vnější podněty díky té vlastnosti, že kapalný stav umožňuje rychlou výměnu molekul. Toto je možné pouze v kapalinách. Jsou to látky strukturně dynamické. Mezifáze mohou vzniknout dvěma základními procesy, v prvním případě je to ohřev původní krystalické látky a v druhém je to rozpuštění ve vhodném rozpouštědle. Díky tomu dělíme kapalně krystalické fáze do dvou základních skupin:
11
1. Termotropní – vznik mezifází je závislý na teplotě a jejich stabilita se pohybuje v určitém teplotním intervalu. V současnosti je známo přes 70 000 takových látek, ve velké většině se jedná o látky organické. 2. Lyotropní – skládají se z molekul rozpuštěných v polárním rozpouštědle, jakým je například voda. V těchto kapalných krystalech se vyskytuje kolem 90% vody.
Podle molekulárního tvaru (obr. 2) lze termotropní kapalné krystaly zařadit do jedné ze tří podskupin: 1. kalamitické (tyčinkovité), 2. diskotické (diskovité), 3. lomené (banánovité).
Obr. 2. Kapalné krystaly kalamitické, diskotické a lomené. [9]
Molekulární struktura termotropních kapalných krystalů je tvořena minimálně dvěma různými částmi. Jednu část tvoří aromatický zbytek (jádro či rigidní část) a flexibilní část (tvořena dlouhými řetězci). Tato struktura je důležitá pro indukování (vyvolání) částečného tání materiálu, ke kterému dochází v mezifázi. Diskotické kapalné krystaly jsou tvořeny jádry diskovitého tvaru, jádra jsou obklopená pružnými postranními řetězci. Tvorbu těchto fází ovlivňuje průměr a tvar jádra, typ, počet a poloha bočních řetězců a vyplnění prostoru molekulami. Kalamitické mezifáze jsou tvořeny nesymetrickými molekulami, jejichž minimální délka je 1300–1400 pm. Většina molekul tvořících kapalně krystalické fáze jsou právě kalamitické, tzn. že jedna osa je mnohem delší než další dvě. Z důvodu, že
12
molekuly musí udržovat prodloužený tvar a tím vytvářet interakce, které jsou podporou pro uspořádanost molekul v mezifázi, tedy musí být alespoň v určité části její délky rigidní. Schiffova báze (obr. 3) je příkladem takovéto molekuly.
Obr. 3. Schiffova báze. [9]
Molekuly diskovitého tvaru, jejichž molekuly jsou tvořeny jednou molekulární osou, která je mnohem kratší než další dvě, také tvoří mezifáze, kde k jejich tvorbě je zapotřebí rigidní centrální část. Tyto disky jsou tvořeny šesti až osmi prodlouženými rameny, které jsou podobné kalamitickým molekulám (obr. 4).
Obr. 4. Diskovité kapalné krystaly. [9]
Lomené kapalné krystaly se vyvíjejí až od roku 1996. Vazebný úhel molekul je zhruba 120° (obr. 5).
Obr. 5. Lomené kapalné krystaly. [9]
13
Díky mikroskopickému pozorování v polarizovaném světle můžeme rozeznávat tři skupiny kapalných krystalů: 1. nematické (nematika), 2. smektické (smektika), 3. cholesterické (cholesterika). Tyto mezifáze se liší způsobem vzájemné orientace molekul. U izotropních kapalin bychom toto pozorovat nemohli, protože ve všech směrech mají stejné fyzikální vlastnosti.
Obr. 6. Cholesterická fáze pozorovaná v polarizačním mikroskopu. [8]
Obr. 7. Smektická fáze pozorovaná v polarizačním mikroskopu. [8] Upraveno podle zdrojů [8,9] .
3.1
Nematické kapalné krystaly Nematická fáze je základní kapalnou krystalickou fází, která se stále využívá
v zobrazovacích aplikacích. Její struktura je tvořena vláknitou texturou. Jednotlivé molekuly jsou orientovány převážně jedním směrem a jejich polohy jsou výměnné
14
v trojrozměrném prostoru. Směr orientace se nazývá direktor, značí se N. Těžiště molekul nevykazuje v žádném směru uspořádání, tzv. orientační uspořádání, které je pro nematické kapalné krystaly typické. Molekuly rotují kolem své krátké i dlouhé osy, navíc tato rotace vykompenzuje molekulární dipólové momenty. Přestože jednotlivé molekuly nejsou dokonale rovnoběžné, v jejich orientaci převládá určitý směr, který popisuje direktor. Směr osy je popsán jednotkovým vektorem n, který nazýváme axisor. V tomto uspořádání je axisor funkcí polohy r : n = n(r ) . Axisory jsou rozloženy kolem direktoru. Stupeň orientace S vyjadřuje dokonalost uspořádání nematické mezifáze. Pro dokonalou orientaci platí S = 1 a pro dokonalou dezorientaci S = 0 .
Obr. 8. Schematické znázornění nematické fáze. [8]
Tato struktura se blíží struktuře krystalu. V tenké vrstvě dosahujeme velmi dokonalého uspořádání nematik, vrstva je umístěna mezi dvěma povrchy. Nejvíce používanými povrchy jsou rovinná planparalelní skla. Jestliže jsou molekuly uloženy ve vrstvě s podélnou osou rovnoběžnou s povrchem, nazýváme toto uspořádání homogenní (obr. 9a), v případě, že jsou kolmé k povrchu tenké vrstvy, jedná se o homeotropní uspořádání (obr. 9b).
Obr. 9a, 9b Homogenní a homeotropní uspořádání molekul. [2]
Takovéto vrstvy jeví optické vlastnosti krystalu. Nematika jsou strukturně stejná s jednoosými krystaly, jeví také silný dvojlom.
15
Většinou se nematická struktura objevuje u látek, které jsou tvořeny protáhlými molekulami. Do této skupiny patří organické látky s protáhlými molekulami. Látka není opticky aktivní nebo je tvořena směsí, která má stejné zastoupení pravotočivých i levotočivých molekul. Paraazoxianizol (PAA) je příkladem nematika, jeho nematická oblast se nachází v rozmezí 116–136°C. Nematika, která mají nematickou konfiguraci v okolí pokojové teploty, jsou nejvíce důležitá pro použití, takovým příkladem je látka zkráceně značená MBBA, jejíž interval je 22–42°C. Nematika dostala svůj název z toho, že vláknité útvary lze pozorovat na mikrofotografiích v polarizovaném světle (řecky nema znamená vlákno). Upraveno podle zdrojů [1,2] . U nematických kapalných krystalů můžeme jejich vláknitou texturu znázornit pomocí zápalek v krabičce, kde jednotlivé zápalky mohou změnit svou polohu i přesto, že jsou uloženy rovnoběžně.
3.2
Smektické kapalné krystaly Při ochlazování z izotropní kapalné fáze tvoří kapalné krystaly nematickou fázi,
při dalším poklesu teploty přecházejí do fáze smektické. Smektické kapalné krystaly jsou tvořeny protáhlými molekulami, které jsou uspořádané do vrstev. Tloušťka vrstev je 2 až 3 nm. Tyto vrstvy jsou relativně tuhé, ale snadno po sobě mohou klouzat: krystal teče podél těchto rovin (tzv. dvojrozměrná kapalina), dochází k tečení roviny. Každá vrstva je tvořena dvojrozměrnou kapalinou, protože uvnitř každé této vrstvy dochází k výměně molekul, kde je zachován také jejich směr. Smektika můžeme dělit do dvou skupin:
1. Ortogonální smektika – molekuly jsou rovnoběžné s normálou vrstev. 2. Smektika s nakloněnými molekulami – tvoří jej fáze, kde molekuly svírají s normálou vrstev nenulový úhel, který se mění s teplotou a dosahuje až 40°.
Dále je můžeme dělit podle stupně pořádku a podle orientace molekul uvnitř vrstvy. V tomto případě existuje osm různých typů smektických kapalných krystalů,
16
které jsou označovány písmeny A – H. Schematické uspořádání molekul znázorňuje obr. 10.
Obr. 10. Smektika strukturních typů A, B, C, N je direktor. [2]
Jednotkový vektor střední orientace molekul je u smektického typu A kolmý na rovinu vrstvy, ve které však neexistuje pořádek na dlouhé vzdálenosti. Tento typ se značí SmA. U smektického typu B direktor svírá s normálou vrstvy úhel θ , značí se SmB. Existují i smektika typu B v kubické plošně centrované symetrii. U smektika typu C molekuly vytvářejí ve vrstvě válce s radiálním uspořádáním molekul v každém válci. Také roztoky mýdla tvoří smektikum, to je zapříčiněno tím, že pohyblivostí molekul v roztoku se vytvářejí textury v mýdlových bublinách (obr. 11).
Obr. 11. Vytváření stěn mýdlových bublin ze smektik. [2]
Mezi dvěma povrchovými smektickými vrstvami je roztok molekul. Přecházejí-li molekuly z roztoku do vrstvy, bublina roste. Při zmenšování poloměru bubliny je tomu naopak. Upraveno podle zdrojů [1,2] . Tuto strukturu můžeme také přirovnat ke kostkám cukru v krabici, kde jednotlivé kostky můžeme navzájem posunovat, aniž by došlo ke zhroucení struktury.
17
3.3
Cholesterické kapalné krystaly
Nematické stočené textury Z nematik lze uměle vytvářet textury s jinou symetrií, než má jejich vláknitá textura. Jestliže mezi dvěma skleněnými deskami vytvoříme homogenní nematickou texturu, kde jednu oproti druhé natočíme o 90°, vytvoří se textura se šroubovou osou. Každá molekula, která leží na povrchu destiček, se stočí o 90° a ve vrstvě postupně vytvoří spirálu. Takovouto texturu nazýváme nematická stočená textura se stočením o 90°. Temné zorné pole pozorujeme u takové vrstvy, která je umístěna mezi dvěma rovnoběžnými polarizátory. Tudíž aby se látka stala opticky aktivní, je zapotřebí pouze polarizační rovina.
Cholesterické textury U cholesterika musí být molekuly asymetrické (opticky aktivní). Tato textura je tvořena nematickými rovinnými texturami vrstvenými nad sebou, každá spodní rovina je stočená pouze o malý úhel vzhledem k vrchní nematické rovině. Při růstu počtu vrstev docházíme ke stavu, kde molekuly jsou oproti původní vrstvě stočeny do opačného směru. To je způsobeno tím, že stočení postupuje od vrstvy k vrstvě. Celý krok spirály se zakončí tím, že se molekuly dostanou do vrstvy stejně orientovaného směru jako v původní vrstvě (dojde ke stočení po stejném počtu vrstev). Dále se vše opakuje. Sloupec, kde nad sebou leží molekuly, tvoří šroubovici. Cholesterické uspořádání ilustruje obr. 12.
Obr. 12. Struktura cholesterik. [2]
18
Tyto látky také můžeme uměle vytvořit z nematik. Jestliže k nim přidáme opticky aktivní látky, dojde ke stočení nematických rovinných textur. Mezi
takovéto
látky
patří
estery
cholesterolu,
např.
cholesterylacetát,
cholerylbenzoát a další. Jsou to právě ty látky, které tvoří popsanou spirálovou texturu v přirozeném stavu. Upraveno podle zdrojů [1,2] . Šroubovitou strukturu lze také znázornit pomocí balíčku karet. Jednotlivé karty představují uspořádanou vrstvu, kde se mohou posouvat a otáčet, přitom vzájemná poloha molekul se ve vrstvě zachovává.
19
4.
TEORIE KAPALNÝCH KRYSTALŮ I přesto, že několik desítek let probíhá studium kapalných krystalů, neexistuje
jediná, univerzální teorie tohoto stavu látek. Jsou však vypracovány jednotlivé teorie, jako je teorie shluků molekul, kontinua nebo molekulárně statická teorie, ve kterých můžeme vyjádřit jejich vlastnosti.
4.1
Teorie shluků (rojů) molekul Tato teorie je jedna z nejuspokojivějších a nejstarších teorií. První, kdo ji
vypracoval, byl E. Bose v roce 1907. Molekuly podle této teorie nejsou orientovány stejným směrem v celém objemu kapalného krystalu, ale díky přitažlivým silám se seskupují do útvarů, kde vytvářejí shluky (roje) rovnoběžných molekul nebo jsou alespoň přibližně rovnoběžné ve směru. Shluky mají řádově rozměry 10 −7 m a obsahují zhruba 10 5 molekul. Neorientovaný vzorek je tvořen různě orientovanými oblastmi (doménami), v nichž je paralelní uspořádání molekul (shluků). Jednodoménový monokrystal vytváří vnější orientující působení. Zorné pole se zatemní, jestliže vložíme rovinný vzorek nematik s optickou osou, která je kolmá na jeho rovinu ležící mezi zkříženými polarizátory. Při teplotách blízkých teplotě přechodu v izotropní kapalinu vidíme záblesky (bodové) v zorném poli. To může naskytnout pouze v případě, jde-li o vrstvu vzorku dostatečně silnou. Tyto záblesky dáváme za příčinu odrazům vlivem tepelných fluktuací na stočených rojích molekul. Velikost těchto rojů je asi 4 ⋅ 10 −7 m. Teorie shluků molekul výborně souhlasí s chováním nematik, vysvětluje jejich dvojlomnost a některé další vlastnosti. Oproti tomu nevysvětluje chování kapalných krystalů v tenké vrstvě nebo v malém objemu.
4.2
Teorie kontinua kapalných krystalů Tato teorie je založena na mechanice kontinua. Jedná se o nejužívanější a
nejúspěšnější teorii kapalných krystalů. Díky ní jsme schopni vyložit téměř všechny skutečnosti, které souvisejí s jejich vlastnostmi.
20
4.3
Molekulárně statická teorie kapalných krystalů Tato teorie vznikla v letech 1947–1960, kterou zavedli W. Maier a A. Soupe. Zde
jsou základní příčinou nematického stavu disperzní síly vzájemného působení mezi molekulami kapalných krystalů. Nematické uspořádání vzniká vlivem dipól-dipólové části disperzního působení mezi molekulami. V této teorii je zapotřebí provádět ještě měření na více vzorcích, abychom potvrdili její univerzálnost. Jedná se o molekulární teorii. Upraveno podle zdroje [1] .
21
5.
FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI KAPALNÝCH KRYSTALŮ Vnějšími poli, tvarem i vlastnostmi stěn nádob, ve kterých jsou kapalné krystaly
umístěny, můžeme lehce ovlivnit jejich strukturu. Tyto vlastnosti jsou zejména nezbytné k orientaci a uspořádání vzorků, které využíváme nejen ke studiu, ale zvláště pro aplikace v displejích. Skleněné planární cely se známou tloušťkou jsou používány jako nádobky. Vnější části skel jsou pokryty průhlednými elektrodami, sloužícími k přiložení elektrického pole. Jsou vytvořeny tak, aby se molekuly mohly zachytit specifickým způsobem, tj. dlouhou osou rovnoběžnou s daným směrem na povrchu (planární kotvení), dlouhou osou kolmou na povrch (homeotropní kotvení) nebo šikmo k povrchu pod daným úhlem. Uspořádání se přenáší od povrchu dovnitř, to je způsobeno tím, že probíhá vzájemné působení mezi molekulami. Uvnitř vzorku také můžeme ovlivnit uspořádání molekul pomocí magnetického či elektrického pole. Důležité při přípravě vzorků, ale také pro aplikace, je zajištění kotvení molekul jak do směru, tak i do síly. Jestliže leštíme sklo jedním směrem, získáme planární kotvení v daném směru, toto sklo je však pokryto polymerem, např. PVC. Slabé planární nebo šikmé kotvení vyvolá napaření SiO na vnější část pod daným úhlem. Homeotropní kotvení získáme např. nanesením lecitinu na povrch skel. Upraveno podle zdroje [8] .
Slabé vnější působení různých fyzikálních sil může ovlivnit vnitřní uspořádání kapalných krystalů, a tím i jejich vlastnosti: 1. V displejích z kapalných krystalů se využívá změny propustnosti světla působením elektrického pole. 2. V závislosti na teplotě mění vrstva cholesterických kapalných krystalů barvu odraženého světla. Tato vlastnost se využívá při diagnostice lidských tkání. Projevuje se v počátku nemoci změnou teploty. Látka z kapalných krystalů se potom používá jako citlivý indikátor teploty. 3. Smektický kapalný krystal přejde v kapalinu, jestliže dojde k oteplení vyvolané laserovým paprskem. Tuto vlastnost používáme k záznamu informací.
22
6.
JEVY V KAPALNÝCH KRYSTALECH
6.1
Orientující účinek elektrického a magnetického pole Na kapalných krystalech působí magnetické a elektrické pole, které se projevuje
orientujícím účinkem molekul. Příčinou je magnetická a elektrická anizotropie molekul. V těchto molekulách se v přítomnosti magnetického pole indukují magnetické momenty, jejichž směr je opačný než směr magnetické indukce magnetického pole. Velká část organických molekul je diamagnetická. Jev je pozorovatelný u sloučenin, které obsahují aromatická jádra. „Jestliže je rovina šestiúhelníku kolmá na směr magnetické indukce, chová se jako vodivý závit, v němž magnetické pole indukuje proud. Magnetické pole se indukovaným polem aromatické smyčky lokálně dehomogenizuje, a tak dochází k silovému působení na uvažovanou smyčku molekuly k jejímu pohybu. Energie molekuly se vlivem magnetického pole zvětšila. Je-li aromatická smyčka rovnoběžná s vektorem indukce magnetického pole, aromatické jádro má nejnižší energii, takže se molekuly kapalných krystalů obvykle se dvěma vázanými aromatickými jádry orientují ve směru magnetické indukce. Vazebná energie jednotlivé molekuly do směru magnetické indukce je malá, a to 10 6 krát nižší, než je její tepelná energie. U nematik je tomu tak, že molekuly se stáčejí současně, v tom případě je vazebná energie značně větší než energie tepelná a vzorek je orientován do směru magnetické indukce jako celek. Stěny nádoby a povrch kapalných krystalů jsou také místy, kde molekulární síly brání orientaci do směru magnetické indukce. Tyto síly působí pouze na krátké vzdálenosti. Jestliže současně působí magnetické pole do dané vzdálenosti, tak se projevuje také účinek molekulárních sil, který nazýváme délka magnetické koherence (obr. 13) ξ = ξ (B ) , závisející na magnetické indukci B a dané vztahem
xξ =
C , B
(1)
kde C je součinitel úměrnosti (řádově 10 −6 T.m.), x je délka magnetické koherence, ζ je magnetická koherence“. [1, str. 438]
23
Obr. 13. Schematické znázornění délky magnetické koherence. [2]
Elektrické pole má podobně orientující účinky na nematika. U cholesterika je tomu tak, že pole orientuje spirálovitě stočené molekuly do jednoho směru, tím se spirála rozvine a v konečné fázi dojde k přechodu od cholesterické v nematickou fázi.
6.2
Dynamický rozptyl
,,Na nematika nemá elektrické pole pouze účinek orientující, ale za určitých podmínek také dezorientující, který vede k silnému rozptylu světla. Pro lepší vysvětlení a popis použijeme PAA. Právě tyto látky mají permitivitu ε k ve směru osy kolmé na podélnou osu molekuly větší než permitivu ε r ve směru osy molekuly. Mezi dvě průhledné elektrody vložíme homogenní vrstvu PAA, jejichž tloušťka je 30 µ m. Při připojení elektrod ke zdroji o napětí U=5V dostaneme orientující účinek elektrického pole. Jestliže překročíme uvedené napětí Up, změní se nematická struktura na buňkovitou, dochází k přerušení uspořádání. Při dalším zvýšení napětí dosáhneme dalšího prahového napětí Ut, kde dochází k silné dezorientaci molekul. To se projeví tím, že dochází k velkému rozptylu světla na vrstvě. Tato vrstva se zakalí. Hydrodynamické pohyby doprovází dezorientaci molekul. Při sledování prachových zrnek zjistíme, že částice prášku cirkulují po uzavřených trajektoriích. Při dalším překročení prahového napětí Up se stane proudění turbulentním a v těchto látkách vzniknou elektrohydrodynamické nestability, které způsobí dynamický rozptyl. Ve vrstvě nematik s homogenním uspořádáním vznikne za běžných podmínek vlivem tepelných fluktuací statická dezorientace (ztráta orientace) axisorů n lépe, direktoru N (obr. 14). Pro lepší orientaci si dezorientaci představíme periodicky. Přiložíme-li elektrické pole o intenzitě E kolmé na vrstvu, vznikají v důsledku anizotropie elektrické vodivosti příčné elektrické proudy
24
ve směrech kolmých na intenzitu, tj. ve směru direktoru. Na konkávně zakřivených čarách molekul dojde k akumulaci kladných a záporných nábojů, které vytváří dodatečně příčné elektrické pole E p . Toto příčné pole se skládá s původním polem E ve výsledné pole Et = E + E p , které pak stačí molekule. Navíc dojde vlivem tohoto pole k proudění kapaliny, která po složení obou působících vlivů cirkuluje. Po překroční určité rychlosti vznikne turbulentní proudění a dojde k dynamickému rozptylu světla na proudící kapalině. K dynamickému rozptylu dojde i při působení střídavého elektrického pole dostatečně nízkých frekvencí, které umožní ještě akumulaci nábojů.“[1, str. 439]
Obr. 14. Struktura nematik. [2]
6.3
Paměťový jev „Původně průhledná vrstva, jejíž tloušťka je 6 µm , zmatní a stane se
neprůhlednou, jestliže vložíme směs nematik a cholesterik s negativní dielektrickou anizotropií jako dielektrikum mezi průhledné elektrody a na tyto elektrody připojíme napětí o rozsahu 25V–35V. Jestliže napětí vypneme, vrstva zůstane dlouhou dobu neprůhledná a zakalená. V případě, že elektrody připojíme ke střídavému elektrickému signálu kilohertzové frekvence, získáme průhledný stav vrstvy velmi rychle.“[1, str. 442] „Podstata paměťového jevu spočívá v tom, že vlivem napětí dojde k dezorientaci cholesterických spirál. Tento stav je stabilní a trvalý. K původnímu uspořádání nematicko-cholesterické struktury dojde teprve střídavým elektrickým signálem. Vrstva si udržuje informaci původního elektrického pole a má paměťové vlastnosti.“[1, str. 442]
25
6.4
Fotovoltaický jev Při osvětlení elektrody s kapalným krystalem vznikne napětí nezávisle na plošné
velikosti elektrody. Na směru dopadajícího záření závisí směr intenzity vzniklého elektrického pole. Přerušíme-li světelný tok, zanikne elektrické napětí. Jestliže je osvětlení slabé, pak je monotónní závislost mezi intenzitou osvětlení a fotovoltaickým napětím. Při intenzivním osvětlení dochází k nasycenému stavu. Napětí roste za jiných stálých podmínek v závislosti na vlnové délce užitého světla. Tento jev probíhá od milisekund po sekundy a závisí na druhu kapalného krystalu, použitém zářiči a na teplotě. Může současně nastat s jevem elektrooptickým, to umožní realizaci displeje. [1, str. 446]
6.5
Elektrooptický jev „Tento jev je zapotřebí pozorovat na uspořádaných smektických mezofázích.
Užijeme-li
smektogenní
látky s kladnou
dielektrickou
anizotropií,
dostaneme
homeotropní smektickou vrstvu, která je zcela průhledná. Zahřejeme-li takto připravenou uspořádanou vrstvu nad teplotu přechodu nematické mezofáze nebo izotropní kapaliny, vznikne v místech přehřátí fokálně kónická (konfokální) textura, event. zcela neuspořádaná oblast, která proti dokonale uspořádané neohřáté části rozptyluje světlo, takže se při průchodu světla zatemní. Chceme-li, aby tento jev probíhal rychle, je výhodné užít vrstvu předehřátou těsně pod teplotu přechodu a dohřívat jednotlivé části vrstvy, např. svazkem infračerveného laserového záření fokusovaného na absorbující vrstvu průhledné elektrody. Předehřátím si neuspořádaná část vrstvy po rychlém ochlazení zachovává svou neuspořádanost a jeví po dlouhou dobu rozptylové vlastnosti, toto představuje paměťový jev. Vymazat neuspořádané oblasti ve smektické vrstvě je možné opět jejím přehřátím za současného působení elektrického pole. Tento jev nazýváme pak elektrotermooptický jev nebo také FATE. K lokálnímu ohřevu vrstvy je možné použít lasery, pracující v oblasti vlnových délek 0,8 až 1,5 µ m, pro které má průhledná vodivá vrstva největší absorpci (kolem 35%).“[1, str. 447]
26
6.6
Kerrův jev v izotropních fázích nematik Definice Kerrova (elektrooptického) jevu nám říká, že dvojlom lze vyvolat
působením elektrického pole.V případě „že se některá kapalina nachází mezi deskami nabitého kondenzátoru, tak se může u ní projevovat dvojlomnost. Taková látka se pak chová jako jednoosý krystal s optickou osou rovnoběžnou se směrem elektrického pole. Pokud světlo dopadá kolmo na optickou osu, nedochází ke změně směru paprsků, ale po výstupu z kondenzátoru je mezi řádným a mimořádným paprskem dráhový rozdíl
δ = (ne − no )l = Bλ0 IE 2 ,
(2)
kde ne je index lomu mimořádného paprsku, no index lomu řádného paprsku, l je vzdálenost desek kondenzátoru, E je intenzita elektrického pole, λ0 je vlnová délka vstupujícího světla a B označuje tzv. Kerrovu konstantu.“ [15] V našem případě Kerrův jev slouží ke studiu pretranzitního stavu. Pretranzitní stav je přechodný stav s příslušným teplotním intervalem, kdy se z přechodu z nematického uspořádání v izotropní kapalinu nestává ihned po změně teploty izotropní uspořádání. Existuje určitý teplotní interval, ve kterém pozvolna dochází k přechodu od méně dokonalého v dokonale neuspořádaný stav izotropní fáze. Kerrův jev je velmi citlivý. Plyny 10 −22 mV-2, běžné kapaliny 10 −11 mV-2 (největší hodnota byla zjištěna u nitrobenzenu ( − 10 −11 mV-2)) mají nejnižší Kerrovu konstantu. U velké většiny látek byla tato konstanta naměřena záporná, kladných elektricky dvojlomných látek je podstatně méně, mezi ně např. patří PAA, MBBA. Tyto látky mají s nitrobenzenem srovnatelnou Kerrovu konstantu, také i o řád vyšší. [1, str. 448] Látky, které mají Kerrovu konstantu zápornou, se nazývají elektroopticky negativní, látky s kladnou Kerrovou konstantou jsou elektroopticky pozitivní.
27
7.
DISPLEJ Z KAPALNÝCH KRYSTALŮ Kapalně krystalický displej (z anglického označení Liquid crystal display,
zkratkou LCD) je elektronicky modulované optické zařízení zformované do tenkých, plochých panelů skládajících se z mnoha barevných nebo monochromatických pixelů, které je vyplněno kapalnými krystaly uspořádanými na přední straně světlými zdroji (zadní světlo) nebo reflektory. To je často využito v přístrojích běžících na baterie, protože potřebuje velmi malé množství elektrické energie. Každý pixel LCD displeje se skládá z vrstvy molekul uspořádaných mezi dvěma průhlednými elektrodami a dvěma polarizovanými filtry, osy polarizace jsou na sebe kolmé. Bez tekutých krystalů mezi polarizovanými filtry by světlo procházející jedním filtrem bylo blokováno filtrem druhým. Jestliže nedodáme elektrický proud molekulám kapalného krystalu, tak jsou v chaotickém stavu, mají v sobě elektrické náboje. Tím, že přes každý pixel aplikujeme malé elektrické náboje k průhledným elektrodám, jsou molekuly elektrostatickými silami zkroucené. Měnící se světlo prochází molekulami a povolí mu měnit světlo, které je interferováno přes filtry. Střídavý proud přeruší účinek světla, stává se slabým, téměř průhledným.
Obr. 15. Displeje s nematickým kapalným krystalem. [20]
28
Schéma LCD displeje (obr. 16): 1. Polarizující filtrovaný film s vertikálními osami polarizuje vystupující světlo. 2. Skleněná destička s ITO elektrodami. Tvary těchto elektrod budou určovat tvary, které se objeví, když je LCD displej zapnut. ITO elektrody jsou elektrody z india a oxidu cínu (z anglického označení Indium Tin Oxide). 3. Zkroucený nematický kapalný krystal. 4. Skleněná destička s běžným elektrodovým filmem (ITO) (s obyčejnou elektrodou). 5. Polarizující filtrovaný film s horizontálními osami blokuje průchod světla. 6. Odrážející povrch posílá světlo zpátky divákovi (v prosvětleném LCD displeji je vrstva nahrazena světlými zdroji).
Obr. 16. Schéma LCD displeje. [6]
Barevné LCD displeje V LCD displejích je každý jednotlivý pixel k dalším filtrům (pigmentové filtry, barevné filtry a filtr z oxidu kovu) rozdělen do tří celků nebo subpixelů, a to v pořadí do červeného, zeleného a modrého, tedy RGB (obr. 17.). Svítivost každého subpixelu je možné kontrolovat samostatně, jejich kombinací lze pak dosáhnout milionů barev. Barevné komponenty (subpixely) mohou být uspořádány v různých geometriích, v závislosti na použitém monitoru. Jestliže software zná, který typ geometrie je použit v LCD displeji, umí zvýšit viditelné rozlišení pomocí metody subpixel rendering. Tato technika je užitečná zejména pro použití vyhlazování (potlačení roztřepených okrajů) textu. Pro snížení rozmazávání pohybujících se obrázků, když pixely dostatečně rychle neodpovídají barevné změně, může být použita metoda nazývaná pixel overdrive (nejvyšší rychlost pixelů). Přeloženo ze zdroje [6].
29
Obr. 17. Detail LCD obrazovky. [14]
LCD displeje rozdělujeme na aktivní TFT (Thin-Film Transistors) a pasivní STN (Supertwist Nematic). Doposud jsou častěji používané aktivní displeje, které jsou však v některých případech nahrazovány pasivními LCD. Výhody a nevýhody u obou typů displejů jsou uvedeny v tabulce (tab. 1). Tab. 1. Výhody a nevýhody aktivního a pasivního displeje. [3] DISPLEJE aktivní
pasivní
čitelnost
v slabě osvětleném prostředí
i v jasném prostředí
kontrast
vysoký
závislý na okolním prostředí
vnímání
nutnost adaptace, mihotání
zdroj světla
jsou zdrojem světla, což vyžaduje využívají vnější zdroje,
setrvačnost
bez adaptace, mihotání
značný příkon, důležitá účinnost
malá spotřeba energie
nízká
větší
Obr. 18. Subpixely v barevných LCD displejích. [6]
30
Obr. 19. Simulace na LCD monitoru. [10]
Aby LCD displeje byly levnější, jsou často multiplexovány. V takovémto displeji jsou elektrody nahromaděny na jedné straně po sloupcích, kde každá skupina má svůj zdroj napětí. Oproti tomu na druhé straně displeje jsou elektrody seskupené po řádcích, kde každá skupina má svůj spotřebič napětí. V takovýchto skupinách má každý pixel jedinečnou kombinaci zdroje a spotřebiče, kde potom elektronika řídí zapínání zdrojů a spotřebičů. Důležitými faktory pro to, abychom znali kvalitu LCD displeje, je rozlišení, rozměry zobrazované plochy, doba odezvy, typ mřížky (pasivní nebo aktivní), pozorovací úhel, podpora barev, poměr stran, jas, kontrast, ale také vstupní porty (DVI, VGA nebo HDMI). LCD televizory jsou oproti plazmovým televizorům lehčí a přenosnější, mají vyměnitelné trubice podsvícení, šetří energii a vydávají mnohem méně tepla. V dnešní době se jedná spíše o individuální výběr, neboť na trhu je již velké množství LCD televizorů. Jedná se o neodmyslitelnou součást domácnosti, lidé si jej vybírají zejména podle toho, jaká úhlopříčka, velikost a design jim vyhovuje, ale také podle stojanů a držáků, kterými je možné přizpůsobit umístění přesně tam, kam si přejeme.
31
EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST V experimentální části mé bakalářské práce bych se chtěla věnovat nejčastějšímu využití kapalných krystalů, a to v displejích. Mým cílem je podrobně se seznámit s LCD televizorem, zjistit, na jakém principu funguje, co vše je nutné znát, abychom správně určili jeho kvalitu, ale také shromáždit nejčastěji se vyskytující vady. Pro mé účely jsem si vybrala televizor 37LG3000. Z důvodu, že nemám k dispozici další LCD televizor, bych ho chtěla porovnat s klasickým televizorem typu JVC AV-32H5SL, kde můžeme pozorovat rozdílné hodnoty a parametry.
32
8.
TELEVIZOR 37LG3000 Pro získání a ověření informací jsem použila televizor 37LG3000 (obr. 20)
Obr. 20. Televizor 37LG300. [11]
LG displej je rozsáhlá společnost z Jižní Koreje a druhý největší výrobce světa, po Samsung Electronics, největším světovým výrobcem elektroniky. Aktuálně tyto dvě společnosti dohromady ovládají téměř 50% celosvětového LCD trhu.
V tomto případě se jedná o aktivní LCD displej (zkratka TFT, z anglického označení Thin film tranzistor = tenký fóliový tranzistor). Každý pixel neboli obrazový bod je aktivně ovládán vždy jedním tranzistorem. Světlo a barva jsou dvě složky, které potřebujeme k tomu, aby vznikl obraz. Podsvětlující katody zajišťují světlo, zejména jde o světlo bílé, a je na LCD technologii, aby vyprodukovala potřebnou barvu. Tu získáme složením tří základních složek – červené, zelené a modré. Pro každou takovouto barevnou složku jednotlivého pixelu existuje tranzistor, který ovládá kapalné krystaly. Protože se každý pixel skládá ze tří různých subpixelů, mohou vzniknout až miliony různých barev. Kapalné krystaly však ještě nejsou schopny reprodukovat 32bitovou barevnou hloubku, tedy 16 777 216 barev.
8.1
Rozlišení Rozlišení je ve formě počet sloupců x počet řádků displeje. Udává počet
obrazových bodů, které obsahuje daný rozměr televize. V mém případě se jedná o televizi s rozlišením 1366x768 pixelů, tedy má 1366 bodů na šířku a 768 bodů na výšku. Celkové rozlišení v pixelech dostaneme vynásobením bodů. Čím větší počet
33
bodů máme k dispozici, tím máme kvalitnější obraz. V případě, že na obrazové zařízení pošleme obraz, který má menší rozlišení než toto zařízení, bude zpravidla interpolován a zvětšen. Naopak, má-li větší rozlišení, je reprodukován. Zde máme možnost jím posouvat nebo bude oříznut tak, že některé části obrazu tedy neuvidíme. Tento pojem nemusíme chápat pouze jako fyzický stav (hodnota), ale také jako parametr vstupujícího obrazu (signálu).
8.2
Rozměry zobrazovací plochy Rozměry zobrazovací plochy udává úhlopříčka obrazovky. Úhlopříčka obrazovky
je vzdálenost mezi jejími protilehlými rohy. Často uváděnou jednotkou je palec či centimetr (1 palec = 2,54 cm). Viditelná úhlopříčka pak určuje rozměr, který je skutečně využit pro zobrazení obrazu. Pro studovaný typ LCD televizoru je úhlopříčka 37,0 palce, ale úhlopříčka uváděná v centimetrech se v dostupné literatuře liší až o centimetr. Po provedení měření a přepočítání je úhlopříčka 94,0 cm.
8.3
Doba odezvy Doba odezvy je definována jako časový interval, který je u LCD televizorů
potřebný k tomu, aby jeden z jeho pixelů (obrazových bodů) přešel ze zhasnutého stavu do stavu rozsvíceného a naopak (černá-bílá-černá). Je to čas uváděný v milisekundách, kde čím nižší je tato hodnota, tím je zobrazování plynulejší a má příjemnější obraz. Při měření musíme brát v potaz, že normy a metody při měření doby odezvy se mohou u různých výrobců lišit, proto mezi sebou bezpečně můžeme porovnávat pouze přístroje stejné značky. Dříve byly hodnoty opravdu nepřijatelné, v dnešní době se dostáváme na velmi krátkou dobu. U televizoru typu 37LG3000 je doba odezvy 5 ms.
8.4
Pozorovací úhel Tento úhel udává informaci, z jakého místa se lze na obrazovku dívat tak, aby
obraz byl čitelný. Jedná-li se o malý - špatný pozorovací úhel, dojde k distorzi barev na několik blízkých odstínů, klesá kontrast. Oproti tomu přístroje s hodnotami kolem 170°
34
ve směru horizontálním i vertikálním jsou považovány za velmi slušné. Dosahují jich špičkové přístroje. Velká hodnota pozorovacího úhlu je do jisté míry také měřítkem jejich kvality. V tomto studiu jsem opět narazila na rozdílné hodnoty, které udává prodejce. V jednom případě se jedná o úhel 176° a ve druhém 178°. Jedná se již o zanedbatelný rozdíl a hodnota pozorovacího úhlu je velmi dobrá.
Obr. 21. Pozorovací úhly. [13]
V případě, kdy překročíme hodnoty pozorovacích úhlů, rapidně začneme ztrácet nejen kontrast, ale také barvy začnou blednout.
8.5
Poměr stran Poměr stran či formát obrazovky udává, jedná-li se o televizor klasický
(konvenční obrazovka) v poměru 4:3, nebo tzv. širokoúhlý v poměru 16:9, který je vhodný zejména pro moderní filmy, domácí kino, ale podporují jej také některé nové televizní pořady. 16:9 je formát širokoúhlý, protože šířka obrazovky je skoro dvakrát větší než výška. 4:3 je poměr šířky a výšky obrazovky používaný po dlouhou dobu. U některých dnešních přístrojů lze formát přepínat, v tom případě promítanému obrazu po přepnutí vzniknou černé okraje po stranách nebo nahoře a dole. Abychom si mohli plnohodnotně užít zážitek z filmu, je nutné, aby se formát vysílání shodoval s formátem zobrazovacího zařízení.
35
Obr. 22. Obvyklé poměry stran. [12]
8.6
Geometrie, ostrost Protože LCD televizory mají přesné uspořádání jednotlivých pixelů, přináší obraz
s dokonalou geometrií. Pixely odpovídají u výstupu z grafické karty bodům na obrazovce, obraz je tudíž čistý a ostrý (nerozmazává se), zejména to můžeme pozorovat u písma.
8.7
Jas Definice jasu nám říká, že se jedná o veličinu, která „je dána intenzitou světla
odebíraného lidským okem a vyzařovaného zdrojem nebo odrážejícího se od okolních povrchů“ [16] . Platí, že čím větší jas zařízení umožňuje, tím lepšího obrazu lze dosáhnout. Základní jednotkou je cd/m2, v některé literatuře se také uvádí nit. Hodnota jasu, kterou požadujeme, je závislá na okolním osvětlení, požadovaném kontrastu, pozorovací době a na konkrétní aplikaci. U LCD displejů je dostatečná hodnota v rozmezí 150 až 1500 cd/m2. V případě mého televizoru se jedná o jas v hodnotě 500 cd/m2. Pro srovnání si můžeme uvést některé případy: 1. Bílá v kině bývá 10 až 40 cd/m2. 2. Bílá na obrazovce černobílého televizoru 50 až 500 cd/m2. 3. Na pláži při přímém slunci 3000 až 6000 cd/m2.
36
8.8
Kontrast Kontrast udává hodnotu, která popisuje poměr svítivosti dvou sousedních bodů
obrazovky. Je jedním z faktorů, které určují její kvalitu. Jestliže jsou všechny barevné složky vypnuté, měla by být zobrazena barva černá, ale vždy tomu tak není (závisí na fyzikální vlastnosti kapalných krystalů a na jasu podsvětlujících katod). Zobrazit pouze černou dokážou vysokokontrastní monitory, u ostatních toho dosáhneme až při vypnutí panelu. Zpravidla platí, že čím větší je kontrastní poměr, tím lépe je obrazovka schopna zobrazit detaily scény s velice tmavými i světlými místy. Televizor, který jsem si vybrala, má kontrastní poměr 15 000:1.
8.9
Vstupní porty Pro LCD obrazovky jsou také hodnotné vstupní porty, jako jsou DVI, VGA nebo
HDMI. Televizor 37LG3000 obsahuje pouze vstupní port HDMI. Jedná se o zkratku z anglického označení Higt-Definition Multi-media Interface. „Je to rozhraní pro přenos nekomprimovaného obrazového a zvukového signálu v digitálním formátu. Může propojovat zařízení jako například satelitní přijímač, DVD přehrávač nebo A/V receiver s kompatibilním výstupním zařízením.“ [14] Tento vstupní port podporuje přenos videa ve trojí kvalitě, a to v high-definition, standardní nebo rozšířené, ale také osmikanálový digitální zvuk.
8.10 Velikost Velkou výhodou LCD televizorů je jejich velikost, což nám umožňuje snadnou montáž na stěnu či umístění přesně tam, kam si přejeme. Hodnoty televizoru, který používám ke svému studiu, mohu rozlišit na dvě části. Buď to jsou hodnoty pouze televizoru, nebo je v nich zahrnuta i velikost podstavce, který je jeho součástí. V prvním případě uvedu hodnoty bez podstavce, kde hloubka je 8,80 cm, výška 61 cm, šířka 91,9 cm a hmotnost je 17,2 kg. V případě druhém se jedná a hodnoty 22,9 cm, což je její hloubka, výška 67,4 cm, šířka 91,9 cm a nakonec hmotnost 20,7 kg.
37
8.11 Stabilita a životnost Stabilita a životnost jsou parametry, které na sebe navazují a jsou velmi důležité v mnoha aplikacích. Při výběru televizoru požadujeme dlouhou stabilitu obrazovky a závislost jasu by se neměla na budícím signálu měnit s časem. Tyto parametry jsou závislé na vlastním provedení displeje (např. fyzikální princip, čistota, použité materiály), způsobu buzení, ale také na okolních vlivech (teplota, vlhkost atd.). U mého televizoru se uvádí životnost 60 000 hod. Avšak nemůžu porovnat poznatky při koupi a nyní. Nebudou tak rapidní, poněvadž byl koupen na konci roku 2008 a je zapnut pouze výjimečně.
8.12 Příkon Jedná se o fyzikální veličinu vyjadřující elektrickou energii spotřebovanou elektrickým spotřebičem za jednotku času (1 s). Nižší spotřeba souvisí také s vyzařovaným teplem. V porovnaní s CRT televizorem jsou podsvětlovací katody šetrnější než jejich katodové dělo a spotřeba je až o polovinu menší. Pro zajímavost uvedu některé elektrické spotřebiče a jejich příkon: 1. Žárovka 25–200 W. 2. Vysavač 500–2000 W. 3. Varná konvice 1200–2000 W. 4. Televizor 70–300 W. V mém případě je spotřeba v běžném režimu 180 W, v pohotovostním režimu 1W. Jestliže znám příkon, mohu si snadno spočítat spotřebovanou energii za dobu, za kterou byla tato energie spotřebovaná. P=
E t
(3)
Měla jsem puštěný film, který trval 94 minut. Dosazením do vzorečku jsem zjistila, že za tuto dobu jsem spotřebovala E = 1,0152 MJ = 0,282 kWh. V praxi se používá jednotka kilowatthodina, značíme kWh (1 kWh = 3,6 MJ).
38
8.13 Progressive scan Televizor 37LG3000 obsahuje tzv. progressive scan. Je to systém, který eliminuje čáry a chvění na obrazovce, k tomu mu pomáhá interpolace pohybu. Díky tomu se vytváří přesný a ostrý obraz, jenž chrání naše oči a zabraňuje únavě. Na území Evropy se využívá televizní systém PAL (z anglického označení Phase Alternativ Line). Ve 25 snímcích respektive padesáti půlsnímcích za vteřinu pracuje se systémem 625 řádků
8.14 Interpolace Při změně rozlišení, které udává počet pixelů, dochází k interpolaci (je zapotřebí využít nižší rozlišení). Interpolace je jev, kdy se obraz roztáhne na celou plochu obrazovky a dojde k rozmazání. Ojedinělý případ, kdy lze rozlišení snížit, je u velkých obrazovek. Lze pak dosáhnout výborných výsledků, použijeme-li např. 1400x1100 a 700x550, jeden pixel je pak reprezentován 2x2 body.
39
9.
NEJČASTĚJŠÍ VADY LCD MONITORŮ
Vadný pixel či subpixel V každé literatuře se jako první vada uvádí vadný pixel či subpixel. Tato vada může vzniknout například chybou v kapalném krystalu nebo když je krystal chybně napojen na aktivní matici obrazovky. U různých technologií se může projevovat odlišně, např. vypadá jako světlý nebo černý bod v obrazu. Také může nastat situace, že vypadne pouze subpixel, v tomto případě se nezobrazí správná barva pixelu (např. vypadne-li nám zelený subpixel a celý pixel se má zobrazit žlutě, tak místo toho zobrazí červenou barvu, protože v RGB žlutá barva vznikne složením červené a zelené). Setkáme-li se s touto vadou, je to důvod k reklamaci, poněvadž v dnešní době je tato vada pokládána za velmi vážnou. Avšak záleží na prodejci, kolik vadných pixelů toleruje, například Samsung udává garanci nula vadných pixelů, ale u většiny ostatních se jedná celkově o tři vadné pixely.
Výskyt cizí částice Druhá vada je výskyt cizí částice, která se projevuje jako „mrtvý“ pixel s dvěma rozdíly. První rozdíl je ten, máme-li na obrazovce více vadných pixelů vedle sebe, s největší pravděpodobností se jedná o cizí tělísko. Projevuje-li se na různé technologii jako černý bod, jedná se o rozdíl druhý. Tato vada je také důvod k reklamaci.
Čárová vada Třetí vada se nazývá čárová (z anglického označení Line Defect). Projevuje se tím, že přes celou obrazovku budeme mít svislou nebo vodorovnou čáru. Obvykle nastane do dvou měsíců provozu.
Spot, Mura, Stain Mura Spot je vada kruhovitého tvaru, která se projevuje jako skvrna tmavého odstínu. Stain je vada, jehož skvrny jsou nepravidelného tvaru, a poslední z vad nazývaná Stain Mura má také skvrny nepravidelného tvaru, které jsou navíc ostře ohraničené. Všechny tyto tři vady mají velikost nad pět mm. Při jejich výskytu je také nutnost reklamace.
40
10. POROVNÁNÍ DVOU RŮZNÝCH TYPŮ TELEVIZORŮ Poněvadž nemám k dispozici další LCD televizor, pro lepší přehled o funkci a kvalitě televizoru 37LG3000 jsem použila pro mě nejlépe dostupný klasický televizor JVC AV-32H5SL. V tabulce (tab. 2) jsem porovnala hodnoty a parametry, které můžeme vyčíst z literatury (hodnoty dané) a které jsem sama získala, naměřila (hodnoty získané).
Tab. 2. Hodnoty televizorů 37LG3000 a JVC AV-32H5SL. 37LG3000 Dané hodnoty Rozlišení Rozměry zobr. plochy Doba odezvy doba zapnutí doba vypnutí Pozorovací úhel Poměr stran Geometrie, ostrost Jas Kontrast Vstupní porty Velikost - hloubka Výška Šířka hmotnost
1366x768 95 cm, 37´´ 5 ms
176°–178° 16:9 dobrý 2 500 cd/m 15 000:1 HDMI 8,8/22,9 cm 61,0/67,4 cm 91,9/91,9 cm 17,2/20,7 kg
Získané hodnoty
JVC AV-32H5SL Získané hodnoty
95 cm, 37´´
78 cm, 31´´
6,607 s 0,310 s 175° 16:9, 4:3 dobrý
4,805 s 0,318 s 175° 16:9, 4:3 dobrý
HDMI 8,8/30,0 cm 61,0/69,0 cm 92,0/92,0 cm 17,2/20,7 kg
HDMI 55,0 cm 58,0 cm 86,5 cm 53,0 kg
Bohužel některé hodnoty televizoru JVC AV-32H5SL se mi nepodařilo sehnat. Je to z důvodu, že tento typ je starší, již se nevyrábí. Když jsem se také obrátila na prodejce, bylo mi řečeno, že už není ani v jejich nabídkách. V brožurkách, které dostaneme při koupi, se tyto zásadní informace také nedozvíme, dočteme se pouze, jak televizor správně nastavíme, získáme podrobné informace k jednotlivým krokům, např. k ovládání čelního panelu, úpravě obrazu, volbě programu, nastavení zvuku a další.
Rozměry zobrazovací plochy nejlépe ověříme krejčovským metrem. V podstatě se jedná o úhlopříčku viditelného obrazu, tedy stačí změřit vzdálenost dvou protilehlých rohů. Úhlopříčku uváděnou v palcích si snadno spočítáme (1 cm = 2,54 palce).
41
Dobu odezvy se mi bohužel pro klasický televizor nepodařilo zjistit, i přesto jsem se snažila, abych je mohla porovnat. Dobu zapnutí jsem si označila jako časový interval, kdy zapnu televizor a jasně rozeznám obraz na obrazovce. Opakem toho je doba vypnutí, tedy jedná se o časový interval, kdy obrazovka zhasne a zobrazí se pouze barva černá. Abych jej mohla přesněji určit, provedla jsem deset měření, ze kterého jsem vypočítala aritmetický průměr.
Tab. 3. Hodnoty doby zapnutí a doby vypnutí pro oba typy televizorů. 37LG3000 doba zapnutí 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
6,63 6,61 6,59 6,67 6,58 6,65 6,62 6,59 6,58 6,55
JVC AV-32H5SL doba doba zapnutí vypnutí
doba vypnutí 0,34 0,29 0,31 0,32 0,32 0,28 0,35 0,30 0,29 0,30
4,78 4,83 4,84 4,81 4,84 4,69 4,85 4,78 4,81 4,82
0,26 0,41 0,27 0,29 0,31 0,29 0,36 0,25 0,43 0,31
Z tabulky můžeme vyčíst, že doba odezvy pro LCD televizor je vyšší, zejména pak doba zapnutí. Oba televizory obsahují vstupní port HDMI, přes který přijímají digitální signál. Díky digitálnímu signálu se doba zapnutí a doba vypnutí zvýší, ale digitální signál naopak způsobí, že vidíme přesnější, ostřejší a kvalitnější obraz. Kvalitu obrazu ovlivníme i tím, z jakého úhlu a z jaké vzdálenosti se díváme. Určení pozorovacího úhlu jsem prováděla experimentální cestou. Na bílou čtvrtku jsem si nakreslila „úhloměr“, kde jsem měla vyznačené jednotlivé úhly, mezi nimiž byl rozdíl 5°. Poněvadž se jedná o televizory s výbornou hodnotou, bylo obtížné určit přesný úhel. Když jsem směřovala k hodnotě blízké 180°, obraz se mi začal pomalu ztrácet na té straně, od které jsem byla dále, a na straně pozorování byly jednotlivé obrysy a barvy snadno rozeznatelné. Vlastnosti se také mění v závislosti na vzdálenosti od obrazovky. Protože oba televizory mají značně velké rozměry zobrazovací plochy a jsou umístěné v menších místnostech (umístěné 3m od zdi), tak jsem nemohla určit závislost na delší vzdálenost.
42
Jestliže jsem se dívala na obrazovku z velmi malé vzdálenosti (řádově v centimetrech), neviděla jsem „nic“, v tomto případě jsem detailně rozeznala pouze barvu. Až pomalým oddalováním od obrazovky se mi obraz začal objevovat. Dalším oddalováním se mi obraz zmenšoval.
Tab. 4. Viditelná oblast na obrazovce. Vzdálenost od obrazovky
Viditelná část obrazovky
5 cm
pouze malá část přede mnou barvy jsou jasně rozeznatelné pravá, levá a dolní část celý obraz velmi nepříjemné pro oči celý obraz přiblížený střed
10 cm 15 cm 20 cm
Zároveň jsem také vyzkoušela, na jakém principu funguje jas a kontrast. Při nastavení maximálního jasu získáme velmi světlý obraz, kdy jednotlivé barvy začínají splývat. Naopak při minimálním jasu je obraz tmavý. U maximálního kontrastu získáme velmi jasně ohraničené a syté barvy, avšak u minimálního jsou barvy zašedlé, až v některých případech nerozeznatelné. Jak jsem se již zmínila, lidé si vybírají typ televizoru také podle rozměrů. I tuto vlastnost jsem se rozhodla ověřit a změřit. Na to mi stačil pouze krejčovský metr. V tabulce u LCD televizoru je první hodnota uváděna bez podstavce, který je jeho součástí, druhá hodnota je hodnota s podstavcem. Hodnoty pro výšku a šířku pro oba typy televizorů se příliš neliší, avšak rapidní rozdíl je v jejich hloubce, kde hloubka pro 37LG3000 je 8,8cm (bez podstavce) / 30,0cm (s podstavcem) a hloubka pro JVC AV32H5SL je 55,0cm. Velký rozdíl je také v jejich hmotnosti, ale tento parametr jsem ověřit nemohla.
Věnovala jsem kapitolu také nejčastějším vadám LCD displejů. Jakmile se s některou z nich setkáme, je to důvod k reklamaci. Oba televizory jsou bez známek jakýchkoliv vad. Na závěr bych chtěla srovnat klady a zápory těchto dvou různých typů televizorů (tab. 5, tab. 6)
43
Tab. 5. Klady a zápory LCD televizoru. 37LG3000 Klady
Zápory
geometrie + ostrost velikost viditelná plocha pozorovací úhly klidnější obraz jas nevyzařuje elektromagnetické záření delší doba odezvy barvy vyšší cena může obsahovat vadný pixel
Tab. 6. Klady a zápory klasického televizoru. JVC AV-32H5SL Klady
Zápory
ostrost barva, kontrast doba odezvy pozorovací úhly nižší cena geometrie obrazu velikost náchylnější k odleskům vyzařuje elektromagnetická záření
Při tomto studiu mi jednoznačně jeví jako lepší typ televizoru vychází LCD televizor. S jeho úhlopříčkou 95cm (nebo 37´´) se na něj výborně dívá. Je-li obrazovka příliš světlá, s programem eye care (péče o zrak) si můžeme nastavit jas, aby nedošlo k oslnění. Má výborný obraz a písmo je dostatečně čitelné, což můžeme například vidět u filmu s titulky. Také v jeho velikosti vidím velké plus, zejména pak v hloubce a hmotnosti, který nám umožní umístit televizor přesně tam, kam si přejeme. Zejména se pak jedná o novější model a postupující technologii.
Na obrázcích v příloze si můžeme prohlédnout rozdíly těchto dvou různých typů televizorů.
44
ZÁVĚR Po přečtení textu by měl čtenář znát základní vlastnosti kapalných krystalů, jejich dělení, fyzikální vlastnosti a děje, které se v nich odehrávají, ale také by měl vědět, kde všude se s nimi může setkat. Protože největší význam mají v LCD displejích, měl by chápat, na jakém principu takovýto displej pracuje, z čeho se skládá, seznámit se s tím, jak správně a podle čeho určit jeho kvalitu, ale také poznat výhody a nevýhody v porovnání s klasickým televizorem. Kapalné krystaly je název pro mezifáze, které se vyskytují zejména u látek organických při přechodu od pevného do kapalného stavu. Mají dva body tání, kdy nejprve tají v zakalenou kapalinu, při dalším zvýšení teploty v kapalinu čirou. Můžeme je rozdělit do tří základních skupin: nematické, smektické a cholesterické. Nematické kapalné krystaly mají největší uplatnění při výrobě LCD displejů. LCD displeje jsou elektronicky modulovaná optická zařízení zformovaná do tenkých, plochých panelů, které jsou založeny na technologii kapalných krystalů regulujících průchod světla. Není-li napětí připojeno, kapalné krystaly povolí průchod světla, v případě zapnutého napětí však světlo neprochází. Základní jednotkou zobrazení je pixel, který se skládá ze tří subpixelů, kde každý vyjadřuje jednu ze tří základní barev (červenou, zelenou či modrou). Jejich velikou výhodou oproti klasickému televizoru je velikost, geometrie obrazu a spotřeba, nevýhodou je cena. Při studiu dvou různých televizorů, kde jeden byl klasický a druhý LCD, jsem si nejprve zjistila informace o daných televizorech, jako je rozměr zobrazovací plochy, pozorovací úhel, poměr stran, velikost apod. Až pak jsem se jednotlivé informace snažila ověřit. Ve velké většině mi postačil pouze krejčovský metr či papír. Vývoj v zobrazovací technice jde neustále kupředu, z toho důvodu se domnívám, že se v budoucnu setkáme s novými technologiemi, které ty současné nahradí (např. 3D technologie). V dnešní době již LCD televizory pomalu, ale jistě nahrazují televizory klasické.
Doufám, že tato práce poskytne využitelné a cenné informace.
45
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
[1]
SODOMKA, Lubomír, FIALA, Jaroslav. Fyzika a chemie kondenzovaných látek s aplikacemi 1 : teoretické základy materiálové technologie. Liberec : Adhesiv, 2003. 517 s. ISBN 80-239-1316-2.
[2]
SODOMKA, Lubomír, et al. Základy fyziky pro aplikace. Liberec : Adhesiv, 2007. 315 s. ISBN 978-80-254-0153-8.
[3]
SODOMKA, Lubomír. Použití kapalných krystalů. VŠST Liberec : [s.n.], 1977. 64 s.
[4]
BLECHOVÁ, Věra, SOBOTKA, Zdeněk. Kapalné krystaly v elektronice. Praha : Ústředí technického průzkumu a služeb (ÚTESP) v TESLA-VÚST, 1973. 123 s.
[5]
Technologie LCD - Wikipedie, otevřená encyklopedie [online]. 2008 [cit. 2009-0324]. Dostupné z:
.
[6]
Liquid crystal display - Wikipedia, the free encyclopedia [online]. c2008 [cit. 2009-03-26]. Dostupné z : .
[7]
Liquid crystal display television - Wikipedia, the free encyclopedia [online]. c2009 [cit. 2009-03-26]. Dostupné z: .
[8]
Kapalné
krystaly
[online].
2004
[cit.
2009-03-24].
Dostupné
z
:
Dostupné
z
:
.
[9]
UOCHB
Lectures
[online].
2006
[cit.
2009-03-24].
.
[10]
Displej z tekutých krystalů - Wikipedie, otevřená encyklopedie [online]. 2009 [cit. 2009-03-26]. Dostupné z: .
[11]
DATART | LCD Televize LG 37LG3000 [online]. c2005 [cit. 2009-03-24]. Dostupné z: .
[12]
Rozlišení - Wikipedie, otevřená encyklopedie [online]. 2009 [cit. 2009-0326]. Dostupné z: .
[13]
Svět hardware - Technologie LCD panelů [online]. c1998-2009 [cit. 2009-03-24]. Dostupné z: .
46
[14]
LG 37LG3000 | Home-elektro.cz [online]. c2004-2009 [cit. 2009-03-24]. Dostupné z: .
[15]
Dvojlom - Wikipedie, otevřená encyklopedie [online]. 2009 [cit. 2009-03-26]. Dostupné z: .
[16]
Svítidla-elektro.cz :: Slovník [online]. c2005-2007 [cit. 2009-03-24]. Dostupné z: .
[17]
KLÁSEK, Antonín, ŠIMONÍK, Josef. Polymerní kapalné krystaly / Časopis Vesmír / 73, 131, 1994/3 / vesmír.cz [online]. c1993-1994 [cit. 2009-03-24]. Dostupné z: . ISSN 1214-4029.
[18]
Laboratorní encyklopedie [online]. 2009 [cit. 2009-04-05]. Dostupné z: .
[19]
KLIMEŠ, Lumír. Slovník cizích slov. Praha : SPN - Pedagogické nakladatelství, 2005. 829 s. ISBN 80-7235-272-5.
[20]
Open science [online]. 2005 [cit. 2009-04-11]. Dostupné z: .
47
SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1. Schéma strukturních typů krystalu, smektika, nematika, kapaliny .................... 11 Obr. 2. Kapalné krystaly kalamitické, diskotické a lomené. .......................................... 12 Obr. 3. Schiffova báze .................................................................................................... 13 Obr. 4. Diskovité kapalné krystaly ................................................................................. 13 Obr. 5. Lomené kapalné krystaly.................................................................................... 13 Obr. 6. Cholesterická fáze pozorovaná v polarizačním mikroskopu .............................. 14 Obr. 7. Smektická fáze pozorovaná v polarizačním mikroskopu ................................... 14 Obr. 8. Schematické znázornění nematické fáze ............................................................ 15 Obr. 9a, 9b Homogenní a homeotropní uspořádání molekul.......................................... 15 Obr. 10. Smektika strukturních typů A, B, C, N je direktor ........................................... 17 Obr. 11. Vytváření stěn mýdlových bublin ze smektik .................................................. 17 Obr. 12. Struktura cholesterik......................................................................................... 18 Obr. 13. Schematické znázornění délky magnetické koherence .................................... 24 Obr. 14. Struktura nematik ............................................................................................. 25 Obr. 15. Displeje s nematickým kapalným krystalem .................................................... 28 Obr. 16. Schéma LCD displeje ....................................................................................... 29 Obr. 17. Detail LCD obrazovky...................................................................................... 30 Obr. 18. Subpixely v barevných LCD displejích............................................................ 30 Obr. 19. Simulace na LCD monitoru.............................................................................. 31 Obr. 20. Televizor 37LG300........................................................................................... 33 Obr. 21. Pozorovací úhly ................................................................................................ 35 Obr. 22. Obvyklé poměry stran ...................................................................................... 36
48
SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK PAA
Paraazoxianizol.
MBBA Methylbenzyliden p-n-butylanilin.
49
SEZNAM TABULEK Tab. 1. Východy a nevýhody aktivního a pasivního displeje ......................................... 30 Tab. 2. Hodnoty televizorů 37LG3000 a JVC AV_32H5SL.......................................... 41 Tab. 3. Hodnoty doby zapnutí a doby vypnutí pro oba typy televizorů ......................... 42 Tab. 4. Viditelná oblast na obrazovce............................................................................. 43 Tab. 5. Klady a zápory LCD televizoru.......................................................................... 44 Tab. 6. Klady a zápory klasického televizoru................................................................. 44
50
SEZNAM PŘÍLOH Příloha I. Pohled zpředu. Příloha II. Pohled ze strany. Příloha III. Pohled zezadu. Příloha IV. Detail obrazovky.
51
Příloha I. Pohled zpředu.
Příloha II. Pohled ze strany.
Příloha III. Pohled zezadu.
Příloha IV. Detail obrazovky.
