8.2 Жидкокристаллические мониторы (lcd).

В настоящее время жидкокристаллические мониторы стали активно применяться не толь­ко в портативных компьютерах, но и в настольных системах. Они обладают целым рядом достоинств, которые отличают их от мониторов с электронно-лучевыми трубками.

• Для отображения информации используется вся поверхность экрана монитора. Напри­мер, видимая область жидкокристаллического 17-дюймового монитора — 17 дюймов, в то время как у монитора с электронно-лучевой трубкой — всего лишь 15 дюймов.

• Меньшая глубина, что позволяет экономить рабочее пространство.

• Некоторые модели имеют съемное опорное основание, что позволяет устанавливать мониторы на стене или любой подставке.

• Более низкое энергопотребление и, как следствие, меньшее выделение тепла.

• Жидкокристаллические мониторы не подвержены “выгоранию” люминофора.

• Возможность поворота монитора на 90°, что особенно обрадует дизайнеров.

• Вес жидкокристаллических панелей гораздо меньше, чем электронно-лучевых мони­торов тех же размеров. Например, 15-дюймовый жидкокристаллический дисплей ViewSonic VA 550 весит только 10,1 фунтов (примерно 4,5 кг), в то время как вес 17-дюймового электронно-лучевого монитора достигает 35-50 фунтов (15,8-22,6 кг).

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически, это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча проходящего сквозь них. Основываясь на этом открытии и в результате дальнейших исследований, стало возможным обнаружить связь между повышением электрического напряжения и изменением ориентации молекул кристаллов для обеспечения создания изображения. Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня, в результате прогресса в этой области, начинают получать все большее распространение LCD-мониторы для настольных компьютеров. Экран LCD-монитора представляет собой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которыми можно манипулировать для отображения информации. LCD-монитор имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели сделанные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного материала, называемого субстрат или подложка, которые собственно и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой.

В жидкокристаллических мониторах с пассивной матрицей яркостью каждой ячейки управ­ляет электрический заряд (точнее, напряжение), протекающий через транзисторы, номера кото­рых равны номерам строки и столбца данной ячейки в матрице экрана. Количество транзисто­ров (по строкам и столбцам) и определяет разрешение экрана. Например, экран с разрешением 800x600 содержит 800 транзисторов по горизонтали и 600 по вертикали. Ячейка реагирует на поступающий импульс напряжения таким образом, что поворачивается плоскость поляризации проходящей световой волны, причем угол поворота тем больше, чем выше напряжение. Полная переориентация всех кристаллов ячейки соответствует, например, состоянию включено и опре­деляет максимальный контраст изображения — разницу яркости по отношению к соседней ячейке, которая находится в состоянии выключено. Таким образом, чем больше перепад в ори­ентации плоскостей поляризации соседних ячеек, тем выше контраст изображения.

На ячейки жидкокристаллического монитора с пассивной матрицей подается пульсирую­щее напряжение, поэтому они уступают по яркости изображения жидкокристаллическим мо­ниторам с активной матрицей, в каждую ячейку которых подается постоянное напряжение. Для повышения яркости изображения в некоторых конструкциях используется метод управ­ления, получивший название двойное сканирование, и соответствующие ему устройства — жидкокристаллические мониторы с двойным сканированием (double-scan LCD). Экран раз­бивается на две половины (верхнюю и нижнюю), которые работают независимо, что приво­дит к сокращению интервала между импульсами, поступающими на ячейку. Двойное скани­рование не только повышает яркость изображения, но и снижает время реакции экрана, по­скольку сокращает время создания нового изображения. Поэтому жидкокристаллические мониторы с двойным сканированием больше подходят для создания быстро изменяющихся изображений, например телевизионных.

В жидкокристаллических мониторах с активной матрицей каждой ячейкой управляет от­дельный транзисторный ключ. Например, дисплей с активной матрицей 1 024x768 содержит 786 432 транзисторов. Это обеспечивает более высокую яркость изображения, чем в жидкок­ристаллических мониторах с пассивной матрицей, поскольку каждая ячейка оказывается под воздействием постоянного, а не импульсного электрического поля. При этом, естественно, активная матрица потребляет больше энергии. Кроме того, наличие отдельного транзистор­ного ключа для каждой ячейки усложняет производство таких приборов и делает их более дорогостоящими.

С тоит отметить и такую особенность части LCD-мониторов, как возможность поворота самого экрана на 90°, с одновременным автоматическим разворотом изображения. LCD-мониторами эта функция становиться почти стандартной. К преимуществам LCD-мониторов можно отнести то, что они действительно плоские в буквальном смысле этого слова, а создаваемое на их экранах изображение отличается четкостью и насыщенностью цветов.