ПК и ноутбуки, Устройства

LCD-монитор – принцип работы.

Прогресс не стоит на месте. Безусловно это касается различных комплектующих компьютера. В силу чего, с неописуемой скоростью развиваются технологии, а также создаются новые. И все они используются в ноутбуках, ПК и смартфонах. Особенно актуальна одна из таких технологий LCD-мониторы или дисплеи. В одной их наших статей мы говорили о характеристиках LCD-мониторов. Сегодня мы расскажем о принципах его работы, преимуществах и недостатках.

LCD, или жидкокристаллический дисплей – экран, который работает на основе жидких кристаллов. А основной принцип работы заключается в самих жидких кристаллах. Также они имеют свойство поворачивать плоскость поляризации проходящего через них света.

Жидкокристаллические дисплеи используются на данный момент практически на всех устройствах, которые предполагают наличие экрана. Они не только меньше трубочных дисплеев, но и намного качественнее. Цвета на таких экранах намного приятнее, ярче, разнообразнее и четче. Также они легко показывают объекты в движении и имеют более широкий формат.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Преимущества LCD-мониторов

  • Невысокая стоимость. Объясняется это тем, что материалы и электроэнергия для LCD расходуются в меньшем количестве и дешевле. Как следствие, вы можете легко найти дешевый телевизор с LCD-монитором с разрешением в 4К. И цены устройств с таким экраном порядка в 10 раз ниже, чем у аналогичных с OLED-экраном.
  • Более четкое изображение. Если сравнивать с OLED-дисплеями, которые тоже востребованы на рынке, то LCD-мониторы намного четче. Поэтому они лучше передают цвета, четкость и контраст изображения. Так как связано это, во-первых, с продолжительностью работы различных светодиодов. В конце концов в OLED они изнашиваются намного быстрее. А причина заключается в равномерности вывода света.
  • Отсутствие статистического напряжения. У каждого в жизни был телевизор с трубочным дисплеем. Обычно на нем всегда скапливалось много пыли. а при касании экрана могло несильно дернуть током. В LCD-мониторах этих проблем нет. А напряжение, подаваемое на жидкие кристаллы, настолько мало, что не может вызвать даже статического напряжения.
  • Меньшие габариты устройства. Жидкокристаллический экран не требует большого пространства в устройстве. Пиксели занимают очень мало места. А по толщине такие экраны составляют максимум 5 сантиметров. Тогда как трубочные дисплеи занимали очень иного места.
  • Антибликовое покрытие. Встроенная поляризационная пленка устраняет абсолютно любые блики. Это очень удобно, когда на экран светят прямые солнечные лучи. В результате вы не увидите бликов и отсветов. В конце концов, экран будет казаться немного тусклее, чем он есть.
  • Малое потребление энергии. Подсветка пикселей и доступ к ним напряжения – основное потребление энергии при работе LCD-монитора. В силу чего такие экраны и дисплеи потребляют намного меньше энергии, чем другие виды экранов.
  • Срок службы. Срок службы LCD-мониторов намного выше, чем у других экранов – OLED, LED или ЭЛТ. Потому что время работы лампы подсветки составляет от 25000 часов и даже больше.

Недостатки LCD-экранов

  • Уровень яркости. Такие мониторы малочувствительны к изменениям яркости. Поэтому даже при прокрутке ее на максимум пользователь может не особо заметить изменение яркости. Особенно если он находится на солнце. А также некоторые LCD-мониторы могут просто не обеспечивать комфортный уровень яркости для пользователя.
  • Контрастность. У жидкокристаллических мониторов контрастность ниже, чем у мониторов OLED. Кроме того некоторые мониторы не чувствительны к изменениям уровня контрастности экрана. Или же может отсутствовать глубина контрастности.
  • Равномерность подсветки экрана. Иногда в LCD-дисплеях бывает достаточно сложно добиться равномерности подсветки экрана. В результате чего на дисплее можно заметить более светлые или темные участки. Это становится очень заметно при однотонном фоне экрана. А связано это с тем, что чем больше дисплей, тем больше в нем установлено матриц, которые его подсвечивают.
  • Качество изображения. При переходе на другое разрешение отличное, от рекомендуемого, может легко «съедаться» качество изображения. Но это можно исправить. Благодаря технологиям как аппаратного, так и программного сглаживания, этот минус уже почти устранен.

Итоги

В данной статье вы увидели принцип работы жидкокристаллических мониторов. А также их преимущества и недостатки.

Все недостатки, представленные выше, с каждым годом исправляются и корректируются. К счастью их и так немного, но становится их меньше и меньше.

Другое дело преимущества, которых становится все больше и больше с каждой новой моделью LCD-мониторов. Кроме того, приемлемая цена, небольшие размеры и отличные характеристики – что еще нужно для покупки LCD-экрана?

Характеристик жидкокристаллических мониторов вполне достаточно для работы с ними. Вот почему они идеально подойдут для офисной работы, программной, а также игровой и развлекательной деятельности. По цене такие изделия уже давно стали общедоступными. И любой пользователь среднего ценового сегмента может себе позволить устройство с таким экраном.

Похожие сообщения

Добавить комментарий