Мониторы с жидкокристаллическим дисплеем
Первый рабочий жидкокристаллический дисплей (ЖКД) был создан Фергесоном (Fergason) в 1970 г. До этого жидкокристаллические устройства потребляли слишком много энергии, срок их службы был ограничен, а контрастность изображения была очень низкой. Широкой общественности новый жидкокристаллический дисплей был представлен в 1971 г. и получил одобрение.
Жидкие кристаллы (Liquid Crystal) – это вещества, способные под электрическим напряжением изменять величину пропускаемого света. В основу жидкокристаллического монитора (LCD-монитора, ЖК-монитора) положены две стеклянные или пластиковые пластины с суспензией между ними. Кристаллы в этой суспензии расположены параллельно друг к другу и позволяют свету проникать через панель. Под воздействием электрического тока расположение кристаллов изменяется, и они начинают препятствовать прохождению света. Отметим, что первые жидкие кристаллы отличались своей нестабильностью и были малопригодны для массового применения. Реальное развитие ЖК-технологии началось с изобретением английскими учеными стабильного жидкого кристалла – бифенила (Biphenyl). Жидкокристаллические дисплеи первого поколения можно наблюдать в калькуляторах, электронных играх, а также в часах.
Современные ЖК-мониторы называют еще плоскими панелями, активными матрицами двойного сканирования, тонкопленочными транзисторами. Идея ЖК-мониторов витала в воздухе более 30 лет, но проводившиеся исследования не приводили к практически приемлемому результату. Сейчас ЖКД стали популярны – всем нравится их изящный вид, компактность, экономичность. Однако их цена остается более высокой, чем у мониторов с ЭЛТ. В то же время наметилась довольно устойчивая тенденция снижения цен и улучшения качества ЖК-мониторов. Теперь они обеспечивают высококачественное контрастное, яркое, отчетливое изображение. Именно по этой причине пользователи переходят с традиционных ЭЛТ мониторов на жидкокристаллические.
Раньше ЖК-мониторы обладали большой инерционностью, особенно заметной при просмотре динамических изображений, их уровень контрастности был низок. Первые матричные технологии, так называемые пассивные матрицы, вполне неплохо отображают текстовую информацию, но при резкой смене картинки на экране оставались так называемые "призраки". Поэтому такого рода устройства не подходили для просмотра видеофильмов и игр. Сегодня на пассивных матрицах работает большинство черно-белых портативных компьютеров, пейджеры и мобильные телефоны. Так как при ЖК-технологии каждый пиксел управляется отдельным транзистором, четкость получаемого текста выше в сравнении с ЭЛТ-монитором. В отличие от ЭЛТ-мониторов, у жидкокристаллического монитора не может быть ни несведения лучей, ни расфокусировки.
Существует два вида ЖК-мониторов: DSTN (dual-scan twisted nematic – кристаллические экраны с двойным сканированием) и TFT (thin film transistor – на тонкопленочных транзисторах). Их еще называют соответственно пассивными и активными матрицами. В первых компьютерах использовались восьмидюймовые (по диагонали) пассивные черно-белые матрицы. С переходом на технологию активных матриц размер экрана монитора стал больше. Практически все современные ЖК-мониторы используют панели на тонкопленочных транзисторах, обеспечивающих яркое, четкое изображение, а его размер значительно больше, чем 8 дюймов.
Поперечное сечение панели на тонкопленочных транзисторах представляет собой многослойную структуру. Крайний слой любой из сторон выполнен из стекла. Между этими слоями расположен тонкопленочный транзистор, панель цветного фильтра, обеспечивающая нужный цвет– красный, синий или зеленый, и слой жидких кристаллов. Изнутри экран освещается флуоресцентным источником.
Рис. 114. Устройство жидкокристаллического дисплея
При нормальных условиях, когда нет напряжения, жидкие кристаллы находятся в аморфном состоянии. В этом состоянии они пропускают свет. С помощью электрического напряжения можно изменять ориентацию кристаллов и тем самым управлять количеством света, проходящего через них.