Звоните с 9:00 до 19:00
Звоните с 9:00 до 19:00
Заказать звонок

Все о жидкокристаллических дисплеях

А вы знали, что во многих настольных мониторах с TN матрицей и дисплеях ноутбуков используются 18-битные матрицы, а 24-битность – результат эмуляции мерцания с дизерингом?


Еще в семидесятые годы прошлого века компания Radio Corporation of America впервые представила миру беспрецедентную разработку – монохромный жидкокристаллический экран. Эффект ЖК стал популярным в наручных и настольных часах, в калькуляторах, приборах, а вскоре начали появляться и матричные дисплеи, способные демонстрировать черно-белое изображение. Спустя совсем немного времени в 1987 году был разработан первый в своем роде цветной ЖК дисплей, однако его диагональ была миниатюрной – всего 3 дюйма.

Настоящим прорывом в технологии стало появление ноутбуков – для них требовались тонкие экраны, чтобы лэптоп был компактнее стационарного компьютера. Первые матрицы были черно-белыми, а после появились и цветные модели, но все матрицы были «пассивными» - они неплохо показывали статичные картинки и заставку рабочего стола, но при движении картинка буквально «размазывалась» по экрану и разобрать что-либо в подобной кляксе было невозможно. Из-за этой особенности применение ноутбуков и дисплеев нового поколения было очень ограниченным.

С этой проблемой человечество попрощалось, когда произошел новый виток эволюции дисплеев и появились активные ЖК матрицы. Они уже позволяли показывать движущиеся объекты без смазывания и растекания изображения. С этой технологии началась эпоха ЖК-телевизоров и первых стационарных мониторов, пусть и с небольшой диагональю – около 15 дюймов.

Как же устроены ЖК-дисплеи?

Конструкция таких экранов на самом деле проста, как все гениальное. В дисплее установлены матрица (стеклянная пластина, между слоями которой находятся жидкие кристаллы), источники света для подсветки кристаллов, контактный жгут и корпус с металлической рамкой жесткости.

Каждый пиксель матрицы – это слой молекул между двумя прозрачными электродами, и два поляризационных фильтра с перпендикулярной плоскостью поляризации. Если бы не молекулы, то поток света, который полностью пропускает первый фильтр, практически полностью был бы заблокирован вторым.

Поверхность электродов, которая контактирует с жидкими кристаллами, обработана таким образом, чтобы все молекулы были сориентированы в одном направлении. В матрицах типа TN направления кристаллов взаимно перпендикулярны, поэтому при отсутствии напряжения молекулы принимают винтовую структуру, которая преломляет свет так, что через второй поляризационный фильтр он проходит без потерь. Если не учитывать процент поглощения почти половины света первым фильтром, ячейку можно назвать прозрачной.

Куда интереснее, когда на электроды поступает напряжение, и молекулы стремятся выстроиться в напряжении электрического поля, искажая винтовую структуру. Силы упругости сопротивляются этому, а при отключении напряжения молекулы быстро занимают исходное положение. Если величина поля достаточная, то практически все молекулы занимают параллельное положение, делая структуру непрозрачной, и за счет регулировки напряжения этим процессом можно управлять.

Если постоянное напряжение воздействует на кристаллы в течение длительного времени, то кристаллическая структура может деградировать – к этому приводит миграция ионов. Решить эту проблему помогает изменение полярности или воздействие переменным током при адресации ячейки – во всей матрице управление каждой ячейкой может быть индивидуальным, но при большом количестве ячеек это сложно реализовать, так как необходимо огромное количество электродов. По этой причине в основном используют адресацию по столбцам и строкам.

Через ячейки может проходить естественный свет, отраженный от подложки – такая система используется в ЖК-дисплеях без подсветки. В основном же используют искусственный источник света – это удобнее, так как работа матрицы в таком случае не зависит от внешнего освещения и изображение становится более стабильным.

Подводя итог, полноценный монитор по ЖК-технологии состоит из современной электроники, обрабатывающей входящий сигнал, матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса, на котором расположены элементы управления. Именно совокупность этих компонентов определяет свойства монитора.

Плюсы и минусы ЖК-дисплеев

ЖК-дисплеи имеют целый ряд преимуществ:

  • Компактные размеры и небольшая толщина;
  • Меньший вес по сравнению с ЭЛТ;
  • Отсутствие видимого мерцания и дефектов фокусировки лучей;
  • Отсутствие помех при воздействии магнитного поля;
  • Нет проблем с четкостью и геометрией изображения;
  • Низкое энергопотребление по сравнению с экранами аналогичных размеров;
  • Потребление электричества зависит от мощности ламп подсветки.

Конечно, не бывает достоинств без недостатков. У ЖК-дисплеев есть ряд минусов:

  • Четкое изображение может отображаться только при штатном разрешении, в остальных случаях используется интерполяция;
  • Низкая контрастность и малая глубина черного цвета, а повышение контраста зачастую связано с усилением яркости подсветки, иногда до некомфортного уровня, а глянцевое покрытие влияет только на субъективную контрастность, зависящую от внешнего освещения;
  • К толщине матрицы предъявляются жесткие требования, и зачастую происходит неравномерное распределение цвета и подсветки, что приводит к неоднородности оттенка. В некоторых мониторах устранить этот недостаток невозможно из-за использования блоков линейных ртутных ламп;
  • Фактически скорость, с которой сменяются изображения, ниже, чем у ЭЛТ-мониторов и плазмы. Частично решить эту проблему может только технология overdrive;
  • Контраст сильно зависит от угла обзора, и это один из основных минусов технологии;
  • Мониторы очень чувствительны к механическим повреждениям, в особенности матрица, которая не защищена стеклом;
  • При нажатии на экран возможна деградация блоков;
  • Довольно часто встречается проблема дефектных пикселей.

Одной из перспективных технологий, которая со временем сможет заменить ЖК-дисплеи, является OLED – матрица с органическими светодиодами, однако ее массовое производство затруднительно, особенно если нужно создать экран с большой диагональю. В десятые годы были популярны ЖК-дисплеи с подсветкой из одного или нескольких светодиодов – она получила название LED-TV, однако не стоит ее путать с настоящими LED-дисплеями, в которых светится каждый пиксель и является миниатюрным светодиодом.

x

Обратный звонок

x

Спасибо за заказ!

Ваш заказ оформлен, ожидайте звонка оператора

x

Обратная связь

x

Обратная связь

x

Нашли дешевле? Сообщите нам!

x
x
x

Задать вопрос

x

Оставить отзыв

Без оценки