Устройство жидкокристаллических мониторов

Устройство жидкокристаллических мониторов

Если вы не совсем твердо представляете себе, что такое жидкие кристаллы, посмотрите на калькулятор. Он оснащен именно жидкокристаллическим дисплеем. Электронные часы, в которых не стрелки бегают по кругу, а меняются циферки, также используют жидкие кристаллы на своих табло. Жидкие кристаллы значительно изменили компьютерные мониторы, сделав их более плоскими, компактными и легкими.

Жидкими кристаллами называют определенные вещества, которые могут находиться в особом промежуточном агрегатном состоянии: с одной стороны, они вроде как жидкость, а с другой, обладают рядом свойств, характерных для твердого кристаллического состояния.

В ЖК-мониторах используется способность молекул жидкокристаллического вещества поворачиваться вокруг своей оси под воздействием электрического поля (чем больше напряжение поля, тем больше поворот). Однако самое главное не то, что они поворачиваются, а то, что «повернутая» молекула совсем по-другому пропускает поляризованный свет (отраженный либо проходящий), чем «недовернутая». Например, нужно изменить цвет пиксела с белого на черный (или наоборот, это зависит от технологии матрицы). Прикладываем к ячейке с молекулами максимальное напряжение, поворачивая молекулы на максимальный угол. Чем больше поворачивается молекула, тем более непрозрачной она становится для проходящего сквозь нее света (а пиксел – все темнее). Если нужно поменять цвет пиксела не на черный, а на некий промежуточный (серый), то прикладываем к ячейке среднее напряжение, поворачивая тем самым молекулы на промежуточный угол.

Таким образом, современные мониторы на жидких кристаллах TFT LCD (Liquid Crystal Display – ЖК-дисплей) представляют собой плоскую конструкцию, состоящую из двух стеклянных пластин, на внутренние стороны которых нанесена матрица тонкопленочных транзисторов TFT (Thin Film Transistor). Между пластинами залито жидкокристаллическое вещество. На внешних сторонах стекол находятся поляризаторы. И вся эта красота равномерно освещается люминесцентными лампами или светодиодами.

В цветных мониторах каждый пиксел экрана формируется тремя ячейками, окрашенными с помощью светофильтров в базисные цвета: красный, зеленый и синий. Три транзистора, «закрепленные» за данным пикселом, прикладывают (либо наоборот, не прикладывают) напряжение к каждому базисному элементу, меняя тем самым яркость каждой цветовой составляющей. Это, в свою очередь, влияет на результирующий цвет и яркость пиксела. Размер одного пиксела ЖК-дисплея приближается к размерам зерна мониторов ЭЛТ.

Итак, «сердцем» жидкокристаллических мониторов является не электронно-лучевая трубка, а матрица, состоящая из огромного количества тонкопленочных транзисторов. Таким образом, максимальное (оно же – оптимальное) разрешение экрана ограничено количеством элементов матрицы, то есть меньшее, чем предлагаемое в документации, разрешение экрана вы сможете установить (и то после этого монитор может работать с искажениями или изображение будет расплывчатым), а вот большее у вас задать не получится.

Примечание из серии «ух ты!»

Допустим, у нас есть 15-дюймовый ЖК-монитор. Оптимальным для него считается разрешение 1024 Ч 768. Перемножив эти цифры, выясняем, что изображение формируется 786 432 пикселами. Вспоминаем, что изображение пиксела формируют три транзистора, и с помощью простой операции умножения выясняем, что матрицу такого монитора формируют почти 2,36 млн транзисторов!