Мониторы на основе дисплеев с жидкими кристаллами (lcd)

В LCD-мониторах изображение формируется с помощью матрицы пикселов, состоящих из жидких кристаллов – LCD (Liquid Crystal Display), которая расшифровывается как жидкокристаллический дисплей. Жидкие кристаллы способны изменять направление поляризации проходящего через них света. Если к кристаллу приложить внешнее напряжение, то направление поляризации изменится. Это позволяет управлять интенсивностью прошедшего света. С обеих сторон от кристалла устанавливаются поляризаторы, причем так, чтобы их оси были расположены под прямым углом друг к другу. Пучок света, пройдя через первый из них, станет линейно поляризованным. Затем в жидкокристаллической ячейке плоскость поляризации света повернется на определенный угол, величина которого будет зависеть от приложенного напряжения. Наконец, роль второго поляризатора заключается в регулировке количества пропускаемого из лучения. Если угол между направлением его оси и плоскостью поляризации света постепенно изменять от 0 до 90, то поглощение излучения будет увеличиваться. Так можно управлять интенсивностью света (яркостью пикселов). Для формирования цветного изображения необходимо наличие пикселов трех цветов: красного, зеленого и синего. Так как жидкие кристаллы абсолютно прозрачны, то они не могут влиять на цветовые характеристики излучения. Для этой цели применяются фильтры, выделяющие из «белого» излучения ламп подсветки необходимые спектральные компоненты.

Поэтому в современных LCD-панелях каждая точка матрицы состоит из трех пикселов разных цветов. Для управления работой пикселов в них встраиваются электроды с так называемыми тонкопленочными TFT-транзисторами, которые, во-первых, выполнены прозрачными и не влияют на пропускаемое излучение, а, во-вторых предназначены для быстрого изменения уровня напряжения и его поддержания на электродах ячеек в промежутке между управляющими импульсами. Именно поэтому матрицы с применением TFT-транзисторов называются активными, в отличие от пассивных, электроды в ячейках которых после подачи управляющего сигнала предоставлены сами себе. В результате пассивные матрицы страдают от высокой инерционности, тогда как активные лишены подобного недостатка.

Одним из основных достоинств LCD-мониторов является отсутствие мерцания, столь характерного для мониторов на основе ЭЛТ. У LCD-мониторов имеются вертикальная и горизонтальная развертка. Управляющие сигналы для электродов матрицы по-прежнему передаются последовательно, строчка за строчкой. Но применение TFT-транзисторов позволяет установить такой режим работы, когда смена состояния пикселов осуществляется только в моменты изменения видеосигнала. В результате, несмотря на небольшую частоту кадров в 60 Гц, эффект мерцания в LCD-мониторах не наблюдается.

В отличие от ЭЛТ-мониторов, принцип формирования изображения в LCD-мониторах цифровой. Чтобы вывести на экран картинку, необходимо на каждый электрод подать электрический сигнал определенной амплитуды, что гораздо проще и естественнее осуществить с помощью цифровых технологий. Большинство современных видеокарт предназначены для работы с мониторами на основе LCD. Поэтому сигнал на их выходе является цифровым.

LCD-мониторы характеризуются идеальной четкостью изображения. Отличная фокусировка обусловлена самим принципом формирования изображения. То же самое можно сказать и о качестве геометрии. Никаких искажений на экране LCD-монитора нет – его поверхность визуально плоская.

Другое преимущество ЖК-панелей заключается в их безопасности для здоровья человека (отсутствие мерцания и электромагнитного излучения). Поэтому LCD-мониторы являются самыми безопасными.

LCD-мониторы имеют недостатки, часто принципиально трудноустранимые, например:

– В отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией с потерей чёткости. Причем слишком низкие разрешения (например 320x200) вообще не могут быть отображены на многих мониторах.

– Цветовой охват и точность цветопередачи ниже, чем у плазменных панелей и ЭЛТ соответственно. На многих мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах).

– Многие из LCD-мониторов имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность.

– Из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета(неравномерность подсветки).

– Фактическая скорость смены изображения также остаётся ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Технология overdrive решает эту проблему лишь частично.

– Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии.

– Массово производимые LCD-мониторы более уязвимы, чем ЭЛТ. Особенно чувствительна матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация. Также существует проблема битых пикселов.

Основные параметры LCD-мониторов:

– размер по диагонали (15, 15.7 дюйма);

– размер пиксела (0, 297 мм);

– физическое разрешение (1024x768; 1280x1024);

– яркость (2200; 250 Кд/м)

– диапазон углов вертикального/горизонтального обзора (90/120 – 160/160);

– горизонтальная развертка (24-61 Гц);

– вертикальная развертка (48-85 Гц).