Принцип действия ЖК мониторов

Для ЖК мониторов характерны безбликовый плоский экран и низкая потребляемость электроэнергии. Существует несколько разновидностей: монохромный с пассивной матрицей, цветной с пассивной матрицей, цветной аналоговый с активной матрицей и самый современный цветной цифровой с активной матрицей. Самыми качественными по цветопередаче являются ЖК мониторы цветные цифровые с активной матрицей.

На весь экран монитора с внутренней стороны нанесен слой вещества, жидкие кристаллы которого представляют собой стержнеобразные молекулы, свойства которых подобны жидкости. Это вещество пропускает свободно свет, но под воздействием электрического заряда молекулы вещества изменяет свою ориентацию, т.е., имеют свойство ″растекаться″ наподобие жидкости. Весь экран монитора с нанесенным жидкокристаллическим веществом разбит на ячейки или, говорят, экран представляет собой матрицу с ячейками из жидких кристаллов. В цветных мониторах для каждого из трех цветов (красного, зеленого и синего) выделена своя ячейка, и три ячейки на каждый пиксель изображения – по одной для отображения красной, зеленой и синей точек. Изображение на экране из пикселей получается при включении определенных ячеек. Яркостью каждой ячейки управляет электрическое напряжение, протекающее через транзисторы, номера которых равны номерам строки и столбца данной ячейки в матрице экрана. Количество транзисторов (по строкам и столбцам) и определяет разрешение экрана. Например, экран с разрешением содержит 800 транзисторов по горизонтали и 600 по вертикали. Внутри ЖК монитора стоят два поляризационных светофильтра. Первый светофильтр создает две отдельные световые волны, а второй управляет количеством света, проходящим через ячейки матрицы экрана. Вращая ось поляризации второго светофильтра, можно изменить угол между осями светофильтров.

Возможны следующие варианты:

Ö оси светофильтров параллельны друг другу – световая волна вся пропускается через ячейку и освещает ее (экран светится в месте попадания света), состояние ″ включено″;

Ö оси светофильтров перпендикулярны друг другу – свет не пропускается, состояние ″ выключено″ (на экране черный цвет);

Ö оси светофильтров образуют угол в диапазоне , свет частично пропускается – получаются различные оттенки одного цвета (ярче или темнее)

Следовательно, яркость экрана можно регулировать, или по-другому, яркостью каждой ячейки матрицы можно управлять!! Ячейка реагирует на поступающий импульс напряжения, таким образом, что молекулы жидкокристаллического вещества меняют свою ориентацию. Это ведет к изменении ориентации плоскости поляризации проходящей через нее световой волны, далее поворачивается ось второго светофильтра (меняется угол между осями светофильтров). Чем больше напряжение, тем больше угол поворота. В цветном ЖК мониторе есть еще один дополнительный светофильтр для получения цветного изображения, который имеет три ячейки на каждый пиксель изображения: по одной для отображения красной, зеленой и синей точек. Различают мониторы с активной матрицей и пассивной матрицей. В пассивной матрице на транзисторы ячеек подается импульс напряжения: яркость экрана монитора меньше. В активной матрице - постоянное напряжение, что ведет к повышению яркости экрана. Самыми лучшими ЖК мониторами являются цветные цифровые мониторы с активной матрицей, или их еще называют тонкопленочными транзисторными мониторами (TFT - мониторы), в которых каждым пикселем управляют три транзистора (для красного, зеленого и синего цветов).

В более современных цветных цифровых ЖК мониторах используется метод управления, получивший название двойное сканирование. Соответственно такие мониторы называют ЖК мониторы с двойным сканированием (double-scan LCD). Экран разбивается на две половины (верхнюю и нижнюю), которые работают независимо. Это приводит к сокращению интервала между импульсами, поступающими на ячейку. Двойное сканирование не только повышает яркость изображения, но и снижает время реакции экрана, что сокращает время создания нового изображения. Поэтому ЖК мониторы с двойным сканированием больше подходят для создания быстро меняющихся изображений, например, телевизионных.

Почему в ЖК мониторах невозможно изменить или задать нужную частоту кадровой развертки? Потому что матрица ЖК монитора содержит определенное количество транзисторов, работающих на конкретном значении напряжения.