LCD мониторы уже никого не удивляют. Они стали частью повседневной жизни каждого человека, ведь в наше время компьютер есть в каждом доме без исключения, будь то персональный настольный компьютер, ноутбук или планшетный ПК. Во всех этих устройствах используется LCD-дисплей, который отображает всю информацию поступающую.

Такое распространение LCD мониторы получили благодаря множеству бесспорных преимуществ. Главное преимущество заключается в том, что при работе за LCD монитором меньше устают глаза. Это объясняется тем, что частота мерцания таких мониторов существенно выше частоты ЭЛТ-экранов, и выше частоты, которая могла бы воздействовать на органы зрения. Но для того, чтобы полностью оценить все достоинства LCD мониторов стоит разобрать принцип их работы.

Принцип работы LCD монитора

Принцип работы LCD монитора основывается на использовании специального вещества, которое называется цианофил. Это вещество находится в жидком состоянии, но при этом имеет оптические свойства, которые присущи кристаллическим телам, что объясняет более известное название вещества – жидкие кристаллы. Помимо этого молекулы жидких кристаллов способны менять свое положение при воздействии электромагнитного поля. Изменяя положение, молекулы меняют свои оптические свойства, пропуская только определенный спектр излучения. Для остальных лучей молекулы не прозрачны. Этот эффект называется поляризацией. Именно на поляризации и основана вся работа LCD-дисплея.

Таким образом, изменяя силу воздействующего на жидкие кристаллы электромагнитного поля, появляется возможность управлять поляризацией света. Это в свою очередь позволяет экрану отображать определенный цвет.

Устройство LCD монитора

LCD дисплей – это целый массив мельчайших сегментов, которые называются пикселями. Современные технологии позволяют управлять каждым из пикселей в отдельности, что позволяет отображать нужную информацию на экране.

Сам дисплей монитора имеет несколько слоев. Главная роль принадлежит двум специальным панелям, изготовленным из свободного от натрия, и абсолютно чистого стеклянного вещества. Это вещество носит название – субстрат (также его называют подложкой). Именно между этими панелями и располагается тончайший слой жидких кристаллов.

На панелях имеются специальные бороздки, которые задают молекулам жидких кристаллов ориентацию в свободном состоянии. Эти бороздки располагаются параллельно между собой на одной панели, но перпендикулярны бороздкам, расположенным на другой панели. Такое решение обеспечивает одинаковую ориентацию всех молекул кристаллов в каждой ячейке.

В момент появления электромагнитного поля, жидкие кристаллы меняют свое положение, частично выстраиваясь вертикально вдоль этого поля. При этом угол поворота поляризации света становится отличным от 90˚, что позволяет лучам света свободно проходить через цианофилы.

Так как поворот плоскости поляризации света абсолютно незаметен невооруженным глазом, появилась необходимость в добавлении еще двух слоев, которые играют роль поляризационных фильтров. Они способны пропускать только тот спектр излучения, ось поляризации которого соответствует установленному значению. В момент прохождения лучи света будут ослаблены в зависимости от угла между плоскостями поляризации и поляризатора. Таким образом, если напряжение отсутствует, то ячейка будет прозрачной, так как первый поляризатор в этом случае пропускает только тот спектр излучения, который соответствует поляризации.

Управляя жидкими кристаллами при помощи изменение напряжения, можно управлять плоскостями поляризации. Выстраиваясь в соответствии с электромагнитным полем, жидкие кристаллы поворачиваются, и вместе с ними поворачивается вектор поляризации. В зависимости от напряжения, на момент прохождения света через второй поляризатор вектор поляризации может быть повернут так, чтобы лучи света проходили через него свободно либо поглощались (частично или полностью).

Для управления каждой ячейкой в отдельности используется достаточное количество электродов. Именно они создают требуемое напряжение в нужных областях жидкокристаллической матрицы. С их помощью мы можем увидеть на экране буквы или цифры, и даже цветные изображения. Современные технологии позволили создать электроды мельчайших размеров, благодаря чему их практически невозможно разглядеть невооруженным взглядом.

Подсветка матрицы

Конечно же, для получения изображения LCD-дисплеи нуждаются в источнике искусственного света. В первых LCD мониторах использовались специальные люминесцентные лампы. В зависимости от особенностей конструкции молекулы жидких кристаллов могут работать на отражение либо на прохождение света. На качество изображения это совершенно не влияет. Стоит отметить, что люминесцентная подсветка не позволяла достичь максимально равномерного распределения света в силу больших размеров ламп и недостаточно яркого света. Для решения этой проблемы современные производители используют новый тип подсветки – LED.

Данная подсветка основывается на светодиодном освещении. Такой источник гораздо ярче и компактнее. Кроме этого, для достижения максимально равномерного распределения света используется задняя подсветка матрицы. Это позволило достичь повышения качества изображения.

На данный момент производители мониторов все чаще отдают предпочтение именно LED подсветке. Помимо подсветки LCD мониторы для компьютера могут иметь различные матрицы. Именно от типа матрицы и ее технологий зависит цветопередача, четкость изображения и частота обновления экрана.

Типы матриц LCD мониторов

Наибольшим распространением пользуются два типа матриц:

  • IPS;
  • TN+Film.

Оба варианта имеют достаточно высокие показатели качества изображение и хорошую цветопередачу. Но, как и любая другая технология обе эти матрицы имеют свои преимущества и недостатки. Выбор той или иной матрицы зависит от ваших требований и предпочтений. Однако стоит отметить, что наибольшими перспективами обладают именно IPS матрицы. Ведь неспроста именно их предпочитают большинство мировых производителей.

IPS матрицы

Данный тип матриц позволяет пользователям видеть максимально естественные цвета, наиболее глубокий черный цвет и отличную цветопередачу в целом. Такие мониторы подойдут для тех, кто занимается обработкой фотографий. Однако главным недостатком первых IPS матриц было довольно длительное время отклика. В силу определенных особенностей технологии, которые позволили достичь высоких показателей в качестве изображения, скорость отклика было существенно снижена.

Однако разработчики быстро исправили этот недостаток, выпустив новые версии матрицы. Последняя матрица имеет название P-IPS (Professiona IPS). Она лишена всех недостатков первой IPS матрицы. Ее время отклика практически не уступает TN+Film, но этой разницы совершенно невозможно различить невооруженным глазом. Именно поэтому большинство производителей отдают предпочтение именно IPS матрицам.

TN+Film матрицы

Первая матрица имела название TN. Такая технология позволила создать дисплей, который отличался хорошим временем отклика. Жидкокристаллический монитор с TN матрицей имел хорошее изображение, однако из-за некоторых особенностей технологии сложно было достичь высокого разрешения и глубины цвета.

В результате разработок в мир вышла новая улучшенная TN+Film матрица, отличающаяся отличным качеством изображения и высочайшей точностью. Современные технологии позволили достичь отличной цветопередачи, хотя если сравнить IPS матрицу с TN+Film, то белый цвет будет естественнее на IPS, да и черный цвет более глубокий именно у IPS.

Однако эти различия настолько малы, что в момент эксплуатации монитора вы их просто не будете замечать. Хотя, конечно, факт остается фактом – большинство производителей цифровой техники (смартфоны, планшеты, мониторы и телевизоры) все же отдают предпочтение именно IPS матрицам.

Преимущества LCD мониторов

Единственным и прямым конкурентом LCD-экранов являются плазменные панели. Однако современные LCD матрицы достигли такого высокого уровня во всех параметрах, что не только способны составить последним достойную конкуренцию, но и превзойти их в некоторых аспектах.

Если раньше плазменные панели имели самые большие углы обзором, то современные LCD мониторы абсолютно им не уступают, но при этом они являются более долговечными. Срок службы LCD монитора или телевизора превосходит срок эксплуатации плазмы как минимум в два раза.

Кроме этого, LCD мониторы более практичны и имеют более низкую стоимость. При этом они предоставляют не менее высокое качество. Благодаря новейшим разработкам, жидкокристаллические мониторы имеют весьма высокое разрешение, а также высокую частоту обновления экрана, что позволяет воспроизводить 3D фильмы. Высокая плотность пикселей и электродов, позволили достичь высочайшей четкости изображения. Каждый пиксель в таких мониторах имеет по три субпикселя, которые управляются в отдельности. Это позволило достичь повышения количества отображаемых цветов, что крайне положительно сказалось на естественности цветопередачи.

Напоследок стоит отметить, что наибольший комфорт при работе за компьютером достигается, именно работая с LCD монитором. Это объясняется тем, что такие мониторы не имеют мерцания, которые пагубно сказывается на органах зрения. Частота мерцания в таких мониторах равна частоте мерцания света от используемого освещения. Если это LED подсветка, то частота выше, нежели у люминесцентных ламп. Однако в любом случае эта частота гораздо выше той частоты, которая способна воздействовать на глаза пользователя.

Как работает LCD-дисплей: Видео