Внутренний мир LCD-дисплеев

Что таит в себе загадочное, фантастическое название LCD? Еще сравнительно совсем недавно мало кто знал что-либо, кроме случайно услышанного окруженного тайнами названия ЖИДКОКРИСТАЛИЧЕСКИЙ МОНИТОР! Однако прогресс не стоит на месте, и положение в этой области весьма существенно изменилось. Еще года 4 назад простые смертные, такие же пользователи ПК, как и мы с вами, и не помышляли (точнее сказать, "даже и не мечтали") о таком шикарном приобретении. Но стоимость этих устройств неуклонно падала, и за довольно небольшой промежуток времени ЖКИ-мониторы стали доступны широкому кругу покупателей. Но все же многие до сих пор весьма безответственно подходят к выбору такого "чуда", точнее, не придают большого значения его параметрам. После чего, как правило, весьма страдают, потому что на практике характеристики, указанные в паспорте и красочно расхваленные продавцами, не удовлетворяют требованию покупателя. И дело даже не в том, что продавцы несколько слукавили, пытаясь приукрасить свой товар, а в том, каким образом определяются эти характеристики теми или иными лицами. Некоторые параметры и вообще рекомендуется проверять лично визуально, не довольствуясь безликими цифрами техпаспорта. Таким образом, чтобы купить более или менее качественный монитор LCD (Liquid Crystal Display для особо любопытных:)) желательно предварительно хотя бы в общих чертах изучить его устройство и соответственно знать, как проверить тот или иной параметр в соответствии с его физическими свойствами.

Химико-физическое строение ЖКИ
Не пугайтесь этого отдающего школой названия. Садится за учебники не придется. И химические уравнения тоже писать не будем. Все достаточно просто;). Чтобы сформировать общее мнение о качествах монитора, первоначально полезно знать его химико-физическое строение. Итак, само название "жидкокристаллический" говорит о том, что главной его составляющей, благодаря которой и стал возможен сам принцип реализации LCD-мониторов, являются жидкие кристаллы. Жидкие кристаллы, также как и жидкости, могут легко принимать практически любую форму. Свойства же кристаллов заключаются в научном слове анизотропия. Если сказать проще, то эти вещества могут изменять ориентацию молекул под действием электрического поля и отражать лучи под определенным углом. Теперь дальше про химический состав. Экран ЖКИ схематично можно сравнить с гамбургером (только колы не хватает…:)). Вместо булочки используются стеклянные панели, между которыми расположены те самые жидкие кристаллы, расположенные вдоль бороздок из прозрачного пластика, нанесенных на панели и поляризатор-анализатор, показывающий изменения, происходящие с лучом, человеческому глазу. Не сильно загрузились? Сейчас будем разбираться, что тут с чем едят. Без электрического поля свет беспрепятственно проходит через систему экрана, экран светится белым. После появления напряжения на транзисторе он создает электрическое поле, которое, в свою очередь, и определяет положение жидких кристаллов. При достаточно большом напряжении плоскость поляризации кристаллов первого фильтра станет параллельной плоскости поляризации второго фильтра, и экран останется черным. По такому принципу работают LCD-мониторы, использующие технологию TN TFT. Однако у нее есть ряд существенных недостатков. Во-первых, при отказе пикселя он становится неуправляемым и продолжает светиться белым цветом. И это очень заметно на экране. Во-вторых, развернуть жидкие кристаллы ровно на 90 градусов довольно проблематично, в итоге идеально черного не получается. Технология Super-TFT действует с точностью до наоборот. При отсутствии напряжения на транзисторе свет беспрепятственно проходит второй фильтр, и экран остается черным. Этот тип LCD-мониторов страдает от недостаточной контрастности, что устраняют путем увеличения подсветки. В итоге имеем повышенное энергопотребление. От силы напряжения зависит, каким цветом будут окрашены пиксели — участки экрана, разделенные на три области — красную, зеленую, синюю — своеобразные фильтры, пропускающие один из основных цветов, тем самым формируя точки разных цветов и оттенков (так называемая RGB-модель, когда все оттенки составляются из красного, зеленого и синего цветов). В качестве источника света используется вакуумно- люминесцентная лампа.

Технологии, применяемые в ЖКИ
На самом деле жидкие кристаллы начали применяться в электронике гораздо раньше появления ЭЛТ (электронно-лучевых трубок), только они использовались в более мелких приспособлениях. Впервые жидкокристаллический экран был применен в часах. А все потому, что принцип работы значительно отличался от принципа работы ЖКИ сейчас и оставлял желать лучшего. Мониторы, работающие по этому принципу, называются мониторами с пассивной матрицей. Принцип работы монитора заключался в том, что каждая ячейка существовала отдельно от другой, независимо от нее. Электроемкость ячеек была сравнительно высока, и каждая из них подсвечивалась индивидуально при подведении напряжения по очереди, в результате чего напряжение на каждой такой ячейке не могло изменяться достаточно быстро. Поэтому изображение может "скакать" на экране, так как происходит каскадное обновление. При построении простых изображений однородного цвета, где быстрое обновление не требуется, такая технология весьма удобна, но для монитора она уже практически не применяется.

Для мониторов удобнее использовать активную матрицу. Ее принцип работы значительно отличается тем, что каждая ячейка обеспечивается отдельным подсвечивающим элементом, что позволяет компенсировать влияние емкости ячеек и значительно увеличить быстродействие системы, в чем значительное преимущество монитора для компьютера или видеокамеры. Это также является преимуществом, потому что исключает возможность выгорания соседних ячеек. В активной матрице каждый электрод снабжен транзистором, способным "запоминать" информацию в двоичной системе счисления (1 или 0) и ждать "приказа" — поступления нового сигнала, в то время как в пассивной матрице при прекращении подсветки изображение гаснет. "Запоминающие" транзисторы изготавливаются из тонкого прозрачного материала для беспрепятственного прохождения света сквозь них. Благодаря им такие мониторы получили название TFT-мониторы (Thin Film Transistor — тонкопленочный транзистор).

Преимущества и недостатки ЖКИ-монитора
При выборе жидкокристаллического монитора необходимо учитывать многочисленные параметры. Но в любом случае, как ни старайся, идеального монитора, как и вообще чего-либо идеального, не существует! Поэтому приходится искать компромисс в связи со сложившейся ситуацией и выбирать монитор в соответствии с местом его дальнейшего пребывания, человеком, который собирается на нем работать, и тем, что он собирается на нем делать. В общем случае ЖКИ-мониторы считаются не лучшими мониторами для динамичных, с быстрой сменой событий игр. Зато они идеальны (ну, или почти идеальны:)) для создания чертежей, работы с текстовыми документами, так как отличаются высокой яркостью и четкостью преимущественно изображений, использующих небольшое количество цветов. Иногда яркость может быть сильнее к середине экрана процентов на 20-30. Недостатком является то, что яркость, поддерживаемая транзисторами, недостаточна для работы на ярком солнце. Цветовая гамма у большинства мониторов ограничена, что связано с трудностью быстрой смены напряжения. Это приводит к сливанию некоторых сходных оттенков цветов в один. Поэтому для работы с красочными картинками, фотоизображениями желательно выбирать ЭЛТ-монитор. Важным преимуществом LCD-монитора являются его весьма небольшие габариты (некоторые модели даже на стену можно повесить, как картину… а еще можно поставить заставку с плавающими рыбками и хвастаться перед друзьями встроенным в стену аквариумом;)), минимальное потребление электроэнергии, сводящееся приблизительно к 30 Вт, что составляет около четвертой части от потребления электроэнергии обычным монитором. Также необходимо сказать о полном исчезновении вредного излучения, так как в данном типе мониторов не используется высокое напряжение. Глаза от такого монитора практически не устают, если, конечно, яркость подобрана и настроена правильно, вследствие чего такие параметры вызовут дикий восторг у людей, покупающих компьютеры на фирму или в офис. Ведь LCD-дисплей — это еще и стильно, это имидж компании, даже, можно сказать, показатель преуспевания фирмы. Но геймеры в большинстве случаев будут недовольны — для динамичных игр выбранный монитор необходимо хорошо протестировать, иначе высока вероятность "хвостов" на экране от предыдущих изображений (кому хочется наблюдать шлейфы от фигур в экшенах?).

Важной характеристикой можно назвать также угол обзора. При повороте головы в ту или иную сторону происходит искажение изображения — это особенно заметно при наличии на мониторе однородного цвета. Цвет в определенных местах становится менее ярким. Максимально допустимый угол у различных мониторов различный, и чем он больше, тем лучше данный монитор. Особенно это важно при просмотре фильмов компанией. ЖКИ-мониторам свойственна такая вещь, как "выгорание" пикселей, потому что транзисторы могут портиться. И, к сожалению, они не подлежат восстановлению или починке. Каждый продавец, конечно же, не желает возвращать покупателю деньги или заменять товар, поэтому существует допустимое количество выгоревших пикселей (у каждого производителя свое), при котором данный монитор еще является рабочим, и никто его вам не обменяет. В паспорте монитора обычно указывается максимально допустимо
Одна из важнейших характеристик, на которые обращает внимание большинство покупателей — разрешение. Разрешение в LCD четко ограничено, что обусловлено ограниченным количеством пикселей. Иногда мониторы оснащены стильными приспособлениями для работы с ними при повороте на 90 градусов и пытаются набить за это цену, но зачастую такие приспособления оказываются совершенно бесполезными, потому что максимального разрешения такого монитора в повернутом состоянии не хватает даже для работы в Word. Ну, вот вроде бы и все. Конечно, при выборе монитора желательно обращать внимание на все вышеперечисленные характеристики, тщательно взвесить все плюсы и минусы (предварительно купите карманные весы и носите их с собой;)) применительно к конкретной ситуации, и тогда уже можно отправляться за своим идеалом монитора. Желаем удачи.

Ксения Виниченко, Сергей Юшко, gedemin@tut.by