Активные матричные технологии
В цветных экранах высокого разрешения, которыми оборудуются современные телевизоры и мониторы, применяется активная матрица. В ней к цветным и поляризационным фильтрам добавлен слой тонкопленочных транзисторов (TFT). При этом каждый пиксель управляется своим собственным выделенным полупроводниковым элементом. Транзистор обеспечивает доступ в каждом столбце только к одному пикселю. При активации строки к ней подключаются все столбцы, и на них подается напряжение. Затем строка деактивируется, и активируется следующая. При обновлении дисплея последовательно активируются все строки. Активно-матричные экраны значительно четче и ярче пассивных того же размера, и обычно отличаются более быстрым откликом, который обеспечивает гораздо лучшее качество изображения.
Простая калибровка монитора средствами Windows
Интересующий нас инструмент называется «Калибровка цветов». В Windows 10 он вызывается через приложение «Параметры» — раздел «Система» — «Экран» — «Дополнительные параметры экрана».
В Windows 7 и 8.1 — через Панель управления и раздел «Экран». Или через «Параметры экрана» в контекстном меню рабочего стола.
Запустив утилиту, пошагово выполняйте предложенные операции. Но перед этим обязательно разверните окно во весь экран и сядьте прямо перед ним, иначе результат может быть неточным. Расстояние от ваших глаз до экрана должно быть таким, как при обычной работе.
Первый шаг — установка основных параметров цветов
Откройте меню монитора, нажав кнопку на его панели, и установите настройки цвета по умолчанию. Если у вас ноутбук, переходите к следующему шагу.
Второй шаг — настройка гаммы
Перед вами изображение квадрата с темными пятнами внутри и ползунок настройки. В центре каждого пятна находится точка. Ваша задача сделать так, чтобы точки стали невидимыми (слились по яркости с фоном).
Третий шаг — настройка яркости
Снова откройте меню монитора или раздел «Электропитание» в Панели управления Windows — сейчас нам понадобится ползунок настройки яркости. Вместо него можете пользоваться кнопками «Яркость-» и «Яркость+» на панели монитора или клавиатуре ноутбука.
Передвигая ползунок, установите яркость так, чтобы детали костюма и рубашка человека на картинке были умеренно различимы, а знак «Х» на стене позади него не сливался с фоном, но был едва заметен.
Четвертый шаг — настройка контрастности
Управляя ползунком настройки контрастности, сделайте так, чтобы все складки и пуговицы на белой рубашке были хорошо видны, а рубашка не сливалась со стеной.
Пятый шаг — цветовой баланс
Перемещая ползунки трех цветов — красного зеленого и синего, добейтесь того, чтобы полосы в центре экрана были нейтрально-серыми.
Шестой шаг — сохранение калибровки
Сравните текущую (новую) калибровку с прежней. Если она вас устраивает, нажмите «Готово». Если далее хотите перейти к настройке отображения текста, предварительно отметьте флажком «Запустить средство ClearType…».
Настройка отображения текста
Здесь вам следует выбрать пример, где панграмма (текст, включающий все буквы алфавита), читается лучше всего, и применить настройку.
Калибровщика Windows вполне достаточно, чтобы правильно настроить монитор для работы, не связанной с редактированием графики и художественной печатью.
Для проверки качества калибровки можете воспользоваться специально созданными обоями с сайта RealColor.ru. Комплект обоев подбирайте по своему разрешению экрана, чтобы картинка не менялась в размере.
Слайд 5Жидкокристаллические мониторыЖК-мониторы также известны как LCD-мониторы (Liquid Crystal Display). Такие мониторы
сделаны из жидкого вещества. Они также обладает свойствами характерными для кристаллических тел.Изюминка данной технологии заключается в том, что электрическое напряжение может изменить форму молекулы этого жидкого вещества. В результате таких модификаций изменяются свойства светового луча и, соответственно, само изображение.
Сам дисплей состоит из следующих компонентов:Корпус;Источники света;Набор проводов;ЖК-матрица.Последняя, в свою очередь, включает в себя следующие компоненты:Два поляризационных фильтра;Два прозрачных электрода;Между электродами располагается слой молекул.
Технология жидкокристаллических мониторов (LCD)
Насладимся плоским экраном
Время идет, цены падают, а ЖК мониторы становятся все лучше и лучше. Теперь они обеспечивают качественное контрастное, яркое, отчетливое изображение. Именно по этой причине пользователи переходят с традиционных ЭЛТ-мониторов на жидкокристаллические. Раньше жидкокристаллические технологии были медленнее, они не были настолько эффективными, и их уровень контрастности был низок. Первые матричные технологии, так называемые пассивные матрицы, вполне неплохо работали с текстовой информацией, но при резкой смене картинки на экране оставались так называемые «призраки». Поэтому такого рода устройства не подходили для просмотра видеофильмов и игр. Сегодня на пассивных матрицах работает большинство черно-белых портативных компьютеров, пейджеры и мобильные телефоны. Так как ЖК технология адресует каждый пиксель отдельно, четкость получаемого текста выше в сравнении с ЭЛТ-монитором. Отметим, что на ЭЛТ-мониторах при плохом сведении лучей пиксели, из которых состоит изображение, размываются.
В первых компьютерах использовались восьмидюймовые (по диагонали) пассивные черно-белые матрицы. С переходом на технологию активных матриц, размер экрана вырос. Практически все современные ЖК мониторы используют панели на тонкопленочных транзисторах, обеспечивающих яркое, четкое изображение значительно большего размера.
Как работает ЖК монитор
TFT экран состоит из целой сетки таких пикселей, где работой каждого цветового участка каждого пикселя управляет отдельный транзистор. Именно здесь стоит поговорить о разрешении. Для нормального обеспечения экранного разрешения 1024х768 (режим SVGA) монитор должен располагать именно таким количеством пикселей.
Преимущества ЖК мониторов
Разрешение: ЭЛТ-мониторы могут работать на нескольких разрешениях в полноэкранном режиме, когда ЖК монитор может работать только с одним разрешением. Меньшие разрешения возможны лишь при использовании части экрана. Так, например, на мониторе с разрешением 1024х768 при работе в разрешении 640х480 будет задействовано лишь 66% экрана.
Измерение диагонали: размер диагонали видимой области ЖК монитора соответствует размеру его реальной диагонали. В ЭЛТ-мониторах реальная диагональ теряет за рамкой монитора более дюйма.
Сведение лучей: в жидкокристаллических мониторах каждый пиксель включается или выключается отдельно, поэтому не возникает никаких проблем со сведением лучей, в отличие от ЭЛТ-мониторов, где требуется безукоризненная работа электронных пушек.
Сигналы: ЭЛТ-мониторы работают на аналоговых сигналах, а ЖК мониторы используют цифровые сигналы.
Как устроен LCD дисплей
Устройство LCD дисплея напоминает собой сэндвич. То есть, различные слои наложены друг на друга. В основе лежат пластины из стекла или, редко, из пластика. А между этими пластинами находится «начинка»:
- тонкоплёночный транзистор,
- цветной фильтр, который содержит основные цвета (красный, зелёный и синий),
- слой жидких кристаллов.
Источником света в LCD мониторах являются флуоресцентные лампы или светодиоды.
ЖК матрица
Основой LCD дисплея является матрица. ЖК матрица же состоит из различных слоёв:
- рассеиватель света,
- электроды,
- стекло,
- поляризаторы,
- слой с жидкими кристаллами.
Изображение строится с помощью целого массива пикселей. Которые, в свою очередь, снабжены светодиодами красного, зелёного и синего цвета.
Пассивная матрица
Принцип работы пассивной матрицы состоит в том, что каждая строка и столбец дисплея имеет собственный драйвер. И этот драйвер быстро выполняет анализ сигнала для активации необходимых пикселей. Но в современных реалиях, при увеличении размеров монитора и параметров яркости, изготовление таких матриц становится затруднительным. Потому как приходится увеличивать мощность потока энергии через линию управления. И из-за этого светодиоды в таких дисплеях больше подвержены выгоранию.
Активная матрица
Этот вид матриц решает проблемы с потребляемой энергией за счёт внедрения TFT технологии. Тонкоплёночные транзисторы управляют током через светодиод. А значит, управляют и яркостью отдельного пикселя. В этом случае через матрицу может проходить и более слабый ток для понижения яркости экрана.
Таким образом, яркость, контрастность и отображение цвета на таких матрицах лучше. А потребляемая энергия меньше.
Модуль подсветки
Каждый LCD дисплей снабжён модулем подсветки, который и создаёт свет. Потому что, без дополнительного внутреннего свечения человеческий глаз попросту не распознает изображение.
На базе флуоресцентных ламп
Такой тип подсветки позволяет получить различные цвета, в том числе и белый цвет экрана, который чаще всего используется в LCD дисплеях. Потребление электроэнергии при подсветке флуоресцентными лампами невелико. Однако для стабильной работы нужен источник переменного напряжения 80-100 В.
Дисплеи с такой подсветкой потребляют меньше энергии, но срок службы не так уж и велик.
На базе светодиодов
В отличие от предыдущей схемы подсветки, светодиоды дают более продолжительный срок эксплуатации. А также большую яркость экрана. Такая подсветка может работать и без преобразователей. Но необходима установка токоограничительных транзисторов.
Модуль управления
Плата управления является важным узлом в устройстве дисплея. Именно на этой плате располагается основная распиновка и два микропроцессора, отвечающие за функционирование монитора.
Первый микропроцессор это восьми битный микроконтроллер. Он отвечает за ряд простых, но очень нужных функций:
- работа кнопочной панели,
- включение и выключение монитора,
- функционирование подсветки.
Для того чтобы настройки монитора не сбивались, к этому микроконтроллеру прилагается схема памяти.
Назначение второго микропроцессора куда обширней. Ведь он отвечает за обработку аналогового сигнала и подготовку его вывода на ЖК-панель.
Таким образом, плату управления можно назвать мозгом дисплея. Потому что всё управление ЖК дисплеем проходит именно в цифровом виде. Сигнал, проходящий с видеокарты, попадает сюда, после чего мы и получаем изображение.
Блок питания
Блок питания ЖК монитора служит для преобразования переменного сетевого напряжения — 220V в постоянное, но небольшой величины, от 4 до 12V.
Стоит отметить, что некоторые неисправности ЖК мониторов возникают именно из-за проблем с блоком питания. Потому как из-за сильных скачков напряжения транзисторы перегорают.
Корпус
Всё, что было перечислено выше, упаковано в корпус монитора. В плане характеристик корпуса всё зависит от фантазий разработчиков. Будь то форма или материал, из которого он изготовлен.
Интересной частью корпуса является панель управления монитором. В этой роли выступают как обычные механические кнопки, так и интерактивные иконки на самом экране. А также каждый монитор снабжён всей необходимой распиновкой. А некоторые даже разъёмами для аудиосистемы.
Что такое ЖК монитор
1.1. Принцип работы ЖК монитора
Для начала стоит разобраться, что же такое ЖК монитор. Для этого нужно понять, что такое LCD-дисплей. Как вы, наверное, уже догадались LCD это некое сокращение, полностью название имеет следующий вид – Liquid Crystal Display. В переводе на русский язык это означает жидкокристаллический дисплей. Таким образом, становится понятно, что ЖК и LCD – это одно и то же.
Данная технология построена на использовании специальных молекул жидких кристаллов, которые имеют уникальные свойства. Такие мониторы отличаются рядом неоспоримых преимуществ. Для того чтобы их понять стоит более детально разобрать принцип работы ЖК мониторов.
Далее в статье мы опишем как работает LCD дисплей и его основные преимущества.
Принцип работы ЖК дисплея
Экраны LCD (Liquid Crystal Display), или жидкокристаллические мониторы, сделаны из вещества под названием цианофенил. Оно находится в жидком состоянии, но обладает свойствами, которые присущи кристаллическим телам. Цианофенил – это жидкость, обладающая азинотропией свойств, связанных с упорядоченностью в ориентации молекул.
Жидкие кристаллы – это смесь определенных веществ, которая обладает свойствами как жидкостей, так и кристаллов. Хотя как жидкость она текучая и может заполнить собой все пространство, в которое помещена. А как кристалл она состоит из молекул, которые располагаются в четком структурированном порядке.
Жидкие кристаллы, которые используются в дисплеях, состоят из стержнеобразных молекул. Обычно они расположенных параллельно друг другу. Как следствие, благодаря поступающему напряжения, жидкие кристаллы могут менять свое положение в пространстве.
Жидкие кристаллы расположены в основном структурном элементе ЖК-дисплея – в пикселях, точнее в субпикселях. В субпикселях кристаллы расположены слоями таким образом, чтобы получалась спираль. Такая спиралевидная система стоит между двумя электродами и двумя цветными пластинками с поляризационной пленкой. Учитывая, что все дисплеи работают по принципу RGB, то логично предположить, что и LCD работает так же. В первой ячейке пластики красные, во второй и третьей – зеленые и синие, соответственно.
Поляризационная пленка.
Она пропускает через себя световые колебания определенной ориентации. В результате вертикально ориентированные световые колебания проходят через первую пластинку, а через вторую – горизонтальные.
Что происходит дальше? Субпиксель подсвечивается, свет проходит через первую пластинку и становится вертикально ориентированным.
Далее есть три варианта развития событий:
- При отсутствии напряжения на электродах жидкие кристаллы остаются в состоянии покоя и образуют спираль. Прежде всего свет проходит через нее и в итоге ориентация меняется на горизонтальную. В то время как, свет выходит наружу через вторую пластинку. Как итог, мы видим яркий цвет – красный, зеленый или синий.
- При подаче напряжения на электроды кристаллы поворачиваются перпендикулярно первой вертикальной пластинке. А сам свет проходит через них, ориентация остается вертикальной, а горизонтальная пластинка уже не пропускает его. Поэтому в результате – более тусклый свет или его отсутствие, то есть черный цвет.
- При различной подаче напряжения на три разных субпикселя. Например, на красный – сильное, на зеленый – послабее, а на синем – отсутствие напряжения. Поэтому мы увидим яркий красный, тусклый зеленый и не увидим синего цвета совсем.
На ЖК-дисплеях установлено обычно от миллиона пикселей. А субпикселей, соответственно, в три раза больше. Именно поэтому мы можем видеть различные оттенки и полутона. Потому чем больше пикселей, тем приятнее и естественные будет выглядеть картинка на вашем LCD-мониторе.
Активные матричные технологии
Активная матрица используется в цветных экранах высокого разрешения, которыми оснащены современные телевизоры и мониторы. Добавляет слой тонкопленочного транзистора (TFT) к цветным и поляризационным фильтрам. В этом случае каждый пиксель управляется своим собственным выделенным полупроводниковым элементом. Транзистор обеспечивает доступ только к одному пикселю в каждом столбце. Когда ряд включен, к нему подключаются все столбцы и на них подается напряжение. Затем линия деактивируется и активируется следующая. При обновлении дисплея все строки активируются последовательно. Экраны с активной матрицей значительно четче и ярче, чем пассивные экраны того же размера, и, как правило, имеют более быстрое время отклика, что обеспечивает гораздо лучшее качество изображения.
Виды дисплеев
Устройство может использоваться для отображения информации разного типа, поэтому существует несколько принципиально разных видов. Но удобнее их классифицировать по характеристикам:
- функциональное назначение – алфавитно-цифровые (набор знаков ограничен), графические (показывают текстовую, графическую информацию; экран разбит на пиксели, каждый из которых «принимает» определенный цвет, в итоге получается изображение);
- число возможных цветов (оттенков) – монохромные, цветные;
- способ формирования рисунка – панели на лучевой трубке, жидкокристаллические, плазменные (газоразрядные), матрицы на светодиодах.
Монохромные варианты задействуют один цвет с разной градацией яркости. Существуют черно-белые, желто-зеленые модели. Специалисты считают этот вариант наиболее безопасным при длительной работе за компьютером.
Работа с датчиком GPS (только у серии WSD-F20)
Данные часы рассчитаны на определение текущих местонахождения и времени в любой точке земного шара с помощью радиосигналов со спутников глобальной системы местоопределения. Процесс определения текущего местонахождения называется «местоопределение».
Места, подходящие и неподходящие для приема сигнала
Удачные места для приема сигнала находятся вне помещения, где видно небо и его не загораживают здания, деревья, иные объекты.
В нижеперечисленных местах возможны сложности с приемом сигнала GPS.
В нижеперечисленных местах прием сигнала GPS невозможен.
Спутники GPS находятся в постоянном движении, так что на процесс местоопределения влияют местонахождение, время суток, иные факторы. Это может вызвать задержку процесса вплоть до полной его невозможности.
Работа с GPS за пределами своей страны
Некоторые страны и территории накладывают законодательные ограничения на пользование GPS, на сбор и запись информации о местонахождении и т. д. Поскольку данные часы оснащены функциями работы с GPS, перед отправлением в страну или территорию из страны приобретения часов следует уточнить в посольствах планируемых к посещению государств, в туристическом агентстве, у иного надежного источника информации, существуют ли какие-либо запреты или ограничения на ввоз устройств с функциями работы с GPS, на запись информации о местонахождении и т. д.
Длительные периоды неиспользования
Если часы длительное время не заряжать и не пользоваться ими, то получение сигналов GPS и выполнение местоопределения сразу после их зарядки и возобновления пользования займет много времени.
Предупреждения относительно функции GPS
Каждый раз, оказываясь там, где прием радиосигналов запрещен или ограничен, следует выполнять нижеописанные действия для выключения параметра «Местоположение».
- 1.
При отображенном циферблате провести по сенсорному экрану сверху вниз и стукнуть по значку .
- 2.
Прокрутить изображение вниз, стукнуть по пункту «Подключение» и по пункту «Местоположение».
- 3.
На появившейся экранной странице отключить параметр «Местоположение».
Картографические данные могут содержать неверную информацию. Кроме того, в них могут быть отражены не все страны и территории.
В силу законов и ограничений, действующих в определенных странах и территориях, некоторые названия мест и адреса могут быть показаны неверно.
Информация о местонахождении, обеспечиваемая функцией GPS данных часов, предназначается только для справочных целей, и показанные места могут быть трудно- или недоступными. Кроме того, на картах бывают показаны горы, джунгли, пустыни, другие опасные или неспокойные места. Перед отправлением в неизвестное место обязательно проверьте свежую информацию об общественном порядке и безопасности.
При работе с данными часами рядом с мобильным телефоном или иным устройством, использующим радиоволны диапазона 1,5 ГГц, прием сигнала может быть невозможным.
В зависимости от условий приема информация из GPS для местоопределения может содержать ошибку до нескольких сотен метров.
Во время полета на самолете или ином движении с очень высокой скоростью информация о местонахождении не принимается.
Не применять функцию GPS данных часов для топографической съемки, любого иного измерения, требующего высокой точности.
Не применять функцию GPS данных часов для вождения водных и воздушных судов, автотранспортных средств, для направления людей и т. д.
Определение местонахождения выполняется по спутникам, которые эксплуатируются и управляются США (GPS), Россией (ГЛОНАСС) и Японией (QZSS), поэтому всегда есть риск блокирования доступа к информации с них по усмотрению этих стран.
IPS-технология
Аббревиатура IPS расшифровывается как «плоскостное переключение». Принцип работы ЖК-монитора данного типа основан на выравнивании жидкокристаллических ячеек в горизонтальной плоскости. Метод заключается в том, что электрическое поле проходит через оба конца кристалла, но требует двух транзисторов на каждый пиксель вместо одного, как в стандартном TFT-экране. Следствием этого является большая блокировка участка дисплея, что требует более яркой подсветки, которая расходует больше энергии. Это накладывает ограничения в использовании данного вида ЖК-монитора в ноутбуках.
Цветные мониторы
Для получения цветной картинки на LCD – экране хорошего качества нужно сделать так, чтобы свет исходил из задней панели экрана. Чтобы получить цветное изображение используется три цвета: красный, синий и зеленый. В ЖК мониторе установлен фильтр, который не пропускает все остальные спектры светового потока. Комбинация этих цветов в каждом пикселе монитора позволяет выводить на экран нужное нам цветное изображение. Для повышения его качества применяют современные технологии, такие как: IPS и TFT. IPS является разработкой, способной дать отличное качество изображению.
Пассивная матрица
Пассивные матрицы имеют большую емкость электрического напряжения. Поэтому мгновенно обрабатывать и отображать нужную картинку, а также ее обновлять она может чуть медленнее. Этот вид матрицы, если кратко, получается, когда происходит совмещение слоев вертикальных и горизонтальных полос. Электричество ток сначала поступает на вертикальную полосу, а затем на горизонтальную, далее происходит указание нужных координат. Когда полоски пересекаются между собой, кристаллы меняют свои структурные свойства. И на мониторе, в месте, которое соответствует этим координатам, образуется точка. В зависимости от действующей силы тока полоски проводят поток света в той или иной степени, а в цветных дисплеях происходит поляризация светового спектра. Принцип такой матрицы используется в технологии STN. Это сокращение от Super Twisted Nematic.
Основной ее принцип заключен в том, что данные для картинки формируется последовательно, а именно строка за строкой, за счет подвода напряжения к отдельным ячейкам экрана, при этом оно их делает непрозрачными.
Характеристики ЖК мониторов
Компьютерные ЖК-мониторы обладают рядом присущих им технических характеристик. И по этой причине выбрать подходящий монитор не так-то просто. У каждого типа дисплея есть свои плюсы и минусы. Однако выделить явного фаворита практически невозможно.
Тип ЖК матрицы
Преимущества и недостатки ЖК-мониторов во многом зависят от типа матрицы. И при выборе нового дисплея для своего компьютера стоит задуматься о том, что вы делаете. Потому что каждая матрица так или иначе отличается по качеству изображения.
- Матрица TN. Это самый распространенный и самый старый из представленных типов массивов. Экраны с такой матрицей имеют самую низкую цену среди конкурентов. И быстрое время отклика. Однако они страдают небольшими углами обзора и плохой цветопередачей и контрастностью.
- Матрица IPS. Такие дисплеи подходят тем, кто работает с фото и видео. А также просто для тех, кто любит смотреть фильмы или сериалы. Поскольку матрицы IPS обеспечивают приемлемую цветопередачу и углы обзора. Один недостаток — высокая цена и увеличенное время отклика экрана.
- Матрица MVA. Это нечто среднее между технологиями IPS и TN. Эти экраны обладают отличной контрастностью и временем отклика. Однако углы обзора значительно меньше, чем у IPS. Следовательно, эти мониторы подходят для геймеров.
Отдельно стоит отметить новую прогрессивную технологию LTPS. Он предлагает невероятно быстрое время отклика, равное двойному IPS.
Разрешение монитора
Индикатор разрешения монитора зависит от соотношения точек и физического размера экрана. И чем выше разрешение экрана, тем больше деталей отображается.
Яркость
Этот параметр зависит как от типа освещения, так и от типа самой матрицы. А самые яркие — это мониторы со светодиодной подсветкой и IPS-матрицами.
Контрастность
Эта функция отвечает за баланс черного и белого на изображении. И чем выше контраст, тем глубже цветовые оттенки. Например, у мониторов с матрицей MVA хороший контраст.
Угол обзора
Угол обзора зависит от положения монитора, изображение останется резким. Действительно, при малых углах обзора цвета начинают отображаться некорректно (темные). И тогда на монитор нужно смотреть только под прямым углом. Матрицы IPS практически лишены этого недостатка.
Время реакции пикселя
От этого показателя зависит плавность движения изображения. А при низких значениях некорректно отображается динамическое изображение. Что проявляется в появлении перьев, полос и артефактов. Да, конечно, при просмотре обычного видео это не так заметно. Но при игре в динамические видеоигры такой недостаток быстро проявится.
Количество отображаемых цветов
В дополнение к цветным мониторам, монохромный ЖК-дисплей продолжает жить до наших дней. Такие экраны отображают только один цвет разных оттенков. И они используются, например, в бортовых компьютерах станков, бытовой техники и автомобилей.
Как и в случае с обычными ЖК-мониторами, каждый из них использует цветовую систему RGB. Красный — красный, Зеленый — зеленый, Синий — синий. При этом разнообразие и качество цветов зависят от типа матрицы. А самая качественная цветопередача у матриц IPS.
Бывает, что цветные мониторы отображают неправильные цвета. Например, есть такое явление, как переворачивание ЖК-дисплея. При инвертировании цвета начинают отображаться некорректно или даже полностью меняют положение.
Интерфейс монитора
Эта функция напрямую зависит от модели и производителя. Итак, помимо стандартных настроек и управления питанием, мониторы оснащены дополнительным аудиоинтерфейсом. Помимо управления подсветкой монитора и многого другого.
Что означает LCD
Название «Liquid Crystal Display» переводится как «Жидкокристаллический дисплей». Эта технология делает мониторы гораздо тоньше. И при этом значительно увеличивается площадь экрана.
Жидкие кристаллы и управление ими
Liquid Crystal (жидкие кристаллы) представляет собой органические вещества. При воздействии электрического напряжения кристаллы способны менять интенсивность пропускаемого через них света.
LCD матрица устроена так, что между двумя пластинами из стекла или пластика расположена сетка из жидких кристаллов. ЖК кристаллы, в свою очередь, расположены параллельно друг к другу. И это позволяет свету проникать через панель. А когда на матрицу приходит электрический сигнал, кристаллы начинают менять своё положение. И перекрывают проходящий через них свет.
Прилагая к матрице разный уровень напряжения, можно манипулировать интенсивностью света. Таким образом, при подаче слабого напряжения кристаллы будут оставаться в стандартном положении — 0 градусов. И поэтому свет будет проходить без потерь. Однако если изменить напряжение, кристаллы могут повернуться вплоть до 90 градусов. И тогда свет вообще не проникнет через панель – экран будет чёрным.
Любой современный ЖК-дисплей, будь то монитор компьютера, экран ноутбука или смартфона, имеет сотни тысяч таких кристаллов. И все они объединены в LCD матрицу. Именно с помощью таких ячеек, размером долей миллиметра, можно формировать изображение. А также менять яркость, контрастность и цветопередачу.
История создания жидкокристаллического дисплея
История ЖК технологий берёт начало с изобретения английскими учёными стабильного жидкого кристалла. Потому как первые жидкие кристаллы были очень нестабильны. А также потребляли огромное количество энергии. И для серийного производства они, мягко говоря, не годились. Однако в 71-м году, благодаря Джеймсу Ли Фергесону (Fergason), работавшему в корпорации RCA (Radio Corporation of America), мир увидел более совершенную версию ЖК дисплея. Новое открытие вызвало бурю обсуждений, и было принято очень горячё. И с того момента ЖК дисплеи стали распространяться в массы.
Виды ЖК экранов
По типу матрицы мониторы делятся на:
- DSTN (dual-scan twisted nematic) — жидкокристаллические дисплеи с двойным сканированием.
- TFT (thin film transistor) – экраны с тонкоплёночными транзисторами.
Наибольшее распространение получили как раз TFT дисплеи. Потому как они имеют больший функционал и лучшую стабильность.
Стоит отметить профессиональные LTV мониторы для видеонаблюдения. Такие дисплеи разительно отличаются от обычных компьютерных. Например, могут плавно отображать сразу несколько видеотрансляций на одном экране.
Устройство и работа TFT LCD матрицы.
Одними из главных достижений стало изобретение технологии LCD TFT-матрицы – жидкокристаллической матрицы с тонкопленочными транзисторами (Thin Film Transistors). У TFT-мониторов кардинально возросло быстродействие пикселей, выросла цветовая глубина изображения и удалось избавиться от «хвостов» и «теней».Структура панели, изготовленной по TFT технологии, приведена на Рис.2
| Структура ЖК-панели |
Рис.2. Схема структуры TFT LCD матрицы.Полноцветное изображение на ЖК-матрице формируется из отдельных точек (пикселей), каждая из которых состоит обычно из трех элементов (субпикселей), отвечающих за яркость каждой из основных составляющих цвета — обычно красной (R), зеленой (G) и синей (B) — RGB. Видеосистема монитора непрерывно сканирует все субпиксели матрицы, записывая в запоминающие конденсаторы уровень заряда, пропорциональный яркости каждого субпикселя. Тонкопленочные транзисторы (Thin FilmTrasistor (TFT) — собственно, поэтому так и называется TFT-матрица) подключают запоминающие конденсаторы к шине с данными на момент записи информации в данный субпиксель и переключают запоминающий конденсатор в режим сохранения заряда на все остальное время.Напряжение, сохраненное в запоминающем конденсаторе TFT- матрицы, действует на жидкие кристаллы данного субпикселя, поворачивая плоскость поляризации проходящего через них света от тыловой подсветки, на угол, пропорциональный этому напряжению. Пройдя через ячейку с жидкими кристаллами, свет попадает на матричный светофильтр, на котором для каждого субпикселя сформирован свой светофильтр одного из основных цветов (RGB). Рисунок взаиморасположения точек разных цветов для каждого типа ЖК-панели разный, но это отдельная тема. Далее, сформированный световой поток основных цветов поступает на внешний поляризационный фильтр, коэффициент пропускания света которого зависит от угла поляризации падающей на него световой волны. Поляризационный светофильтр прозрачен для тех световых волн, плоскость поляризации которых параллельна его собственной плоскости поляризации. С возрастанием этого угла, поляризационный фильтр начинает пропускать все меньше света, вплоть до максимального ослабления при угле 90 градусов. В идеале, поляризационный фильтр не должен пропускать свет, поляризованный ортогонально его собственной плоскости поляризации, но в реальной жизни, все-таки небольшая часть света проходит. Поэтому всем ЖК-дисплеям свойственна недостаточная глубина черного цвета, которая особенно ярко проявляется при высоких уровнях яркости тыловой подсветки.В результате, в LCD-дисплее световой поток от одних субпикселей проходит через поляризационный светофильтр без потерь, от других субпикселей — ослабляется на определенную величину, а от какой-то части субпикселей практически полностью поглощается. Таким образом, регулируя уровень каждого основного цвета в отдельных субпикселях, можно получить из них пиксель любого цветового оттенка. А из множества цветных пикселей составить полноэкранное цветное изображение.ЖК-монитор позволил совершить серьезный прорыв в компьютерной технике, сделав ее доступной большому количеству людей. Более того, без LCD-экрана невозможно было бы создать портативные компьютеры типа ноутбуков и нетбуков, планшеты и сотовые телефоны. Но так ли все безоблачно с применением жидкокристаллических дисплеев?
