Принцип работы монитора

Жидкокристаллический дисплей (ЖКД) представляет собой тонкое плоское устройство отображения, составленное из некоторого числа цветных или монохромных пикселей, расположенных перед источником света или зеркалом. Его высоко ценят инженеры, потому что он потребляет незначительное количество электроэнергии, что делает его пригодным для использования в электронных устройствах, питающихся от батареек.

• Принцип работы ЖК-монитора
• Мультиплексорный экран
• Цветные экраны
• Пассивная матрица
• Активные матричные технологии
• Скрученный нематик (TN)
• 3LCD-технология
• IPS-технология
• Экраны нулевой мощности
• Контроль качества
• Принцип работы мониторов
• На что способен жидкий кристалл?

Кроме того, он может иметь практически любую форму и размеры, мало нагревается и не выделяет вредного электромагнитного излучения. Также он является одной из причин успеха портативных компьютеров – иначе они бы не были такими компактными. Некоторые из ранних моделей переносных ПК включали небольшой ЭЛТ-монитор и были довольно громоздкими. Впоследствии ЖК-дисплеи стали использоваться не только в ноутбуках, но и в телевизорах высокой четкости.

Принцип работы ЖК-монитора

Пиксели дисплея состоят из ЖК-молекул, выстроенных между прозрачными электродами, а также из пары поляризационных фильтров с перпендикулярными друг другу осями полярностей. В отсутствие жидкого кристалла свет, проходя через один поляризатор, блокируется другим.

Поверхность электродов, контактирующих с веществом, находящимся в ЖК-фазе, обработана так, чтобы молекулы выстраивались в определенном направлении. Как правило, они покрываются тонким слоем полимера, направленного в одну сторону методом протирания его тканью (жидкие кристаллы выстраиваются в том же направлении).

Принцип работы ЖК-монитора следующий. До наложения электрического поля ЖК-молекулы выстроены согласно направлению выравнивания поверхностей. В наиболее распространенном типе ЖК-экрана – крученном нематическом – направления выстраивания поверхностей электродов перпендикулярны, благодаря чему молекулы образуют спиралевидную структуру, т. е. скручиваются.

Так как свойством жидких кристаллов является разная скорость движения света с разной поляризацией, луч, который проходит через один поляризационный фильтр, вращается ЖК-спиралью так, что может пройти сквозь второй. При этом половина света поглощается в первом поляризаторе, но в остальном вся сборка прозрачна.

Когда на электроды подается напряжение, начинает действовать крутящий момент, который выравнивает молекулы скрученного нематического кристалла вдоль электрического поля и выпрямляет спиралевидную структуру. Этому препятствуют упругие силы, так как молекулы на поверхностях не свободны. Вращение поляризации уменьшается, и пиксель выглядит серым. Но благодаря свойству жидких кристаллов выравниваться при достаточно высокой разности потенциалов, проходящий сквозь них свет не вращается.

В результате направление поляризации становится перпендикулярным второму фильтру, он полностью блокируется, и пиксель выглядит черным. Изменение напряжения между электродами по обе стороны ЖК-слоя каждого элемента изображения регулирует количество проходящего света и, соответственно, его яркость.

Скрученные нематические жидкие кристаллы помещаются между скрещенными поляризационными фильтрами для того, чтобы свет был максимально ярким без расхода электроэнергии, а получаемое при подаче напряжения затемнение — являлось равномерным. Возможен случай использования параллельных поляризационных фильтров. При этом темные и яркие состояния изменяются на противоположные. Однако в такой конфигурации черный не будет равномерным.

Вещество жидкого кристалла и выравнивающий слой содержат ионные соединения. Если длительное время действует электрическое поле определенной полярности, ионный материал притягивается поверхностями, ухудшая характеристики ЖК-монитора. Избежать этого можно, применяя либо переменный ток, либо изменяя полярность электрического поля во время обращения к устройству (реакция ЖК-слоя не зависит от полярности).

Мультиплексорный экран

Когда дисплей составлен из большого числа пикселей, управлять каждым из них напрямую невозможно, поскольку всем им понадобятся независимые электроды. Вместо этого монитор мультиплексируется. При этом электроды группируются и соединяются (как правило, по столбцам), и каждая группа питается отдельно. С другой стороны ячейки электроды также сгруппированы (как правило, по рядам) и подключены отдельно. Группы создаются таким образом, чтобы каждый пиксель обладал уникальной комбинацией источника и приемника. Электроника или программное обеспечение, управляющее ею, последовательно включает группы и управляет ими.

Важными факторами, которые следует учитывать при оценке ЖКД, являются разрешение, видимый размер, время отклика (скорость синхронизации), тип матрицы (пассивный или активный), угол обзора, поддержка цвета, коэффициент яркости и контрастности монитора, соотношение сторон и входные порты (например, DVI или VGA).

Цветные экраны

В цветных ЖК-дисплеях каждый отдельный пиксель делится на три ячейки или субпикселя, которые с помощью дополнительных фильтров (пигментных и металл-оксидных) окрашены в красный, синий и зеленый цвета. Каждым субпикселем можно управлять независимо, чтобы получить тысячи или миллионы возможных цветов. В старых ЭЛТ используется аналогичный метод.

В зависимости от использования монитора, цветовые компоненты могут размещаться в различных пиксельных геометриях. Если программное обеспечение знает, какой тип геометрии используется на данном дисплее, это может быть использовано для увеличения видимого разрешения посредством субпиксельной визуализации. Этот метод особенно полезен для сглаживания текста.

Пассивная матрица

Устройство ЖК-мониторов с небольшим количеством сегментов, например, используемых в карманных калькуляторах и цифровых часах, предусматривает для каждого элемента один электрический контакт. Внешняя выделенная схема обеспечивает электрический заряд, необходимый для управления каждым сегментом. При большом количестве экранных элементов такая структура становится слишком громоздкой.

Малые монохромные дисплеи, используемые, например, в старых ноутбуках, имеют структуру пассивной матрицы, в которой используется технология суперскрученных нематических элементов (STN) или двухслойная STN (DSTN), которая корректирует проблему смещения цвета. Каждая строка или столбец имеют одну электрическую цепь. Адресация каждого пикселя производится поочередно по адресу строки и столбца. Такой тип дисплея называют пассивной матрицей, поскольку состояние каждой ячейки должно сохраняться без электрического заряда. С ростом числа элементов (а также строк и столбцов) отображение становится все более сложным. Дисплеи с пассивной матрицей характеризуются слишком медленным откликом и плохой контрастностью.

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.

Скрученный нематик (TN)

TN-экраны содержат ЖК-элементы, которые для регулирования количества пропускаемого света в разной степени скручиваются и раскручиваются. Если напряжение на электроды ЖК-ячейки TN-матрицы не подается, то луч поляризуется таким образом, что может пройти сквозь нее. Жидкие кристаллы скручиваются пропорционально приложенной разнице потенциалов до 90°, изменяют поляризацию и блокируют подсветку. При подаче напряжения определенного уровня можно добиться практически любого оттенка серого.

3LCD-технология

Представляет собой систему видеопроекции, в которой для создания изображения используются 3 микродисплейные панели. В 1995 г. благодаря компактности и высокому качеству технология начала применяться многими производителями фронтальных проекторов, а с 2002 г. – и в проекционных телевизорах. Активная матрица обеспечивает отличную цветопередачу, высокую яркость и четкое изображение, а использование высокотемпературного поликремния позволяет получить большую глубину черного.

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.

Экраны нулевой мощности

Зенитальные элементы с двумя устойчивыми состояниями (ZBD), разработанные компанией QinetiQ, способны сохранять свою ориентацию без внешнего электрического поля. Принцип работы ЖК-монитора данного типа основан на том, что кристаллы могут находиться в одном из двух положений – «черном» или «белом». Питание требуется лишь для изменения состояния ЖК-элемента на противоположное. Созданные на основе данной технологии экраны производит компания ZBD Displays. Она предлагает как черно-белые, так и цветные ZBD-дисплеи.

Французская компания Nemoptic разработала еще одну технологию, не требующую питания для сохранения изображения. Похожие на бумагу ЖК-экраны производятся на Тайване с июля 2003 года. Данная технология ориентирована на такие маломощные мобильные устройства, как переносные компьютеры и электронные книги. ЖКД с нулевой мощностью потребления составляют конкуренцию электронной бумаге.

Компания Kent Displays тоже разработала экран с нулевым энергопотреблением, в котором используются стабилизированные полимерные жидкие кристаллы ChLCD. Основным недостатком этой технологии является невысокая частота обновления, которая еще больше замедляется при низких температурах.

Контроль качества

ЖК-экраны могут иметь дефектные транзисторы, результатом чего являются постоянно открытые или закрытые участки, на которых пиксели остаются либо ярко освещенными, либо черными. Если в случае интегральных схем это бы означало брак, то дисплеи с несколькими неработающими точками, как правило, используются. Это невозможно запретить по экономическим соображениям, поскольку ЖК-панели значительно больше микросхем. Для определения максимально допустимого числа дефектных пикселей производители используют разные стандарты. Например, в ноутбуках ThinkPad для панели разрешением 2048 х 1536 оно равно 16. Из них яркими могут быть 15 пикселей, а темными – 16.

Дефект ЖК-экрана более вероятен, чем для большинства микросхем. Например, 12” SVGA-дисплей может иметь 8 дефектов, а 6” пластина – только 3. Вместе с тем из 137 штампов приемлемыми будут 134 при практически нулевом браке ЖКД. Стандарты качества сегодня намного выше, чем раньше, благодаря жесткой конкуренции между производителями и улучшенному контролю. SVGA-экран с 4 дефектными пикселями теперь считается дефектным, и клиенты имеют возможность обменять его на новый.

Мультиплексорный экран

Мультиплексорный экран имеет устройство, которое называют мультиплексором. Это устройство обеспечивает передачу поступающей цифровой передачи в нужном направлении. Оно имеет несколько входов, через которые подается сигнал и один выход, к которому этот сигнал и направляется. Мультиплексор может разделять поток разнообразными способами:

• по частотным характеристикам – данные по потокам поступают одновременно и не смешиваются между собой, но они имеют разные частоты;
• потоки направляются в различное время – между отправками данных делаются небольшие паузы и устройство считывают данные за то время, пока другой поток к нему не поступил;
• кодирование – каждый поступающий поток кодируется и вместе с другими направляется в устройство.

Мультиплексор может делать запись изображения с любого источника видеосигнала, позволяет просматривать записи, которые были сделаны заранее, а также может вести видеопередачу в реальном времени. На таких экранах можно просматривать одновременно несколько каналов, позволяет сделать стоп-кадр и увеличить изображение нужного фрагмента, дает возможность последовательно переключать видеозапись между разными объектами, а также на таких экран есть встроенный календарь и часы.

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.

Справка! При управлении пикселя на мониторе в этом случае он дает большой угол обзора, но время, нужное для отклика, здесь немного дольше чем в TFT. TFT — это сокращение от Thin Film Transistor, что в переводе означает тонкопленочный транзистор. Он может управлять каждым пикселем монитора.

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.

Принцип работы мониторов

Для формирования растра (рис. 4.1) в мониторе используются специальные сигналы. В цикле сканирования луч движется по зигзагообразной траектории от левого верхнего угла до правого нижнего. Прямой ход луча по горизонтали осуществляется сигналом строчной (горизонтальной — Н. Sync) развертки, а по вертикали — кадровой (вертикальной — — V. Sync) развертки. Перевод луча из крайней правой точки строки в крайнюю левую точку следующей строки (обратный ход луча по горизонтали) и из крайней правой позиции последней строки экрана в крайнюю левую позицию первой строки (обратный ход луча по вертикали) происходит с помощью специальных сигналов обратного хода.

Рис 14.1. Формирование растра на экране монитора.

Таким образом, наиболее важными для монитора являются следующие параметры: частота вертикальной (кадровой) развертки, частота горизонтальной (строчной) развертки, а при работе с высокими разрешениями важна также ширина полосы пропускания видеотракта.

Описанный выше способ формирования изображения применяется и в телевизорах. Здесь частота обновления изображения (частота кадров) составляет 25 Гц. С первого взгляда кажется, что это очень низкая частота. Однако в телевидении для сокращения полосы частот спектра телевизионного сигнала применяется чересстрочная развертка, т. е. полный растр получается за два приема. Сначала за время, равное 1/50 с, передаются (воспроизводятся) только нечетные строки: 1, 3, 5 и т. д. Эта часть растра называется полем нечетных строк или нечетным полукадром. Затем развертывающий электронный луч быстро переводится от нижнего края экрана вверх и попадает в начало 2-ой (четной) строки. Далее луч прорисовывает все четные строки: 2, 4, 6 и т. д. Так формируется поле четных строк или четный полукадр. Если наложить оба полукадра друг на друга, то получится полный растр изображения.

Данный способ формирования изображения как в мониторах, так и в телевизорах оказался возможным благодаря двум свойствам, а точнее недостаткам, нашего зрения:

Инерционность восприятия световых раздражений, т. е. возникновение и прекращение фотохимических реакций в сетчатке глаза после начала и окончания воздействия импульса света происходит не мгновенно, а с задержкой, характеризующей эту инерционность. Для обычно встречающихся условий наблюдения время возникновения зрительного ощущения составляет около 0,1 с. Время сохранения светового возбуждения составляет 0,4—1,0 с после окончания действия светового раздражителя. Благодаря такому свойству зрения оказалось, возможным производить поэлементную развертку изображения от строки к строке и от одного полукадра к другому (при чересстрочном способе формирования изображения), т. е. изображение представляется в виде быстро сменяющейся последовательности строк и кадров.

Ограниченная разрешающая способность по перемещениям. Это свойство учитывается при отображении движущихся предметов на экране монитора или телевизора. Для того чтобы движения казались плавными, каждое изменение положения предметов должно быть передано небольшими «порциями», т. е. различия в картинках должны быть достаточно малыми (как в мультипликации). Движение передается путем покадрового воспроизведения отдельных мало отличающихся друг от друга фаз движения.

Принцип формирования растра у цветного монитора такой же, как и у монохромного. Однако в основу способа формирования цветного изображения положены другие важнейшие свойства цветового зрения:

Трехкомпонентность цветового восприятия. Это означает, что все цвета могут быть получены путем сложения (смешения) трех световых потоков, например красного, синего и зеленого, что позволило в цветных телевизорах и мониторах использовать метод аддитивного смешения цветов. Данный метод можно проиллюстрировать путем одновременной непрерывной проекции на экран изображений трех основных цветов при условии перекрывания ими одной и той же поверхности экрана (рис. 4.2).

Рис 4.2. Модель аддитивного смешения цветов.

В соответствии с теорией трехкомпонентного цветовосприятия, используя смешение трех основных цветов, оказалось возможным получить требуемую гамму цветовых оттенков. При смешении в определенной пропорции основных цветов — красного, синего и зеленого — получаются цвета, приведенные на рис. 14.2.

Пространственное усреднение цвета. Если на цветном изображении имеются близко расположенные цветные детали, то с большого расстояния мы не различаем цвета отдельных деталей. Вся группа будет окрашена в один цвет в соответствии с законами смешения цветов. Это свойство зрения позволяет в электронно-лучевой трубке монитора формировать цвет одного элемента изображения из трех цветов расположенных рядом люминофорных зерен.

В соответствии с особенностями человеческого зрения, в ЭЛТ цветного монитора имеются три электронные пушки с отдельными схемами управления, а на внутреннюю поверхность экрана нанесен люминофор трех основных цветов: красный, синий и зеленый (рис. 4.3, 4.4). Чтобы каждая пушка «стреляла» только по своим пятнам люминофора, в каждом цветном кинескопе имеется специальная цветоделительная маска.

Рис 4.3. Схема размещения пикселов на экране монитора

Рис. 4.4. Полная модель образования цветов на экране монитора.

В зависимости от расположения электронных пушек и конструкции цветоделительной маски различают ЭЛТ четырех типов, используемых в современных мониторах:

· ЭЛТ с теневой маской (Shadow mask) и дельтаобразным расположением электронных пушек — наиболее распространенные ЭЛТ (рис. 14.5, а).

· ЭЛТ с улучшенной теневой маской (EDP — Enhanced Dot Pitch) и планарным расположением электронных пушек, обеспечивающие повышенное разрешение (такими ЭЛТ оснащены мониторы фирмы Hitachi) (рис. 14.5, б).

· ЭЛТ со щелевой маской (Slot mask) — этот тип ЭЛТ, широко используемый в телевизорах, применяется в мониторах фирмы NEC и носит название Cromaclear (рис. 14.5, в).

· ЭЛТ с апертурной решеткой (Aperture grill, AG), к которым относятся ЭЛТ типа Trinitron фирмы Sony, DiamondTron фирмы Mitsubishi и SonicTron фирмы ViewSonic (рис. 14.5, г).

Рис. 4.5. Типы цветоделительной маски.

Теневая маска представляет собой металлическую пластину из специального материала — инвара с системой отверстий, соответствующих точкам люминофора, нанесенным на внутреннюю поверхность кинескопа (рис. 14.6). Очень низкий коэффициент линейного расширения инвара обеспечивает стабильность формы теневой маски при ее разогреве за счет электронной бомбардировки.

Апертурная решетка образована системой щелей, выполняющих ту же функцию, что и отверстия в теневой маске

Рис. 4.6. Конструкция электронно-лучевой трубки с теневой маской.

1.3. Характеристики ЭЛТ-мониторов.

ЭЛТ-мониторы имеют следующие основные характеристики.

Диагональ экрана монитора — расстояние между левым нижним и правым верхним углом экрана, измеряемое в дюймах. Размер видимой пользователю области экрана обычно несколько меньше, в среднем на 1″, чем размер трубки. Производители могут указывать в сопровождающей документации два размера диагонали, при этом видимый размер обычно обозначается в скобках или с пометкой «Viewable size», но иногда указывается только один размер — размер диагонали трубки. В качестве стандарта для ПК выделились мониторы с диагональю 15″, что примерно соответствует 36—39 см диагонали видимой области. Для работы в Windows желательно иметь монитор размером, по крайней мере, 17″. Для профессиональной работы с настольными издательскими системами (НИС) и системами автоматизированного проектирования (САПР) лучше использовать монитор размером 20″ или 21″.

Размер зерна экрана определяет расстояние между ближайшими отверстиями в цветоделительной маске используемого типа. Расстояние между отверстиями маски измеряется в миллиметрах. Чем меньше расстояние между отверстиями в теневой маске и чем больше этих отверстий, тем выше качество изображения. Все мониторы с зерном более 0,28 мм относятся к категории грубых и стоят дешевле. Лучшие мониторы имеют зерно 0,24 мм, достигая 0,2 мм у самых дорогостоящих моделей.

Разрешающая способность монитора определяется количеством элементов изображения, которые он способен воспроизводить по горизонтали и вертикали. Мониторы с диагональю экрана 19″ поддерживают разрешение до 1920 х 14400 и выше.

Тип электронно-лучевой трубки следует принимать во внимание при выборе монитора. Наиболее предпочтительны такие типы кинескопов, как Black Trinitron, Black Matrix или Black Planar. Мониторы этих типов имеют особое люминофорное покрытие.

Потребляемая мощность монитора указывается в его технических характеристиках. У мониторов 14″ потребляемая мощность не должна превышать 60 Вт.

Покрытия экрана необходимы для придания ему антибликовых и антистатических свойств. Антибликовое покрытие позволяет наблюдать на экране монитора только изображение, формируемое компьютером, и не утомлять глаза наблюдением отраженных объектов. Существует несколько способов получения антибликовой (не отражающей) поверхности. Самый дешевый из них — протравливание. Оно придает поверхности шероховатость. Однако графика на таком экране выглядит нерезко, качество изображения низкое. Наиболее популярен способ нанесения кварцевого покрытия, рассеивающего падающий свет; этот способ реализован фирмами Hitachi и Samsung. Антистатическое покрытие необходимо для предотвращения прилипания к экрану пыли вследствие накопления статического электричества.

Защитный экран (фильтр) должен быть непременным атрибутом ЭЛТ-монитора, поскольку медицинские исследования показали, что излучение, содержащее лучи в широком диапазоне (рентгеновское, инфракрасное и радиоизлучение), а также электростатические поля, сопровождающие работу монитора, могут весьма отрицательно сказываться на здоровье человека.

По технологии изготовления защитные фильтры бывают: сеточные, пленочные и стеклянные. Фильтры могут крепиться к передней стенке монитора, навешиваться на верхний край, вставляться в специальный желобок вокруг экрана или надеваться на монитор.

Сеточные фильтры практически не защищают от электромагнитного излучения и статического электричества и несколько ухудшают контрастность изображения. Однако эти фильтры неплохо ослабляют блики от внешнего освещения, что немаловажно при длительной работе с компьютером.

Пленочные фильтры также не защищают от статического электричества, но значительно повышают контрастность изображения, практически полностью поглощают ультрафиолетовое излучение и снижают уровень рентгеновского излучения. Поляризационные пленочные фильтры, например фирмы Polaroid, способны поворачивать плоскость поляризации отраженного света и подавлять возникновение бликов.

Стеклянные фильтры производятся в нескольких модификациях. Простые стеклянные фильтры снимают статический заряд, ослабляют низкочастотные электромагнитные поля, снижают интенсивность ультрафиолетового излучения и повышают контрастность изображения. Стеклянные фильтры категории «полная защита» обладают наибольшей совокупностью защитных свойств: практически не дают бликов, повышают контрастность изображения в полтора-два раза, устраняют электростатическое поле и ультрафиолетовое излучение, значительно снижают низкочастотное магнитное (менее 1000 Гц) и рентгеновское излучение. Эти фильтры изготавливаются из специального стекла.

Безопасность монитора для человека регламентируется стандартами ТСО: ТСО 92, ТСО 95, ТСО 99, предложенными Шведской конфедерацией профсоюзов. ТСО 92, выпущенный в 1992 г., определяет параметры электромагнитного излучения, дает определенную гарантию противопожарной безопасности, обеспечивает электрическую безопасность и определяет параметры энергосбережения. В 1995 г. стандарт существенно расширили (ТСО 95), включив в него требования к эргономике мониторов. В ТСО 99 требования к мониторам еще более ужесточили. В частности, стали жестче требования к излучениям, эргономике, энергосбережению, пожаробезопасности. Присутствуют здесь и экологические требования, которые ограничивают наличие в деталях монитора различных опасных веществ и элементов, например тяжёлых металлов.

На что способен жидкий кристалл?

Жидкие кристаллы под действием электрического тока могут изменять поляризацию, проходящего через них света. Если взять две перпендикулярно сориентированные поляризационные решетки, изначально исключающие возможность прохождения луча света, и разместить между ними такой кристалл, то можно не только создать условия для прохождения светового поток, но и сделать этот процесс управляемым с помощью электроники.

Первые простые ЖК модули с изменяемой прозрачностью не отличалась миниатюрностью. Но позволяли создавать четкое монохромное изображение. Наиболее широкое применение эта технология получила в компактных дисплеях, использующих отраженный свет. Всем хорошо известны первые электронные часы, игрушка, где волк ловит яйца, и экраны на панелях управления различными устройствами.

Вспомнив их проще понять, как формируется изображение с помощью ЖК.

Со временем производители усовершенствовали технологию:

• модуль с поляризаторами, кристаллом и прозрачными электродами стал миниатюрным и из них стали формировать полноценные матрицы с микропикселями;
• В качестве источника света с тыльной части системы стали использовать люминесцентные лампы. А позже и боле экономные светодиодные лампы;
• Компактность позволила в одном пикселе разместить три ЖК модуля, каждый из которых был оснащен своим RGB светофильтром (красным, зеленым и синим) что открыло дорогу к созданию цветных ЖК экранов.

Кроме того, жидкокристаллические мониторы обзавелись несколькими разъемами, отлично подружились с видеокартами и стали безальтернативным инструментом для отображения цифровой графики и видео.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

LCD-монитор — принцип работы. — TERABYTE-CLUB.COM

ПК и ноутбуки, Устройства

• 12.09.2020
• Опубликовано Нигматзянова Ляйсан

10 Сен

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.

Как работают LCD (жидкокристаллические дисплеи): типы, экраны?

Как работает ЖК-дисплей?

Если вы знакомы с дисплеями, от портативных компьютеров до цифровых часов, вы, скорее всего, имели дело с ЖК-дисплеем, сокращенно от жидкокристаллического дисплея. ЖК-экраны и ЖК-технологии приобрели известность за последние несколько десятилетий , особенно обогнав ранее популярную электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), поскольку сложность под поверхностью дисплея повысилась по качеству и эффективности.

Более подробную информацию о ЖК-технологии вы можете найти здесь:

• История ЖК-дисплея
• ЖК-дисплей Введение
• TN LCD
• СТН ЖК-дисплей
• Положительный и отрицательный режим
• Температурный диапазон ЖК-дисплея
• Руководство по терминам и разрешениям ЖК-пикселей
• Разница между LCD, TFT, IPS, LED и OLED 
• Глоссарий LCD и TP
• Что такое ЖК-дисплей Arduino?
• Пассивный ЖК-дисплей против активного ЖК-дисплея и PMOLED против AMOLED

ЖК-панели можно отнести к категории плоских дисплеев . Что отличает их от других технологий отображения, так это слой жидкокристаллического материала внутри. В этом тонком слое молекулы жидких кристаллов располагаются между двумя стеклянными подложками. На внутренних поверхностях каждой из этих подложек расположены электроды, управляющие носителями заряда, такими как электроны, которые затем взаимодействуют с жидкими кристаллами, создавая электрическое поле, проходящее через них; это, в свою очередь, может изменить расположение кристаллов, а также изменить общее поведение молекул. На противоположных сторонах подложки используются поляризаторы для управления уровнями прохождения света, влияющими на общее изображение дисплея.

Как работают жидкокристаллические дисплеи?

В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК-мониторы не могут подсвечиваться сами по себе, поэтому им требуется источник света: подсветка. Эту подсветку чаще всего изготавливают из известных светодиодов, что означает светоизлучающие диоды. Свет, исходящий от задней подсветки, проходит через задний поляризатор и заднюю подложку в жидкие кристаллы. Теперь световые волны могут вести себя по-разному. Подсветка, используемая в ЖК-дисплеях, может быть светодиодной (светоизлучающий диод) или CCFL (флуоресцентная лампа с холодным катодом). Светодиодная подсветка потребляет меньше энергии, что становится все более популярным , в то время как CCFL является более дешевой для ЖК-дисплеев большого размера, таких как большие ЖК-телевизоры. В последнее время для увеличения контрастности ЖК-дисплеев используется технология квантовых точек.

Электроды являются определяющими факторами поведения жидких кристаллов и, следовательно, поведения света. Проводя или не проводя ток в кристаллический слой, свет может проходить или не проходить через жидкие кристаллы таким образом, который позволяет пройти через поляризатор. Из-за этой роли электроды в 9ЖК-дисплеи 0007 часто изготавливаются из оксида индия-олова (ITO). ITO обладает хорошими проводящими свойствами, а также может использоваться в качестве прозрачного электрода, что очень важно для современных дисплеев.

То, как электроды влияют на выравнивание жидких кристаллов, может различаться в зависимости от используемого метода выравнивания (скрученный нематик, многодоменное переключение в плоскости). Например, скрученные нематические жидкие кристаллы ориентированы скрученно, когда отсутствует электрическое поле, которое затем поляризует свет, проходящий через слой; когда электроды приложат поле полностью, завихрение выпрямится, больше не поляризуя свет, и поэтому свет не проходит. В каждом из этих типов выравнивания электроды размещены по-разному в структуре , изменяя свойства дисплея, такие как ширина угла обзора, потребляемая мощность и время отклика. Несмотря на эти разные методы выравнивания, цель жидкокристаллического слоя остается неизменной: поляризовать свет, чтобы поляризованный свет проходил через поверхность дисплея. Поляризуя свет, передаваемый от подсветки, молекулы жидких кристаллов играют роль в том, какая часть света проходит через поляризационные фильтры, будь то весь, никакой или частичный свет.

Фото предоставлено HamRadioSchool.com

Для цветных дисплеев существует дополнительный шаг между поляризацией и взаимодействием с поляризатором. После поляризации в кристаллическом слое свет проходит через цветовой фильтр RGB (красный, зеленый, синий). ЖК-дисплеи работают, используя отдельные пиксели для отображения изображений, движущихся или стационарных. Каждый пиксель будет отображать цвет, смешанный цветовым фильтром RGB, при этом каждый цветовой фильтр связан с одним из субпикселей пикселя. В субпикселях определяется степень освещенности, что влияет на степень заметности соответствующего цвета. С группами субпикселей, объединенных под пикселем, цвета RGB будут смешиваться определенным образом, чтобы создать цвет пикселя, который затем будет работать с другими пикселями, чтобы, наконец, создать изображение, видимое на устройстве отображения.

В отличие от ЭЛТ, выгорание ЖК-дисплеев можно восстановить.

Для создания ЖК-дисплея подготавливаются две стеклянные подложки. На одну подложку обычно наносят ITO с образованием прозрачного, но проводящего слоя (электродного слоя). Кремний затем осаждается поверх слоя ITO вместе с частями транзистора. На другом слое цветовой фильтр выполнен с использованием цветных точек RGB. Затем жидкий кристалл небольшими порциями капают в транзисторные ячейки, изготовленные из первого листа, и используют его в качестве клея при соединении двух стеклянных подложек, точно совмещая транзисторные ячейки с цветными фильтрами. Наконец, на оба слоя наносится поляризаторная пленка 9.0005

Каковы типы и области применения ЖК-дисплеев?

С момента разработки первого ЖК-дисплея матричные технологии, которые организуют связь между пикселями и общим сигналом на дисплей, эволюционировали, чтобы обеспечить более высокое разрешение, более быстрое и четкое отображение. До разработки активной матрицы использовалась пассивная матрица. ЖК-дисплеи с пассивной матрицей не использовали активную схему управления для хранения информации о пикселях, и когда изображение должно было быть обновлено, только тогда отправлялся сигнал. Это приводило к медленным и нечетким изображениям, когда отображаемые изображения менялись или двигались. Однако появление дисплеев с активной матрицей произвело революцию в индустрии дисплеев. Движущиеся изображения теперь были намного более четкими и могли быстрее реагировать на изменение изображений, что позволяло отображать более качественные изображения. Благодаря активному и независимому обслуживанию управляющей схемы в каждом пикселе ЖК-дисплеи с активной матрицей (AMLCD) оказались чрезвычайно привлекательными для потребителей, и поэтому они стали доминирующей технологией для экранов с высоким разрешением, таких как компьютерные мониторы, телевизоры и смартфоны.

AMLCD чаще всего состоят из тонкопленочных транзисторов (TFT). Транзисторы в TFT LCD позволяют активно поддерживать сигнал внутри пикселя без помех соседним пикселям, что делает их неотъемлемой частью большинства AMLCD. Каждый пиксель представляет собой небольшой конденсатор со слоем изолирующего жидкого кристалла, зажатым между прозрачными проводящими слоями ITO.

Как упоминалось ранее, существуют различные способы выравнивания слоя жидких кристаллов, и каждый из этих методов позволяет создавать различные виды ЖК-дисплеев. Например, TN LCD , будучи одним из более дешевых, но и более быстрых вариантов, стал очень полезным в игровых дисплеях, где требуется высокая частота обновления графики и время отклика.

ЖК-технология также нашла применение в автомобильной промышленности (автомобильные приборные панели и дисплеи) и в медицинской промышленности (радиологическая визуализация).

Как упоминалось ранее, ЖК-дисплеи используют подсветку для освещения дисплея и его пикселей. Так было с момента создания первого ЖК в 1960-е годы. В течение десятилетий после этого дисплеи были довольно ограничены по размеру и разрешению. Цвета были не такими динамичными.

В 1980-х годах были созданы более крупные дисплеи, такие как первый 14-дюймовый полноцветный TFT LCD. С тех пор технологии продолжали быстро превращаться в то, что мы видим сегодня, с множеством улучшенных смартфонов и экранов телевизоров.

В последние годы органический светодиод ( OLED ) значительно расширился по своему характеру и потенциалу отображения. OLED-дисплеи имеют преимущества, которых нет у ЖК-дисплеев. Используя либо небольшие молекулы, либо полимеры , OLED не нуждается в подсветке; скорее, каждый пиксель имеет свои собственные способности производить органический свет. Это не только уменьшает толщину OLED по сравнению с ЖК-дисплеем, но также обеспечивает более глубокий черный цвет и более высокий коэффициент контрастности. Однако конструктивно, помимо подсветки, оба дисплея похожи, так как оба могут использовать как пассивные, так и активные матрицы, оба часто включают слои TFT, и оба могут быть сделаны прозрачными. OLED имеет еще одно преимущество перед ЖК-дисплеем, когда речь идет о структуре; без подсветки его можно сделать гибким, что позволяет использовать новые, более совершенные дисплеи, например, в складных смартфонах.

Основные сведения, которые необходимо знать о ЖК-дисплее

ЖК-дисплеи повсюду. Вероятно, у вас есть одно или несколько устройств с ЖК-дисплеем дома и на работе. Это включает в себя ваш телевизор, монитор компьютера, часы, часы, смартфоны и даже калькуляторы.

Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как работает ваш ЖК-экран, о его сроке службы, о компонентах и ​​о том, насколько он совместим с другими современными технологиями отображения?

Зная все эти сведения о ЖК-дисплее, вы сможете еще больше оценить его. Уход за устройством становится проще, когда вы вооружены этими знаниями.

Без лишних слов, вот основные вещи, которые вам нужно знать о ЖК-дисплеях.

Как работают ЖК-дисплеи?

В ЖК-дисплеях используется технология жидкокристаллического дисплея. В экран встроены жидкие кристаллы, вещество, обладающее свойствами между обычной жидкостью и твердым кристаллом. Жидкие кристаллы могут течь, но их молекулы имеют кристаллоподобную твердую ориентацию.

Жидкие кристаллы отвечают за создание изображения, отображаемого на ЖК-экране. Однако они не излучают свет. Подсветка используется для освещения этих кристаллов.

Экран дисплея состоит из нескольких крошечных цветных блоков, называемых пикселями. Этот термин представляет собой смесь слов «изображение» и «элемент», обозначая пиксели как маленькие элементы, составляющие полное экранное изображение. Экран обычно состоит из миллионов пикселей.

Каждый пиксель на экране дисплея состоит из красного, синего и зеленого света. Эти источники света можно быстро включить или выключить, чтобы создать общую движущуюся картинку или изображение.

Теперь в ЖК-дисплеях пиксели регулируются с помощью жидких кристаллов для вращения поляризованного света. Поляризованный свет обозначает световые волны с колебаниями, происходящими в одной плоскости. В ЖК-дисплеях это достигается за счет использования поляризованных слоев.

Каждый пиксель имеет поляризационные фильтры как спереди, так и сзади. Между этими фильтрами помещаются крошечные нематические (скрученные) жидкие кристаллы. Жидкие кристаллы можно включать и выключать электронным способом с помощью крошечных электронных транзисторов.

Когда жидкий кристалл выключается, электричество, управляемое транзистором, перестает течь. Затем включается пиксель, который становится ярче благодаря повороту нематического жидкого кристалла на 90 градусов. Это позволяет свету проходить через оба поляризационных фильтра на пикселе, освещая пиксель, пропуская свет.

Когда жидкий кристалл включен, электричество проходит через нематические жидкие кристаллы. Они полностью выпрямляются из своего скрученного состояния. Поляризационный фильтр перед жидким кристаллом блокирует свет, в результате чего пиксель отключается и становится темным.

Один ЖК-дисплей содержит миллионы пикселей, нематические жидкие кристаллы, поляризационные фильтры и транзисторы. Все они работают вместе для создания изображений на экране.

Чтобы узнать больше о том, как работают ЖК-дисплеи, нажмите здесь, чтобы узнать больше：Как работает сенсорный ЖК-дисплей TFT

Срок службы ЖК-дисплея

Срок службы ЖК-дисплея зависит от нескольких факторов, таких как:

•  Источник подсветки ЖК-экрана
•  Размер экрана дисплея
•  Условия хранения
•  Состояние электрических компонентов, сопровождающих ЖК-экран
•  Частота использования
•  Рабочая среда экрана (в помещении или на улице)

Срок службы большинства ЖК-мониторов составляет от 30 000 до 60 000 часов. Это эквивалентно 5-7 годам использования монитора по 24 часа в сутки. Это также может означать 10-20 лет работы монитора по 8 часов в день, 5 дней в неделю.

Ожидаемый срок службы подсветки является самым большим фактором, определяющим срок службы ЖК-дисплея. Это потому, что жидкие кристаллы не излучают свет сами по себе. Жидкие кристаллы зависят от подсветки для их освещения. Следовательно, ЖК-экран изнашивается, когда подсветка тускнеет, поскольку он достигает своего максимального срока службы.

Как обслуживать ЖК-дисплеи и продлить их срок службы, нажмите здесь, чтобы узнать больше：

Как следует обслуживать ЖК-дисплеи

4 способа уменьшить послепродажные проблемы с емкостными сенсорными дисплеями

Компоненты ЖК-дисплея

Несколько компонентов составляют экран ЖК-дисплея. Мы объясним каждый из них здесь:

1. Подсветка

Подсветка служит для подсветки всего ЖК-дисплея. Без подсветки ЖК-устройство остается затемненным и неудобным в использовании. Подсветка установлена ​​непосредственно за ЖК-панелью, чтобы осветить дисплей.

Простые устройства, такие как карманные калькуляторы, не используют подсветку ЖК-экранов. Пользователи полагаются на естественное освещение, чтобы увидеть числа, отображаемые на таких калькуляторах. Тем не менее, большинство современных ЖК-экранов, таких как телевизоры, компьютерные мониторы, смартфоны, панели авиационных экранов, наружные вывески и устройства медицинского мониторинга, используют подсветку в качестве внутреннего источника света.

В ЖК-дисплеях используются различные типы подсветки, вот некоторые из них:

a. Светоизлучающий диод (LED)

Этот тип подсветки сегодня является наиболее популярным и широко используемым источником света для ЖК-дисплеев. Светоизлучающие диоды — это полупроводники, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Частицы, переносящие электрический ток, называются электронами-дырками. Они объединяются с электронами в полупроводнике, высвобождая фотоны (частицы света).

Разделение полос, называемое шириной запрещенной зоны, определяет энергию фотонов. Кроме того, энергия фотона определяет, какой цвет излучает светодиод, в зависимости от длины волны излучаемого света. Различные виды полупроводников и соответствующие им различные ширины запрещенной зоны создают разные цвета света.

•   Белые светодиоды с боковой подсветкой (EL-WLED) — один или несколько рядов светодиодов размещаются на краю экрана. Для равномерного рассеивания света по всему экрану дисплея используется специальный светорассеиватель. Мониторы компьютеров, ноутбуки, ноутбуки и даже телевизоры высокой четкости теперь освещаются таким образом.

•   Белый светодиод (WLED) — Задняя сторона ЖК-панели подсвечивается несколькими белыми светодиодами. Перед светодиодами установлен рассеиватель, помогающий равномерно сгладить свет по всему экрану. Некоторые компьютерные мониторы и ЖК-телевизоры с большим экраном используют эту светодиодную технологию.

•   Красно-зелено-синий светодиод (светодиод RGB) — эта технология работает как WLED. Разница в том, что вместо белого света в нем используются красные, зеленые и синие светодиоды. Лучшее качество изображения и более широкий цветовой охват являются его преимуществами перед WLED и EL-WLED.

б. Электролюминесцентная панель (ELP)

В ELP для создания света вместо тепла используются электролюминесцентные материалы, такие как цветные люминофоры. Этот материал помещается между двумя проводящими слоями. Материал излучает свет в результате прохождения через него электрического тока. ELP в основном используются в небольших ЖК-экранах.

в. Флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL)

В подсветке CCFL в качестве основного источника света используется люминесцентная лампа с холодным катодом. Эта лампа состоит из катода, который не нагревается электрически нити накала, отсюда и название «холодный». Перед лампой CCFL размещен рассеиватель для равномерного распределения света по всему экрану.

Катоды, используемые в CCFL, излучают свет, создавая ненагретую термоэмиссионную эмиссию электронов. Это достигается за счет использования разрядов в парах ртути для создания ультрафиолетового света. Этот свет, в свою очередь, создает флуоресцентное покрытие внутри лампы, в результате чего появляется видимый свет.

Неоновые лампы также относятся к типу CCFL. Такие лампы излучают свет за счет возбуждения молекул газа.

Компьютерные мониторы и экраны телевизоров в основном используют CCFL для подсветки. Однако современные производители выбирают для подсветки своих устройств светодиодную технологию вместо CCFL.

д. Люминесцентные лампы с горячим катодом (HCFL)

Лампы задней подсветки HCFL имеют нити накала, которые необходимо нагреть, чтобы возбудить атомы ртути, вызвать протекание тока и, в конечном итоге, излучать свет. HCFL часто используются в ЖК-оборудовании, таком как медицинские устройства, специализированные лампы, сканеры и наружные ЖК-вывески.

2. Жидкие кристаллы для ЖК-дисплея

Жидкие кристаллы — основа ЖК-дисплея. Это уникальное вещество течет подобно жидкости, но сохраняет многие характеристики твердых кристаллов. У них длинные молекулы цилиндрической формы, которые могут скручиваться при изменении молекулярной ориентации.

В ЖК-дисплеях используются различные семейства жидких кристаллов. Одним из требований к таким жидкостям является взаимное притяжение. Кроме того, молекулы в жидком кристалле должны быть анизотропными. Это означает, что молекулы жидких кристаллов имеют средний структурный порядок вдоль молекулярной оси.

Жидкие кристаллы часто располагаются между цветными фильтрами и поляризаторами. Они скручиваются и выпрямляются в ответ на приложенный к ним электрический ток. Движение жидких кристаллов определяет, пройдет ли поляризованный свет через фильтры или нет.

Жидкие кристаллы имеют три основные фазы движения:

a. Нематик жидких кристаллов

Нематическая фаза характеризуется молекулами кристалла, свободно перемещающимися в жидкости. Однако эти молекулы указывают только в одном направлении, что делает их уникальными по сравнению с чистыми жидкими молекулами. Нематические жидкие кристаллы являются наиболее распространенной жидкостью, используемой в ЖК-экранах.

б. Смектика жидких кристаллов

В смектической фазе жидкие кристаллы сохраняют свою ориентацию и направление. Но теперь молекулы выстраиваются в слои. Смектические слои имеют ограниченное движение, создавая твердое состояние в жидких кристаллах.

в. Холестерическая фаза жидких кристаллов

Также известная как хиральная нематическая фаза, холестерическая фаза возникает, когда молекулы жидких кристаллов располагаются под небольшим углом друг к другу. Молекулы также укладываются в очень тонкие слои. Холестерическая фаза также позволяет молекулам изменять цвет под воздействием различных температур.

Молекулы в жидких кристаллах движутся под действием электрического поля. Их расположение меняется при подаче на них напряжения. Это позволяет жидким кристаллам управлять поляризованным светом, который, в свою очередь, определяет, какие пиксели на экране будут освещены, а какие нет.

3. Цветные фильтры жидких кристаллов 

Цветные фильтры находятся между жидкими кристаллами. Эти фильтры определяют, будет ли пиксель отображать красный, зеленый или синий цвет при активации. Фильтры работают, независимо контролируя красный, зеленый и синий субпиксели пикселя. При этом ЖК-экран может воспроизводить все возможные цвета цветового пространства.

Однако цветовые фильтры не являются активными элементами. Именно молекулы жидких кристаллов контролируют свет, проходящий через фильтры. Цветовые фильтры просто определяют цвет, который показывает пиксель, на основе того, сколько света проходит через них, что определяется приложенным электрическим напряжением и движением молекул жидкого кристалла.

4. Поляризационные фильтры из жидких кристаллов

ЖК-ячейка состоит из двух поляризационных фильтров. Они заключают в себе ЖК-дисплей и цветные фильтры. Один поляризационный фильтр расположен перед подсветкой и имеет горизонтальную ориентацию. Другой находится прямо под пикселем впереди и имеет вертикальную ориентацию. Поляризационные фильтры обычно изготавливаются из прозрачных кристаллов или стеклянных подложек.

Роль поляризационных фильтров заключается в том, чтобы контролировать, какие световые образы могут проходить через ЖК-экран. Без этих фильтров визуальные изображения, генерируемые ЖК-панелью, будут иметь низкий коэффициент контрастности и низкое качество изображения.

Теперь свет, излучаемый источником подсветки вашей панели, проходит через первый горизонтальный поляризационный фильтр. Затем он проходит через жидкие кристаллы. Поляризованный свет вибрирует вертикально, если жидкие кристаллы находятся в скрученном состоянии. Следовательно, эти световые волны могут проходить через второй вертикальный поляризационный фильтр. Пиксель на экране включается и подсвечивается нормально.

Между тем, если ЖК-дисплей расположен выпрямленным образом, горизонтальные световые волны, исходящие от первого поляризационного фильтра, будут заблокированы от попадания в вертикальный поляризационный фильтр. Затем пиксель выключается, и его не освещает свет.

Два поляризационных фильтра должны быть ориентированы соответственно вертикально и горизонтально. Если фильтры ориентированы одинаково (т. е. оба по горизонтали или оба по вертикали), они будут блокировать весь проходящий свет, ничего не отображая на экране.

5. Тонкопленочные транзисторы (TFT)

TFT представляют собой крошечные электрические компоненты, выгравированные на подложках из поляризующего стекла. Транзисторы из аморфного кремния часто используются для ЖК-панелей.

TFT отвечают за подачу электрического напряжения на ЖК-дисплей. Каждый пиксель экрана имеет соответствующий транзистор, что позволяет легко синхронно управлять пикселями посредством изменения электрического тока.

Использование TFT требует меньше заряда и меньше энергии для успешной работы ЖК-дисплея. Использование TFT также приводит к более четким изображениям, поскольку каждый пиксель управляется собственным транзистором. Заряд, присвоенный определенному пикселю, может активно поддерживаться, даже если экран обновляется для отображения другого изображения.

Заключение

Это вся основная информация, которую вам нужно знать о ЖК-дисплеях. Теперь вы знаете, как работает ЖК-экран, каков его возможный срок службы, какие компоненты и чем он отличается от других технологий отображения.

Вооружившись этой информацией, вы сможете лучше ценить свои ЖК-дисплеи и заботиться о них. А если вы планируете добавить устройства отображения в свой бизнес, полученная информация поможет вам сделать осознанный выбор в отношении технологий отображения, которые вы будете использовать.

Как работает ЖК-экран

Использование экрана для рекламы или даже нескольких становится все более распространенной стратегией, позволяющей привлечь внимание к продуктам и услугам компании. В этом смысле жидкокристаллические мониторы или LCD (аббревиатура от англ. Liquid Crystal Display) являются одними из самых используемых. Знаете ли вы, как работает ЖК-экран и какие преимущества дает эта технология?

Что такое ЖК-экраны?

Сегодня ЖК-дисплеи являются наиболее распространенным применением жидкокристаллической технологии благодаря их качеству, высокому разрешению, длительному сроку службы и цене, доступной для любого бюджета. Но что такое ЖК-экраны?
Объясняя простым и обобщенным образом, мы можем сказать, что этот экран, образованный двумя прозрачными стеклянными пластинами, обработанными и разделенными тонким слоем жидких кристаллов, подвергается контролируемому электрическому напряжению. В зависимости от мощности этого напряжения кристаллы меняют свою ориентацию, следуя принципу поляризации, пропуская больше или меньше света. Другими словами, это было бы что-то вроде набора небольших переключателей, позволяющих свету проходить в большей или меньшей степени через них и независимо друг от друга. Каждый переключатель будет генерировать пиксель, который в конечном итоге будет сформирован за счет контраста между различными пикселями. В свою очередь, каждый субпиксель имеет свой транзистор-конденсатор.
Конечно: имейте в виду, что ни два слоя стекла, ни жидкий кристалл не могут излучать свет. Чтобы изображение было видно, необходим дополнительный источник света. В первых дисплеях использовались люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL). Позже появление светодиодных экранов заменило эту технологию, что привело к появлению более тонких и больших мониторов. Если вы хотите узнать больше об этой теме, не пропустите эту статью о том, как работает светодиод.
Первоначально ЖК-экраны были монохромными и малоформатными и в основном использовались в калькуляторах, измерительных приборах и цифровых часах, отличавшихся низким энергопотреблением. В настоящее время эти дисплеи заменили электронно-лучевые телевизоры в большинстве приложений, за исключением очень высокой четкости, когда цветовая палитра должна быть точной и достоверной, и в суровых условиях (например, когда температура использования ниже на 5 ° C).

Как получить цвет на ЖК-дисплее?

Для отображения цветных изображений ЖК-экран должен иметь три субпикселя, которые содержат красный, зеленый и синий (RGB) фильтры, позволяющие генерировать каждый пиксель цвета.
Благодаря исчерпывающему контролю изменения приложенного напряжения можно контролировать интенсивность каждого субпикселя в диапазоне до 256 тонов. При правильном объединении субпикселей можно создать палитру, содержащую до 16,8 миллионов цветов (256 оттенков красного, 256 оттенков зеленого, 256 оттенков синего). Таким образом, комбинируя три основных цвета и вариации интенсивности, достигается желаемое цветовое ощущение. Что-то, что является ключевым в профессиональной и рекламной сфере, если учесть важность психологии цвета для привлечения внимания потенциальных клиентов и побуждения их к покупке определенного товара или услуги.
Если в устройстве нет цветного фильтра, экран будет монохромным, то есть черно-белым, что было обычным явлением до конца 1990-х годов. Затем были добавлены наборы фильтров RGB, чтобы получить цветные экраны, которыми мы наслаждаемся сегодня.

Два типа адресации ЖК-экранов

На этом этапе необходимо ввести концепцию адресации, которая состоит в подаче напряжения на жидкие кристаллы с одной целью: изменить свойства света и, таким образом, иметь возможность генерировать разные изображения. Существует два типа маршрутизации: прямая маршрутизация или сегментная маршрутизация и матричная маршрутизация.
Первый используется на очень простых дисплеях, таких как калькуляторы, тогда как точечно-матричная адресация используется на дисплеях с высоким разрешением, таких как портативные компьютеры и мониторы TFT (сокращение от тонкопленочных транзисторов). «тонкопленочный транзистор»). На практике некоторые люди путают LCD с TFT. Однако TFT — это только один из типов дисплеев с существующей ЖК-технологией. Экраны LCD-TFT сегодня наиболее распространены.
Давайте посмотрим подробнее, из чего состоят эти две типологии.

ЖК-экраны с пассивной матрицей

В ЖК-дисплеях с пассивной матрицей (PMLCD) нет переключающих элементов и используется электродная матрица. Линии на передней панели сдвинуты по фазе на 90° относительно вертикального электрода, а точки пересечения между линиями создают изображение. Чтобы активировать пиксель, к строке и столбцу применяются пропорциональные напряжения. Однако у этих типов мониторов есть два нежелательных эффекта: большое время отклика и худшая контрастность. Оба связаны с потерей напряжения, подаваемого с течением времени на жидкий кристалл.

ЖК-экраны с активной матрицей

В экранах с активной матрицей, которые мы продаем в Visual Led, используется матрица нелинейных переключающих элементов, TFT и конденсаторы. Каждый пиксель состоит из транзистора и конденсатора. В отличие от пассивной матрицы, активная матрица не имеет каких-либо ограничений по количеству строк, в дополнение к гораздо меньшим интерференциям в соседних пикселях (перекрестные помехи).

Типы ЖК-экранов

Чтобы продолжить знакомство с принципом работы ЖК-экрана, нам осталось проанализировать типологии жидкокристаллических дисплеев. Они следующие.

Светоотражающий ЖК-дисплей

Источник света находится перед видоискателем, а за ним расположен отражающий фон. В основном они используются в уличных экранах или в хорошо освещенных помещениях. Его потребление электроэнергии очень низкое.

Пропускающий ЖК-дисплей

В этом случае источник света находится за видоискателем, поэтому он называется подсветкой. Пропускающие ЖК-дисплеи идеальны в условиях низкой освещенности, но потребляют больше энергии, чем отражающие. Экраны большинства ноутбуков пропускают свет.

Трансрефлективный ЖК-дисплей

Представляет собой комбинацию двух упомянутых типов. В трансрефлективных мониторах мы находим зеркало за поляризатором, которое отражает и пропускает свет. Таким образом можно отражать внешний свет и в то же время пропускать свет подсветки, которая освещает сзади. Его полезность заключается в том, что этот ЖК-дисплей адаптируется к широкому спектру условий окружающего освещения. Одним из самых популярных его применений являются экраны мобильных телефонов.
У вас есть вопросы о том, как работает ЖК-экран? Вы хотите знать, что лучше всего подходит для особенностей вашего бизнеса? В этом случае позвоните нам без обязательств по телефону (+34) 977 271 074, отправьте нам электронное письмо по адресу [email protected] или заполните нашу контактную форму. Мы будем рады направить вас и помочь увеличить ваши продажи с помощью наших профессиональных рекламных экранов.

— основные отличия

14 марта 2022 г.

Статья

6 мин

В чем разница между ЖК-мониторами и светодиодными мониторами? Что лучше для ваших глаз? Что лучше для игр? Вот как решить, что подходит для ваших нужд.

Что внутри

• Какой тип монитора вам подходит, светодиодный или ЖК?
• Что такое светодиодный монитор?
• Плюсы и минусы светодиодного монитора
• Что такое ЖК-монитор?
• Плюсы и минусы ЖК-монитора
• Какой тип монитора лучше в целом?
• Какой тип монитора лучше для игр?
• Какой тип монитора лучше всего подходит для моих глаз?
• OLED против QLED мониторов

Если вы проводите много времени перед монитором, важно принять взвешенное решение при покупке нового монитора. Высококачественные мониторы могут снизить нагрузку на глаза, повысить удобство работы сотрудников или помочь вам в любимой игре. Итак, поскольку ваша система нуждается в обновлении, возникает вопрос: что лучше: светодиодный или ЖК-монитор? Какой монитор лучше для глаз? Какой монитор лучше для игр? В чем разница между ЖК-мониторами и светодиодными мониторами, если таковая имеется? Примите во внимание эти ключевые моменты, чтобы определить, какая технология подходит для использования на вашем компьютере.

Какой тип монитора вам подходит, светодиодный или ЖК?

Прямое сравнение светодиодных (светоизлучающих диодов) и ЖК (жидкокристаллических дисплеев) мониторов является неправильным пониманием их определений. «LED» и «LCD» относятся к разным аспектам технологии монитора (подсветка и дисплей соответственно). Если у вас мало времени, вы должны сделать вывод, что все мониторы со светодиодной подсветкой являются ЖК-дисплеями, но не каждый ЖК-дисплей использует светодиодную технологию для подсветки экрана.

В прошлом большинство ЖК-дисплеев подсвечивались флуоресцентными лампами с холодным катодом (более известными как подсветка CCFL). Теперь большинство современных ЖК-мониторов подсвечиваются светодиодами. ЖК-мониторы со светодиодной подсветкой значительно тоньше, легче и потребляют меньше энергии, чем их предшественники CCFL. Кроме того, светодиоды служат дольше, чем лампы CCFL. Однако вы не заметите огромного влияния на качество изображения при использовании ЖК-дисплеев CCFL по сравнению со светодиодными ЖК-дисплеями, но вы можете заметить, что светодиоды освещают экран более равномерно, чем CCFL.

Давайте сначала более подробно рассмотрим светодиодную технологию, чтобы понять различия в деталях.

Что такое светодиодный монитор?

Светодиодные мониторы используют светодиоды (светоизлучающие диоды) для освещения экрана, которые в основном представляют собой очень маленькие лампочки, такие как мини-рождественские гирлянды. Расположение светодиодов за экраном различается: мониторы имеют либо сплошную светодиодную подсветку, либо боковую подсветку. Некоторые высокопроизводительные современные мониторы оснащены мини-светодиодами, что позволяет еще точнее управлять освещением.

Мониторы с полной подсветкой имеют диоды, равномерно распределенные позади монитора, обеспечивая равномерное освещение по всему экрану. Мониторы с боковым освещением имеют светодиоды только по периметру монитора, а свет распространяется с помощью листа пластика для равномерного распределения света, что экономит деньги для производителя и, в конечном итоге, для вас.

Некоторые компьютерные мониторы, известные как ЖК-дисплеи HDR (высокий динамический диапазон), имеют функцию локального затемнения светодиодов. Эта возможность позволяет затемнять части экрана в зависимости от того, что отображается. Это дает вам чернильную черноту и более яркий, более динамичный цвет, а не весь экран, который все время равномерно подсвечивается. В мини-светодиодных мониторах эта возможность расширена, так как размер диодов составляет примерно 1/5 размера стандартных светодиодов, что дает вам возможность более точного затемнения.

Плюсы и минусы светодиодного монитора

Вот плюсы и минусы светодиодных ЖК-мониторов по сравнению с ЖК-мониторами CCFL.

Светодиодный ЖК-монитор Pros

• Энергоэффективный
• Тонкий и легкий
• Нет выделения тепла
• Короткое/быстрое время отклика
• Высокая контрастность
• Постоянная яркость
• Долгий срок службы
• Функция затемнения подсветки для некоторых светодиодных мониторов обеспечивает оптимальное качество контраста/цвета
• Без ртути

ЖК-монитор со светодиодной подсветкой Минусы

• Некоторые светодиодные мониторы с боковой подсветкой могут быть плохо видны при определенных углах обзора. Это не должно быть проблемой, если вы смотрите на монитор прямо перед собой
• Дорого, хотя общий срок службы и низкие затраты на техническое обслуживание компенсируют это

Что такое ЖК-монитор?

Жидкокристаллические мониторы (ЖК-дисплеи) имеют слой жидкости, удерживаемый между двумя кусками поляризованного стекла. ЖК-монитор не излучает собственный свет. Электрический ток выравнивает кристаллы в слое жидкости, что позволяет или блокирует свет, в зависимости от того, какой цвет он должен отображать. ЖК-мониторы исторически имели подсветку CCFL, но сегодня обычно имеют светодиодную подсветку.

В категорию ЖК-мониторов входят три основных типа панелей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки: TN, VA и IPS.

• TN (Twisted Nematic) Панели — это самый распространенный тип мониторных панелей, обычно используемый в бюджетных мониторах. Они обеспечивают время отклика ~1 мс, что делает их идеальными для динамичных игр, таких как шутеры от первого лица. Однако они имеют худшую цветопередачу/контрастность и меньшие приемлемые углы обзора, чем панели других типов
.

• Панели VA (Вертикальное выравнивание) — Панели VA занимают промежуточное положение между TN и IPS с точки зрения цветопередачи и углов обзора — вы получите приятный, чернильно-черный и точные цвета. Однако время отклика не такое хорошее, как у панелей TN.

• Панели IPS (In Plane Switching) — IPS стали очень популярными благодаря высокой точности цветопередачи и доступным углам обзора (почти 180 градусов). Как и у панелей VA, время отклика не такое хорошее, как у панелей TN, обычно оно составляет 4-8 мс, что является важным фактором для интенсивных игр PvP. Этот тип панелей — отличный выбор для дизайнеров и профессионалов, которые полагаются на точный цвет.

Плюсы и минусы ЖК-монитора

Хотя почти все современные ЖК-мониторы имеют светодиодную подсветку, для сравнения приведем плюсы и минусы старых ЖК-мониторов с CCFL-подсветкой и светодиодных ЖК-мониторов.

Преимущества ЖК-монитора CCFL

• Дешевле светодиодных мониторов

ЖК-монитор CCFL Минусы

• Не такой энергоэффективный
• Больше и толще
• Без локального затемнения
• Неравномерное освещение, особенно заметно в темных помещениях
• Меньший срок службы
• Трудно ремонтировать/обслуживать

Какой тип монитора лучше в целом?

Между светодиодными ЖК-мониторами и ЖК-мониторами CCFL, светодиодные мониторы выигрывают практически во всех отношениях, кроме стоимости. Тем не менее, вы, вероятно, в конечном итоге выберете светодиодный ЖК-монитор в долгосрочной перспективе из-за их более длительного среднего срока службы.

Какой тип монитора лучше для игр?

Когда дело доходит до игр, светодиодные ЖК-мониторы также выигрывают у светодиодных мониторов CCFL. Однако выбор светодиодного ЖК-монитора зависит от основного жанра игр, которыми вы хотите заниматься (и от того, насколько вы конкурентоспособны).

Полноэкранный светодиодный ЖК-монитор с панелью IPS лучше всего подходит для широкого круга геймеров благодаря высокой точности цветопередачи, функции затемнения и широким углам обзора. Еще лучше, если вы можете позволить себе HDR-монитор или изогнутый монитор!

Однако, если вы заядлый игрок в FPS и хотите соревноваться на высоком уровне, вам следует рассмотреть возможность приобретения ЖК-монитора со светодиодной подсветкой и панелью TN. Когда дело доходит до игр FPS, время отклика имеет значение. Вы обнаружите, что светодиодные мониторы с панелями TN имеют наименьшее среднее время отклика (некоторые даже менее 1 мс), что означает наименьшее время, необходимое экрану для перехода от одного цвета к другому. Когда ваш враг выглядывает из-за угла, каждая миллисекунда на счету.

Какой тип монитора лучше всего подходит для моих глаз?

Если вы ищете лучший монитор для ваших глаз, вам следует обратить внимание на такие функции, как предотвращение мерцания подсветки и технология Low Blue Light (LBL). LBL — это высокоэнергетический свет с низкой длиной волны в видимом спектре света, который может вызвать напряжение глаз и со временем повредить сетчатку. Кроме того, LBL может повлиять на ваш циркадный ритм (внутренние часы вашего тела), влияя на вашу способность засыпать ночью. Многие современные компьютерные мониторы имеют фильтр с низким уровнем синего света, но его можно назвать режимом «Eye Saver» или «Reader».

Еще одним важным фактором снижения нагрузки на глаза является наличие угла обзора. Регулировка высоты и поворота имеет большое значение для увеличения углов обзора. Вы также можете приобрести крепление на руку, чтобы обеспечить оптимальное положение монитора.

Наконец, некоторые мониторы динамически регулируют яркость в соответствии с окружающим освещением в комнате. Например, при слабом освещении монитор автоматически уменьшит яркость, что поможет снизить нагрузку на глаза. Мониторы некоторых производителей также имеют настройки яркости, которые можно регулировать в зависимости от того, для чего вы используете монитор (работа, просмотр фильмов, игры и т.  д.).

OLED против QLED мониторов

Хотите получить более детальный выбор светодиодов? Новые экранные технологии обычно первыми появляются на рынке телевизоров, но вскоре распространяются и на компьютерные мониторы. Двумя новыми типами таких мониторов являются OLED — органический светоизлучающий диод — и QLED — квантовый светоизлучающий диод.

Каждый пиксель OLED-монитора — это отдельный миниатюрный светодиод. В отличие от обычных светодиодных мониторов, OLED-мониторы технически не имеют задней подсветки, поскольку каждый пиксель излучает свой собственный свет и цвет. Если отдельный пиксель не получает электричество, он будет темным. В результате технология OLED обеспечивает потрясающую контрастность изображения. А поскольку каждый пиксель подсвечивается индивидуально, OLED-экран имеет невероятно малое время отклика — 0,1 миллисекунды — что отлично подходит для четких изображений и игр.

В мониторах QLED используются наночастицы, называемые квантовыми точками, которые действуют как цветовые и световые фильтры. Миллионы квантовых точек могут создавать потрясающие изображения яркости и цвета. Это светодиодные мониторы, но квантовые точки обеспечивают более насыщенный цвет и более точную регулировку яркости. QLED обеспечивают полную насыщенность цвета даже в ярко освещенных помещениях. Но недостатком является то, что QLED приходится приглушать подсветку для темных цветов, что затрудняет создание эффекта чистого черного, как на OLED. Мониторы QLED также лучше всего видны из мертвой точки, поэтому они могут быть не лучшим выбором для рабочих мест, где требуются широкие углы обзора

Нижняя линия

Пытаясь сделать лучший выбор для профессионального и личного монитора, подумайте, какие функции необходимы и наиболее важны для улучшения вашего рабочего и/или игрового пространства. В большинстве случаев светодиодный монитор имеет преимущество благодаря более длительному сроку службы, лучшему качеству изображения, более тонкому дизайну, быстрому времени отклика и более экологичной конструкции. Эти качества компенсируют более высокую начальную цену, которая может заставить вас задуматься о ЖК-дисплее. Но если вы ищете что-то более дешевое, просто чтобы провести рабочий день с электронными таблицами, ЖК-дисплей может быть для вас.

Покупайте компьютерные мониторы от ведущих брендов.

Что такое ЖК-монитор? | Типы панелей с плюсами и минусами

ЖК-монитор, что означает жидкокристаллический дисплей, представляет собой плоский экран, обычно используемый в ноутбуках, настольных компьютерах и телевизионных экранах.

Эти ЖК-дисплеи являются наиболее распространенными среди других, главным образом потому, что они легкие, обеспечивают наилучшее изображение и потребляют меньше энергии. Дисплей состоит из миллионов пикселей, формирующих изображения.

Если вы ищете информацию о ЖК-мониторах (см. Мониторы HP), то вы попали по адресу. Вы найдете все, что хотите знать о ЖК-мониторе, включая его определение, описание, функции, преимущества, способы его использования, где купить, а также ссылки для обзоров и сравнений, чтобы максимально использовать свои инвестиции.

Что такое ЖК-монитор (жидкокристаллический дисплей)?

ЖК-монитор (жидкокристаллический монитор) — это видеоустройство, обычно используемое в компьютерах и телевизорах. Это плоский дисплей, в отличие от более традиционной электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) для телевизоров и мониторов осциллографов.

Этот тип монитора основан на жидких кристаллах. Преимущества ЖК-монитора заключаются в его тонкости, простоте установки и низком энергопотреблении.

Кроме того, у этого плоскопанельного дисплея есть и другие преимущества по сравнению с ЭЛТ-дисплеями, в том числе более высокое разрешение, более яркие изображения, лучший коэффициент контрастности, более глубокий черный диапазон, больше цветовых палитр и, что наиболее важно, чрезвычайно низкое энергопотребление. В большинстве случаев ЖК-мониторы легче и тоньше ЭЛТ-мониторов, что делает их идеальными и в качестве портативных мониторов.

Какие существуют типы ЖК-мониторов?

На рынке представлены различные типы ЖК-мониторов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Некоторые из них предназначены для обеспечения широких углов обзора, в то время как другие предназначены для обеспечения отличного качества изображения. Если вы ищете ЖК-монитор для своего Mac Mini, ПК или ноутбука, вот основные типы на выбор;

Панели TN

Twisted Nematic (TN) — одна из наиболее распространенных технологий ЖКД. Это была доминирующая технология для обычных домашних и офисных дисплеев с 2001 по 2010 год, пока ее не заменили лучшие альтернативные технологии In-Plane Switching (IPS) и VA.

У него худшие цвета и углы обзора по сравнению с VA и In-Plane Switching или IPS.

Одним из главных преимуществ дисплеев TN является их невероятно быстрое время отклика, которое составляет 1 мс. Это делает их превосходными для соревновательных игр в жанре FPS или для потрясающего быстрого просмотра веб-страниц или редактирования фотографий.

Панели VA

Панели с вертикальным выравниванием (VA) — это разновидность ЖК-панелей, отличающихся лучшим коэффициентом контрастности и однородностью черного по сравнению с панелями IPS и TN.

Панели IPS

Панели IPS (In-Plane Switching) обладают лучшими характеристиками. Отличительной их особенностью являются широкие углы обзора как по горизонтали, так и по вертикали.

В результате они лучше всего подходят для многопользовательской среды или среды для совместной работы, хотя следует отметить, что этот тип технологии также ценится людьми, которым нужен более широкий экран.

Дополнительные характеристики ЖК-мониторов этого типа включают высокое качество изображения, возможность адаптации к условиям яркого освещения, точность цветопередачи и конкурентоспособную цену — все эти факторы сделали их очень популярными.

Как работают ЖК-мониторы?

Маленькие и большие компьютерные ЖК-мониторы создают изображения с использованием кристаллов, заполненных жидкостью.

Жидкие кристаллы внутри монитора электрически заряжены до определенного уровня, после чего они разрешают или предотвращают прохождение света через кристаллы. Затем этот свет проецируется на пиксели, отображая изображение.

На задней стороне ЖК-дисплея имеется подсветка, излучающая белый свет. Он проходит через горизонтальный поляризатор; это своего рода фильтр, пропускающий только горизонтально поляризованные световые лучи.

Горизонтально поляризованные световые лучи превращаются в жидкие кристаллы, которые изгибают горизонтальные световые лучи в вертикальные световые лучи, чтобы они могли проходить через вертикальный поляризатор в цветной фильтр, и пиксели загорались, создавая изображения.

Из каких частей состоят ЖК-мониторы?

Большинство современных ЖК-мониторов состоят из нескольких частей, которые вместе создают изображение. Основные части включают в себя;

• Панель,

• Кабели (кабель питания и кабели подключения)

• Стенд

Какова история ЖК-мониторов?

ЖК-монитор — одна из самых важных технологий, существующих сегодня, особенно если вы работаете над проектом. Один из самых первых ЖК-мониторов был разработан в 1970 году изобретателем Дж. Фергасоном (см. также, кто исторически создал первый монитор).

До этого электронно-лучевые дисплеи были громоздкими, потребляли много электроэнергии, долго не работали и не давали такого высокого качества изображения, как современные ЖК-мониторы Acer, ЖК-мониторы Dell или ЖК-мониторы AOC.

Только в 1981 году компания Solartron представила первый цветной ЖК-монитор; его имя всегда упоминается, когда кто-то исследует историю мониторов. С тех пор ЖК-мониторы развивались с угрожающей скоростью. Даже сейчас делается больше инноваций, чтобы сделать их более долговечными и полезными для клиентов.

Жидкие кристаллы состоят из органического материала, обладающего особыми свойствами, которые изменяются при приложении к ним электрического тока. Этот материал зажат между двумя слоями. Электрический ток заставляет кристаллы менять свою форму, поэтому они могут либо пропускать свет, либо блокировать его по желанию.

Кто изобретатель ЖК-монитора?

Изобретателем ЖК-монитора является изобретатель Дж. Фергасон. Он был предпринимателем, а также американским изобретателем. Он родился 12 января 1934 года и умер 9 декабря 2008 года.

Перед смертью на его имя было оформлено более 100 патентов США. Он начал экспериментировать с жидкими кристаллами, когда его наняли исследовательские лаборатории Вестингауза. Его исследования привели к разработке жидкокристаллического термометра и кольца настроения.

В 1966 году его пригласили в Институт жидких кристаллов. Именно здесь в 1971 году он изготовил свой первый ЖК-дисплей.  

Позже он основал собственную компанию по производству цифровых часов с ЖК-дисплеем.

Каковы особенности ЖК-мониторов?

Тесты показали, что мониторы Samsung, такие как ЖК-монитор Samsung u32j590 31,5 16 9 4k UHD LCD и черный ЖК-монитор AOC 27b1h 27, намного лучше, чем традиционные электронно-лучевые и плазменные мониторы. Почему?

Чтобы лучше понять преимущества этого типа монитора, сначала необходимо разобраться в его особенностях.

• Легкие
• Имеют широкие углы обзора
• Лучшие цвета
• Энергосберегающие в отличие от ЭЛТ
• Они дешевые
• Имеют улучшенный коэффициент контрастности
• Имеют лучшее время работы и лучший отклик
• 15 9 частота обновления
• У них высокое разрешение

Если вы ищете новый компьютерный монитор, выбирайте ЖК-мониторы. Преимущества ЖК-мониторов над ЭЛТ-мониторами поразительны.

• ЖК-мониторы легче по сравнению с ЭЛТ
• Они также потребляют меньше энергии по сравнению с ЭЛТ
• ЖК-монитор обеспечивает изображение высокой четкости с превосходным разрешением
• Их можно приобрести по доступным ценам в зависимости от размера монитора

ЖК-дисплей — лучшая технология для большинства людей, но у нее есть свои недостатки. Самый очевидный из них — цена. Хотя ЖК-панели становятся дешевле, они все еще дороже, чем ЭЛТ-дисплеи.

Учитывая превосходные характеристики, они стоят своей цены.

Какое качество изображения на ЖК-мониторе?

ЖК-монитор с высоким разрешением обеспечивает резкое четкое изображение. Высокое разрешение означает просмотр большего количества пикселей на экране для получения превосходного изображения. ЖК-мониторы, сочетающие сверхвысокое разрешение, яркие цвета и невероятную яркость, удивят вас. Тем не менее, при поиске монитора для фильмов важно выбирать модели с высоким разрешением.

Их различные разрешения включают;

• 1280 x 1024
• 1366 x 768 High Definition (HD)
• 1920 x 1080 Full High Definition (FHD)
• 1920 x 1200 Wide Ultra Extended Graphics Array (WUXGA)
• 2560 x 1440 Quad High Definition (QHD )
• 3840 x 2160 4K или Ultra High Definition (UHD)
• 7680x 4320 8K

Какова средняя цена ЖК-мониторов?

Цена ЖК-монитора зависит от его размера и характеристик. Как правило, цены варьируются от примерно 150 до более 2000 долларов, хотя некоторые модели могут быть дешевле или дороже.

Возможно, покупка одной из менее дорогих моделей сэкономит вам деньги в долгосрочной перспективе, а также возможно, что покупка одной из более дорогих моделей сэкономит вам деньги в долгосрочной перспективе.

Цены также различаются у разных производителей.

Каково энергопотребление ЖК-мониторов?

На рынке представлены различные модели ЖК-мониторов. Энергопотребление каждой модели зависит от размера дисплея, разрешения, яркости и т. д. Энергопотребление 19-дюймовогодюймовый ЖК-монитор потребляет в среднем около 20 Вт.

Power Consumption of Monitor LCD by Screen Size

What is the Lifespan of LCD Monitors?

Ожидаемый срок службы ЖК-панели составляет около 30 000–60 000 часов. Это эквивалентно 10-20 годам нормального использования.

Марки ЖК-мониторов?

ЖК-мониторы производятся различными брендами. Некоторые из наиболее распространенных брендов включают в себя:

• Lenovo such as Lenovo l22e 20 21.5-inch LCD backlit lcd monitor

• DELL such as dell 2407wfp 24-inch widescreen ultrasharp lcd monitor

• Samsung such as Samsung 32 curved 1920×1080 HDMI 60hz 4ms fhd lcd monitor

• Acer

• HP

• LG such as LG 34 ips lcd ultrawide fhd freesync monitor black

• Sanyo

• Sony

Все эти бренды хорошо известны в отрасли и продают ЖК-мониторы хорошего качества.

Какие ЖК-мониторы лучше всего подходят для разных профессий?

Многие профессионалы пользуются многочисленными преимуществами ЖК-технологии. Независимо от того, что вы делаете, используете ли вы монитор компьютера для редактирования видео, графического дизайна, программирования или если вы часто играете в компьютерные игры, вам понадобится лучший ЖК-дисплей из-за его замечательных функций.

Используется профессионалами

Светодиодные мониторы ( — форма ЖК-дисплея ) — ваш лучший выбор в качестве мониторов для графического дизайна. Они немного дороже, чем панели VA, но разница в производительности того стоит. Вы получаете более быстрое время отклика и лучшую цветопередачу, сохраняя при этом все в рамках бюджета.

Если вы фотограф, работа с мониторами для редактирования фотографий так же важна, как и камера, с которой вы работаете. Ключевой особенностью, на которую следует обратить внимание, является подсветка. Светодиоды (разновидность ЖК-дисплеев) будут иметь более яркий и четкий черный цвет, чем у обычных ЖК-дисплеев, что делает их идеальными для цифрового фоторедактора. Дело также в том, что вам не придется тратить целое состояние, так как есть много доступных вариантов.

При выборе монитора для архитекторов нужно ориентироваться на цвет, яркость и контрастность. Оптимальная цветопередача и разрешение — это то, чем оснащено большинство мониторов для архитектуры. Мы также должны отметить, что лучшие мониторы для САПР и аналогичного требовательного программного обеспечения имеют схожие функции и технологии.

Без тени сомнения, для беспрепятственной торговли вам понадобится лучший монитор для трейдеров. Размер экрана имеет значение, с лучшим разрешением вы получаете лучшее качество изображения, и, самое главное, с отсутствием мерцания и функциями экрана с антибликовым покрытием вы не будете напрягать глаза при искусственном освещении.

В этой категории LCD монитор представляет собой отличный выбор. Вы можете использовать все функции монитора бизнес-класса с полной настройкой в ​​соответствии с требованиями вашей работы. Мы должны отметить, что для программирования вам следует смотреть на мониторы, которые обеспечивают яркие цвета и отличные углы обзора, обычно встречающиеся в мониторе 4k — см. Ultrawide Vs. 4K здесь, что может быть не в рамках вашего бюджета. Если вы должны идти на компромисс, тогда выбирайте эти бюджетные мониторы, которые мы рассмотрели.

Для непрофессионалов хороший монитор также имеет решающее значение для повседневного использования, независимо от того, создаете ли вы электронные таблицы, редактируете видео или просматриваете Интернет.

Я упростил для вас выбор лучших компьютерных ЖК-мониторов, перечислив их в этом разделе. Я оценил каждый монитор на основе его цены, технологии отображения, типа панели, размера, входов, динамиков, эргономики и производительности видео.

Будет ли ваш следующий ЖК-монитор одним из этих?

• AOC 24B1H 24 LCD Monitor Black
• Dell 27 LCD с подсветкой LCD-монитором SE2719H
• Samsung 31,5 LCD-изогнутый 4K UHD-монитор
• Samsung 31,5 LCD.
• ЖК-монитор Acer al2216wbd 22

Как купить ЖК-монитор?

Если вы хотите купить ЖК-монитор, необходимо учитывать несколько ключевых факторов. К ним относятся размер экрана, разрешение экрана, время отклика, яркость и частота обновления.

Разрешение экрана

При покупке ЖК-монитора одним из наиболее важных параметров, который следует учитывать, является разрешение экрана (количество пикселей). Чем выше разрешение, как у этих 40-дюймовых 4K-мониторов, тем чаще вы будете видеть свои документы (см. здесь, какие мониторы лучше всего подходят для чтения), электронные таблицы или фотографии на экране. Вам также понравятся более четкие изображения и более плавные линии.

Частота обновления

Частота обновления небольшого ЖК-монитора, изогнутого ЖК-монитора или ЖК-монитора с сенсорным экраном очень важна, особенно при игре в видеоигры. Частота обновления измеряется в Герцах или Гц. Это относится к тому, сколько раз изображение на экране обновляется в секунду. При частоте 60 Гц может быть много ореолов, но с мониторами со 120 Гц или, что еще лучше, с мониторами с частотой 144 Гц разница будет очевидна.

Чем выше частота обновления, тем более плавный видеоконтент будет отображаться на экране. Частота обновления‌ имеет решающее значение, когда‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌»игры‌, поэтому самый безопасный выбор – монитор с частотой 240 Гц. Кроме того, вы придадите своим играм эффект присутствия благодаря одному из сверхшироких компьютерных мониторов.

Размер экрана

Размер экрана также важно учитывать при покупке нового ЖК-монитора. Наиболее распространенные размеры мониторов: 14, 17,21, 27,32 и 42 дюйма. Все, что меньше 24-дюймового монитора, будет считаться небольшим ЖК-монитором.

Все, что больше 24 дюймов, считается большим ЖК-монитором.

Как установить ЖК-монитор?

Это необходимые шаги для установки ЖК-монитора. Ваш новый монитор может поставляться со всеми необходимыми аксессуарами, включая кабели и винты.

1. Первым шагом при установке любого ЖК-монитора является распаковка продукта. Не торопитесь распаковывать и знакомиться с продуктом. Просмотрите все содержимое и убедитесь, что все учтено.
2. Вторым этапом установки ЖК-монитора является сбор инструментов, необходимых для работы, таких как отвертка, перчатки, винты и необходимые кабели.
   К большинству мониторов прилагается руководство по эксплуатации, которое можно прочитать, чтобы лучше понять, как установить ЖК-экран. В руководстве пользователя подробно описано разрешение экрана, размещение кабеля и способ установки монитора на подставку.
3. Подключите ЖК-монитор к компьютеру с помощью соединения VGA, DVI или HDMI.
   Чтобы подключить ЖК-монитор к компьютеру с помощью кабеля, вставьте один конец кабеля в соответствующий порт сзади или сбоку компьютера. Подключите другой конец к дисплею.

Как почистить ЖК-монитор?

Нередко на экранах ЖК-мониторов TFT, коммерческих ЖК-мониторов или компактных ЖК-мониторов появляются темные пятна.

В большинстве случаев это вызвано пылью, которая накапливается с течением времени. Если время от времени не чистить монитор, грязь будет накапливаться и даже может повредить устройство.

Боитесь ошибиться при чистке? Не волнуйтесь, у меня есть отличное решение для вас. Вы можете следовать моим простым рекомендациям и научиться чистить монитор за считанные минуты.

Выключение монитора

Перед очисткой монитора выключите его с помощью кнопки питания или отключите его от электрической розетки, если он все еще подключен. Невыполнение этого шага может привести к серьезной травме, так как вы рискуете получить удар электрическим током, если не выключите монитор в первую очередь.

Снимите цветной ЖК-монитор TFT с его рамки

Если вы хотите очистить весь монитор, вам также потребуется снять его с рамки. Это можно сделать, удалив винты на задней части рамы с помощью отвертки. Затем выдвиньте монитор из рамы.

Салфетки для очистки ЖК-монитора

Чтобы очистить ЖК-монитор компьютера, найдите несколько салфеток для монитора. Они доступны в большинстве канцелярских магазинов и идеально подходят для очистки экранов мониторов.

Набор для чистки монитора

Многие специалисты по мониторам рекомендуют приобрести набор для чистки монитора, так как в эти наборы входят все продукты, необходимые для эффективной очистки монитора. Этот комплект содержит раствор для очистки монитора, который можно использовать для удаления масла или грязи с поверхности монитора.

Какие существуют типы подключения ЖК-мониторов?

Существует несколько различных типов подключения монитора компьютера. К ним относятся, но не ограничиваются:

• HDMI

• DisplayPort

• DVI

• VGA

Каждый имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от типа пользователя. Чтобы определить, что лучше всего подходит для ваших индивидуальных потребностей, необходимо знать, с чем вы соединяетесь.

Подходят ли ЖК-мониторы для игр?

Да, ЖК-мониторы подходят для игр. Высокое разрешение, высокая частота обновления и малое время отклика — вот некоторые из характеристик, которые делают ЖК-мониторы подходящими как для профессиональных геймеров, так и для любителей.

Сочетание высокой частоты обновления и малого времени отклика позволяет геймерам быстро реагировать и наслаждаться плавным изображением. Такие функции, как в мониторах G-sync, помогают устранить размытость изображения при движении и другие проблемы, которые могут снизить производительность.

Подходят ли ЖК-мониторы для бизнеса?

Да, ЖК-мониторы подходят для бизнеса. Владельцы бизнеса с ограниченным пространством или работники, путешествующие по делам, теперь могут взять с собой легкий компьютерный монитор. Более того, поскольку в этом случае удобство является вашей главной целью, полезно иметь мониторы со встроенными динамиками!

Лучшие рабочие мониторы превосходно подходят для отображения данных, таблиц со строками и столбцами чисел, цифр или другой информации. Производительность постоянна, и они помогают экономить энергию, поскольку они энергоэффективны. А для наилучшей производительности, если вы можете это сделать, используйте несколько мониторов, для которых лучше всего подходят мониторы без рамки, — это правильный путь.

Как использовать ЖК-мониторы в автомобиле?

Вы не можете ожидать, что ваш компьютер или старый монитор будут работать в вашей машине. Вам нужен блок, специально разработанный для работы в автомобильной среде. Стандартный монитор не прослужит долго в автомобиле и может представлять угрозу безопасности.

Можно найти модифицированный или усиленный дисплей, способный выдерживать вибрации, температуру и другие элементы во время путешествий.

Для использования ЖК-монитора в автомобиле его необходимо модифицировать с учетом этих характеристик;

Температура

Электронные компоненты могут нагреваться. Автомобильные мониторы рассчитаны на такую ​​температуру.

Также важно, чтобы монитор имел какой-либо радиатор; как он отводит тепло от схемы. Наиболее распространенным радиатором является опорная пластина или воздуховод, по которому воздух проходит через заднюю часть монитора. Это помогает предотвратить обесцвечивание экрана, которое может произойти с некоторыми ЖК-мониторами, если они постоянно остаются в автомобиле.

Выдерживают удары и вибрацию

Большинство автомобильных ЖК-мониторов, продаваемых сегодня на рынке, предназначены для работы как внутри, так и снаружи автомобиля.

Правильный автомобильный монитор водителя должен выдерживать удары и вибрации и в то же время предотвращать скольжение и падение на пересеченной местности.

Как правило, они хорошо защищены от радиопомех и электромагнитных помех, чтобы предотвратить помехи от сигналов сотовых телефонов, грозового освещения и других типов помех, которые могут нарушить видеосигнал с вашего устройства.

В чем разница между ЖК-мониторами и светодиодными мониторами?

ЖК-дисплей означает жидкокристаллический дисплей, а светодиод означает светоизлучающий диод. ЖК-мониторы и светодиодные мониторы различаются по способу подсветки.

ЖК-мониторы используют флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL) для освещения дисплея, в то время как светодиодные мониторы используют диодные лампы. Кроме того, с точки зрения нагрузки на глаза, визуальных эффектов и энергопотребления светодиоды превосходят ЖК-дисплеи.

В чем разница между IPS и ЖК-мониторами?

IPS — это технология, используемая в ЖК-экранах. Профессионалы предпочитают мониторы IPS за их реалистичную цветопередачу, широкие углы обзора и превосходную четкость изображения.

Идеальное решение для профессионального редактирования фотографий, графического дизайна и редактирования видео. Как правило, ЖК-мониторы являются наиболее доступными и популярными вариантами отображения, доступными сегодня (см. мониторы до 200 долларов). Эти мониторы идеально подходят как для офиса, так и для домашнего использования, независимо от того, хотите ли вы играть или смотреть фильмы. Что касается исключительно игр, то изогнутые игровые мониторы, в основном IPS, особенно удобны для ваших глаз, и, вероятно, именно к ним стоит обратиться (см. также лучшие изогнутые мониторы в целом)

Какие существуют другие типы мониторов?

Помимо ЖК-мониторов, компьютерные мониторы других типов;

• Первый — ЭЛТ или монитор с электронно-лучевой трубкой.

• Другой тип монитора — OLED-монитор. Он ярче, тоньше и с лучшей цветовой контрастностью, чем большинство других мониторов.

• Плазменные мониторы

• Монитор с сенсорным экраном

Что такое LCD — javatpoint