Martwe piksele na ekranach wyświetlaczy LCD

Martwe piksele na ekranach wyœwietlaczy LCD
Martwe piksele na ekranach wyœwietlaczy LCD
Opracowano na podstawie informacji prasowych i normy ISO 13406-2
Co to jest martwy piksel?
Rodzaje b³êdów subpikseli i pikseli
Ekran LCD sk³ada siê z komórek wype³nionych ciek³ym
kryszta³em, które przepuszczaj¹ œwiat³o lub go nie przepuszczaj¹. Przepuszczanie lub blokowanie przechodzenia œwiat³a
zale¿y od sterowania napiêciem moleku³y ciek³ego kryszta³u.
Sterowanie to powoduje po¿¹dane jego ustawienie, a tym samym po¿¹dan¹ iloœæ przepuszczonego lub zablokowanego
œwiat³a. Komórka ciek³okrystaliczna wraz z uk³adem ni¹ steruj¹cym tworzy piksel (dok³adnie subpiksel) obrazu. Iloœæ zastosowanych pikseli zale¿y od rozdzielczoœci obrazu. Pomiêdzy pikselem a okiem obserwatora w sposób uporz¹dkowany
umieszczone s¹ filtry chromatyczne przepuszczaj¹ce œwiat³o o
okreœlonej d³ugoœci fali, a wiêc o okreœlonej barwie. Filtr jest
tak skonstruowany, ¿eby przepuszczaæ tylko jedn¹ z barw podstawowych: R (czerwon¹), G (zielon¹) lub B (niebiesk¹). Te
komórki „œwiec¹ce” jednym z kolorów podstawowych nazywane s¹ subpikselami. Trzy s¹siaduj¹ce subpiksele o ró¿nych
kolorach œwiecenia czerwony, zielony i niebieski tworz¹ pojedynczy piksel. W zale¿noœci od proporcji ka¿dego z kolorów
uzyskuje siê ró¿ne odcienie barw. Kiedy wszystkie trzy subpiksele pojedynczego piksela s¹ zapalone, tworz¹ razem jeden
bia³y piksel, kiedy zaœ s¹ wygaszone, tworz¹ razem pojedynczy czarny piksel.
Sterowanie œwieceniem, a raczej przepuszczaniem œwiat³a
przez subpiksel wymaga zastosowania dla ka¿dego z nich elementu kluczuj¹cego odcinaj¹cego lub za³¹czaj¹cego dan¹ komórkê krystaliczn¹. Takim elementem kluczuj¹cym w ekranach TFT s¹ tranzystory. Iloœæ przepuszczanego œwiat³a przez
subpiksel zale¿y od wartoœci doprowadzonego napiêcia, im
wiêksze jest napiêcie Ÿród³a, tym mniej œwiat³a zostaje przepuszczone przez komórkê. Sterowanie panelem wyœwietlacza
LCD wymaga zatem wyprodukowania ogromnej iloœci tranzystorów dla pojedynczego panelu. Dla przyk³adu 17-calowy
wyœwietlacz monitora o rozdzielczoœci 1280 × 1024 sk³ada siê
prawie z 2 milionów pikseli. Mimo stosowania najnowoczeœniejszych technologii i re¿imów produkcyjnych zdarza siê,
¿e któraœ z tych ma³ych komórek (subpiksel) nie jest sterowana, nie zachowuje siê zatem aktywnie, st¹d okreœla siê j¹ jako
„martwy piksel”. Najogólniej mówi¹c z punktu widzenia obserwatora ekranu jest to wyró¿niaj¹ca siê na tle innych plamka, która „nie dopasowuje siê” (jest inna) do otaczaj¹cych j¹
innych „plamek”.
Z technicznego punktu widzenia martwy subpiksel lub piksel jest to komórka ciek³okrystaliczna (w przypadku piksela
trzy komórki go tworz¹ce) pozbawiona sterowania. Jakie s¹
efekty wizualne dla oka takich plamek pozbawionych sterowania? Zale¿y to od tego, czy napiêcie steruj¹ce jest za³¹czone
na sta³e, czy te¿ brak tego napiêcia. Wizualnie objawia siê to w
ten sposób, ¿e subpiksel ca³y czas „œwieci” lub nie „œwieci”
wcale. W przypadku uszkodzenia ca³ego piksela mamy wówczas albo czarny (ciemny) punkt na jasnym tle, albo w przeciwnym przypadku bia³y punkt na ciemniejszym tle. W przypadku uszkodzenia subpiksela efektem wizualnym jest czarna
(ciemna) lub kolorowa plamka na okreœlonym tle.
Uszkodzenie subpiksela i uszkodzenie ca³ego piksela objawia siê na ekranie w ró¿ny sposób. Generalnie rozró¿nia siê
dwie kategorie wad piksela: jasna plamka (œwiecenie) lub ciemna plamka (wygaszenie). Dodatkowo dochodz¹ jeszcze uszkodzenia pojedynczych subpikseli.
1. Defekt jasnego (œwiec¹cego) piksela lub subpiksela objawia siê na ekranie jako zawsze œwiec¹cy (zapalony) punkt –
subpiksel jest w takiej sytuacji zawsze za³¹czony. W tej kategorii spotkaæ mo¿na nastêpuj¹ce sytuacje:
a/. uszkodzenie jednego (pojedynczego) subpiksela widoczne
na ekranie jako punkt w kolorze podstawowym, czyli czerwonym, zielonym albo niebieskim, w zale¿noœci od tego,
który subpiksel uleg³ uszkodzeniu; oczywiœcie na ekranie
mo¿e byæ takich punktów wiêcej ni¿ jeden,
b/. uszkodzenie dwóch przylegaj¹cych do siebie subpikseli widoczne na ekranie jako punkt w kolorze (w zale¿noœci, które subpiksele uleg³y uszkodzeniu):
– purpurowy = czerwony + niebieski,
– ¿ó³ty = czerwony + zielony,
– cyjan (jasnoniebieski) = zielony + niebieski,
c/. uszkodzenie wszystkich trzech subpikseli jednego piksela
widoczne jest na ekranie jako bia³y punkt
2. Defekt ciemnego piksela lub subpiksela objawia siê na ekranie jako zawsze czarny (wy³¹czony) punkt – subpiksel jest
w takiej sytuacji zawsze wy³¹czony. W tej kategorii spotkaæ
mo¿na nastêpuj¹ce sytuacje:
a/. uszkodzenie jednego pojedynczego subpiksela,
b/. uszkodzenie dwóch lub trzech przylegaj¹cych subpikseli.
Oprócz wymienionych powy¿ej rodzajów wad pikseli dochodzi jeszcze aspekt bliskiego s¹siedztwa wadliwych pikseli.
Poniewa¿ defekty pikseli i subpikseli tego samego rodzaju w
bliskim s¹siedztwie staj¹ siê bardziej widoczne i jeszcze bardziej dokuczliwe dla obserwatora, nale¿y przy ocenie jakoœci
wyœwietlacza wzi¹æ równie¿ i ten problem pod uwagê.
Niestety, opisywane uszkodzenia – b³êdy subpikseli lub pikseli w warunkach warsztatowych lub domowych nie s¹ naprawialne. Co prawda w relacjach, szczególnie na forach internetowych podawane s¹ przyk³ady, kiedy wyginanie, ugniatanie
obudowy, dotykanie powierzchni wyœwietlacza itd. pomog³o i
usunê³o defekt piksela, nie mo¿emy tego ani poleciæ, ani potwierdziæ, tym bardziej, ¿e wystêpuj¹ niejednokrotnie przypadkami, kiedy defekty pikseli samoistnie pojawia³y siê lub ginê³y i to absolutnie nie za spraw¹ ingerencji mechanicznej. Tematem artyku³u nie jest jednak opisywanie metod „przywracania” do ¿ycia martwych pikseli, ale usystematyzowanie informacji na ten temat i wykorzystanie tych informacji w trakcie podejmowania decyzji o zakupie tego a nie innego modelu
wyœwietlacza i tego a nie innego producenta. Na podstawie
tych informacji, w przypadku wa¿nej gwarancji mo¿liwe jest
zakwalifikowanie wyœwietlacza do wszczêcia starañ o naprawê lub wymianê na nowy egzemplarz ze wzglêdu na zbyt du¿¹
iloœci¹ uszkodzonych pikseli.
SERWIS ELEKTRONIKI
Martwe piksele na ekranach wyœwietlaczy LCD
Martwe piksele w œwietle normy ISO 13406-2
Na potrzeby ujednolicenia kryteriów oceny jakoœci parametrów wyœwietlaczy LCD zarówno w czasie produkcji, jak i
obiektywnego porównywania ró¿nych konstrukcji matryc opracowana zosta³a miêdzynarodowa norma ISO 13406-2. Norma
ta obowi¹zuje od 2001 i dotyczy g³ównie paneli wyœwietlaczy
LCD. Przedmiotem tej normy s¹ miêdzy innymi nastêpuj¹ce
parametry: jasnoœæ i kontrast wyœwietlacza, odbicia, odtwarzanie barw, jednolitoœæ podœwietlenia tylnego, jednolitoœæ odwzorowania kolorów, migotanie obrazu, odtwarzanie znaków
w tym liter (czcionek), k¹t widzenia (ogl¹dania) i to co jest
przedmiotem artyku³u – martwe piksele.
W celu usystematyzowania tematyki martwych pikseli
zgodnie z norm¹ ISO 13406-2 wady te podzielono na 3 grupy:
· wada typu 1 – piksel ca³kowicie bia³y (jasny), a wiêc w³¹czony; przyk³ad takiego defektu obrazuje rysunek 1,
· wada typu 2 – piksel ca³kowicie czarny (ciemny), a wiêc
wy³¹czony; przyk³ad takiej wady pokazano na rysunku 2,
· wada typu 3 – jeden z subpikseli (czerwony, zielony lub
niebieski) piksela „œwieci” swoim kolorem, a wiêc jest na
sta³e w³¹czony lub jest czarny (ciemny), a wiêc wy³¹czony; przyk³ad stale œwiec¹cego subpiksela pokazano na rysunku 3, a ciemnego (stale wy³¹czonego) subpiksela – rysunek 4.
R
R G
Rys.3. Wada subpiksela typu 3 – subpiksel sta³e
„œwiec¹cy” swoim kolorem
R G B
Rys.1. Wada piksela typu 1
R G B R G B R G B
R G B R
B R G B
R G B R G B R G B
R G B R G B R G B
R G B
R G B
R G B R G B R G B
Rys.2. Wada piksela typu 2
Rys.4. Wada subpiksela typu 3 – subpiksel sta³e
wygaszony (ciemny)
Oprócz zdefiniowania i pogrupowania wadliwych subpikseli norma ISO 13406-2 reguluje równie¿ dopuszczaln¹ iloœæ
takich b³êdów na okreœlonej powierzchni ekranu dla poszczególnych rodzajów wad. Jako wzorcowy obszar przyjêto powierzchniê (blok) zwan¹ klastrem, którego wielkoœæ jest rów-
SERWIS ELEKTRONIKI
Martwe piksele na ekranach wyœwietlaczy LCD
na obszarowi 5 × 5 pikseli. Jak ju¿ wczeœniej wspomniano wiêksza iloœæ b³êdów jest bardziej dokuczliwa dla niektórych rodzajów wad, gdy ma to miejsce w bliskim s¹siedztwie. Wœród
wad klastra wyszczególniono nastêpuj¹ce rodzaje:
· wada pikseli w klastrze typu 1 – ca³kowicie bia³e (jasne)
piksele w ramach klastra; przyk³ad takiego defektu pokazano na rysunku 5,
G
R
R G B
Rys.7. Wada subpikseli w klastrze typu 3 – subpiksele
„œwiec¹ce” swoim kolorem
R G B
R G B R G B R G B R G B R G B
R G B R G B R G B R G
Rys.5. Wada pikseli w klastrze typu 1 – bia³e piksele
R G B R G B R G B R G B R G B
· wada pikseli w klastrze typu 2 – ca³kowicie czarne (ciemne) piksele w ramach klastra,
R G B R
R G B R G B R G B R G B R G B
R G B
R G B R G B R G B
R G B R G B R G B R G B R G B
R G B R G B R G B
R G B
R G B R G B R G B R G B R G B
Rys.6. Wada pikseli w klastrze typu 2 – czarne piksele
· wada subpikseli w klastrze typu 3 – b³êdy poszczególnych subpikseli (czerwonych, zielonych lub niebieskich)
trwale „œwiec¹cych swoim kolorem” (przyk³ad na rysunku 7) lub trwale wygaszonych (ciemne) w ramach klastra
(przyk³ad na rysunku 8).
Klasyfikacja paneli ze wzglêdu na „martwe
piksele”
Teraz kiedy zosta³y ju¿ uporz¹dkowane i nazwane b³êdy
uszkodzonych pikseli dokonano próby interpretacji w celu
okreœlenia jakoœci paneli wyœwietlaczy pod k¹tem dopuszczal-
R G B
B R G B R G B R G B
R G B R G B R G B R G B R G B
Rys.8. Wada subpikseli w klastrze typu 3 – subpiksele
wygaszone (ciemne)
nej iloœci uszkodzonych pikseli. Aby dane iloœciowe mog³y
byæ stosowane do paneli o ró¿nych wielkoœciach, zosta³y one
odniesione do 1 miliona pikseli. Stworzono 4 klasy paneli, a w
ka¿dej klasie podano wartoœci graniczne dla ka¿dego rodzaju
wady pikseli. Klasy paneli z podaniem dopuszczalnej iloœci
dla poszczególnych wad w odniesieniu do jednego miliona pikseli zestawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Klasa panela wyœwietlacza
Liczba b³êdów na 1 milion pikseli
Klasa
panela
Typ 1
Typ 2
Typ 3
I
II
0
2
0
2
0
5
III
IV
5
50
15
150
50
500
Z kolei w tabeli 2 podano wartoœci liczbowe dopuszczalnych b³êdów poszczególnych rodzajów wad w klastrze 5 × 5
pikseli.
Na podstawie tych danych mo¿na wyliczyæ liczbê dopuszczalnych defektów pikseli dla dowolnej matrycy korzystaj¹c z
nastêpuj¹cego wzoru:
liczba b³êdów = liczba pikseli rozdzielczoœci fizycznej
SERWIS ELEKTRONIKI
Martwe piksele na ekranach wyœwietlaczy LCD
Tabela 2. Klasa panela wyœwietlacza ze wzglêdu
na iloœc b³êdów pikseli w klastrze
Klasa
panela
Liczba b³êdów na 1 milion pikseli
Typ 1 lub 2
Typ 3
I
II
0
0
0
2
III
IV
0
5
5
50
matrycy / (1 000 000 × liczba wad pikseli danego typu, dla
klasy, do której zakwalifikowany zosta³ panel wyœwietlacza).
W tabelach 3 ÷ 5 podano takie wyliczenia dla wyœwietlaczy o ró¿nych rozdzielczoœciach zakwalifikowanych do klasy
2, a wiêc dopuszczaj¹cej 2 wady na milion pikseli (tabela 3), 5
wad subpikseli na milion pikseli (tabela 4) oraz 5 b³êdów subpikseli na milion pikseli w bloku (klastrze) 5 × 5 pikseli.
Tabela 3. Dopuszczalna iloϾ wad pikseli
dla ró¿nych rozdzielczoœci ekranu
RozdzielczoϾ
IloϾ
pikseli
IloϾ pikseli
w milionach
Dopuszczalna
iloœæ defektów
1024 × 768
786 432
0.79
2
1280 × 1024
1600 × 1200
2048 × 1536
1 310 720
1 920 000
3 145 728
1.31
1.92
3.15
3
4
6
Tabela 4. Dopuszczalna iloϾ wad subpikseli
dla ró¿nych rozdzielczoœci ekranu
RozdzielczoϾ
IloϾ
pikseli
IloϾ pikseli
w milionach
Dopuszczalna
iloœæ defektów
1024 × 768
786 432
0.79
4
1280 × 1024
1600 × 1200
2048 × 1536
1 310 720
1 920 000
3 145 728
1.31
1.92
3.15
7
10
16
Tabela 5. Dopuszczalna iloϾ wad subpikseli
w klastrze dla ró¿nych rozdzielczoœci
ekranu
IloϾ
pikseli
IloϾ pikseli
w milionach
Dopuszczalna
iloœæ defektów
1024 × 768
786 432
0.79
4
1280 × 1024
1600 × 1200
2048 × 1536
1 310 720
1 920 000
3 145 728
1.31
1.92
3.15
7
10
16
RozdzielczoϾ
Badanie wyœwietlaczy LCD
Na potrzeby obiektywnej oceny i porównywania jakoœci
paneli wyœwietlaczy norma ISO 13406-2 podaje warunki, w
których nale¿y dokonywaæ badania i oceny matrycy na okolicznoœæ uszkodzonych pikseli. Wed³ug normy s¹ to nastêpuj¹ce warunki:
· czas nagrzewania badanego wyœwietlacza LCD: co najmniej 60 minut,
· temperatura otoczenia: od -5°C do 25°C,
· wilgotnoœæ powietrza: od 40% do 70%,
· badanie nale¿y przeprowadzaæ w pomieszczeniu zaciemnionym.
Pod pojêciem „badania wyœwietlacza” rozumie siê znalezienie, policzenie i sklasyfikowanie uszkodzonych pikseli. Norma nie okreœla œciœle sposobów ani testów u³atwiaj¹cych znalezienie uszkodzonych pikseli. Niew¹tpliwie bardzo pomocne
s¹ do tego celu testy jednolitego t³a w okreœlonych kolorach,
podobne do testów u¿ywanych na przyk³ad przy badaniu czystoœci odtwarzania kolorów w monitorach lub telewizorach z
kineskopami CRT. Testy takie s¹ powszechnie dostêpne jako
programy komputerowe do testowania monitorów, a wiêc nie
ma problemów z ich dostêpnoœci¹. Mo¿na równie¿ do tego
celu z powodzeniem wykorzystaæ dowolny program graficzny
generuj¹c t³o wielkoœci ekranu w jednolitym kolorze.
Testy jednolicie bia³ego lub jednolicie czarnego (szarego)
t³a znakomicie nadaj¹ siê do znajdowania i lokalizowania
uszkodzonych pikseli, natomiast testy barwne w postaci jednolicie czerwonego, zielonego lub niebieskiego ekranu pozwalaj¹ na znalezienie b³êdów subpikseli.
Interpretacja wyników
Znakomita wiêkszoœæ producentów monitorów i telewizorów LCD oferuje wyœwietlacze spe³niaj¹ce pod wzglêdem iloœci uszkodzonych pikseli wymogi klasy II normy ISO 134062. Oznacza to, ¿e na ekranie mo¿e wyst¹piæ pewna iloœæ bia³ych, czarnych lub kolorowych plamek, a mimo to urz¹dzenie
nie podlega reklamacji nawet w czasie obowi¹zywania gwarancji.
Producenci wyœwietlaczy i wyrobów finalnych stosuj¹ ró¿n¹
politykê przyjmowania reklamacji ze wzglêdu na b³êdy pikseli. W tym zakresie nale¿y zapoznaæ siê ze szczegó³ami zapisanymi w warunkach gwarancji, gdy¿ s¹ one ró¿ne dla ró¿nych
firm. Niektóre firmy zaliczaj¹ swoje produkty do najwy¿szej
klasy wed³ug opisywanej normy, a gwarancja na nie przewiduje wymianê ju¿ przy wyst¹pieniu jednego b³êdnego piksela
lub subpiksela. Ró¿nice te dotycz¹ równie¿ okresu na jaki rozci¹gniêty jest okres gwarancyjny.
Informacje zawarte w artykule powinny przede wszystkim
uczuliæ i wzbudziæ przynajmniej ostro¿noœæ potencjalnych
klientów na niezwykle korzystne okazje zakupu monitorów
lub odbiorników telewizyjnych z wyœwietlaczami LCD po cenach niejednokrotnie o po³owê ni¿szych ni¿ podobnych innej
marki. Znajomoœæ klasy, w której zosta³a wyprodukowana i do
której zosta³a zaklasyfikowana matryca wyœwietlacza jest tutaj nie do przecenienia. Równie wa¿na jest znajomoœæ warunków gwarancji, w szczególnoœci mo¿liwoœci oraz okresu przyjêcia do naprawy lub wymiany ze wzglêdu na uszkodzenia pikseli. W wiêkszoœci sklepów nie ma mo¿liwoœci przetestowania egzemplarza, który zabierzemy do domu, wiêc jakoœæ wyœwietlacza oceniæ mo¿na dopiero po zakupie i wyjêciu go z
kartonu w domu. W niektórych salonach bardziej „natrêtnym”
klientom chc¹cym kupiæ sprawdzone urz¹dzenie bez wad pikseli proponuje siê sprzeda¿ przetestowanych wyœwietlaczy pozbawionych wad pikseli, którymi s¹ egzemplarze z wystawy, a
wiêc o niewiadomym czasie eksploatacji.
W niektórych placówkach mo¿na spotkaæ siê równie¿ z
ofert¹ zakupu dodatkowego pakietu gwarancyjnego rozszerzaj¹cego warunki reklamacji zarówno jeœli chodzi o okres obowi¹zywania gwarancji, jak równie¿ rozszerzaj¹cy j¹ o mo¿liwoœci reklamowania wiêkszego asortymentu wad i nieprawid³owoœci nabytego urz¹dzenia.
}
SERWIS ELEKTRONIKI