Принцип работы LCD-панели
В наше время дисплеи для компьютеров и телевизоры на основе LCD-панелей получают очень широкую популярность, постепенно вытесняя с рынка дисплеи на основе ЭЛТ-трубок. Рассмотрим подробнее принцип работы LCD или жидкокристаллической панели, и каким образом формируется изображение.
В основу конструкции LCD-панели входит вещество цианофенил, которое хоть и находится в жидком состоянии, но обладает свойствами кристаллов. Отсюда и название – жидкокристаллические панели. Здесь используется способность молекул цианофенила ориентироваться в определенной направленности под действием электрических управляющих сигналов, изменяя оптические свойства отдельных участков панели. Если покопаться немножко в истории, то как ни странно, но жидкокристаллические вещества были открыты раньше ЭЛТ –трубок. Еще в 1888 году австрийский ученый-ботаник Ф.Ренитцер, изучая свойства холестерина, открыл цианофенил. Однако долгое время, аж до 1966 года когда компания RCA продемонстрировала LCD-часы, это изобретение было интересно только физикам и химикам.
Первое широкое применение LCD- технология нашла в монохромных (черно-белых) дисплеях для часов и калькуляторов. Чуть позже ее применили для портативных компьютеров – прообразов нынешнего ноутбука. Жидкокристаллическая панель состоит из массива небольших сегментов, манипуляцией оптическими свойствами которых можно добиться изображения на экране нужной картинки. Сама панель состоит из нескольких слоев. В одном из них между двумя пластинами очень чистого стеклянного материала и расположен цианофелин или его прототипа. Если на сегмент не действует управляющий электрический заряд, то кристаллы ориентированы вдоль оси прохождения света и свободно пропускают его.
При приложении управляющего заряда кристаллы начинают поворачиваться – угол поворота зависит от величины управляющего сигнала – и пропускают лишь часть проходящего через них света. Если поставить три таких сегмента рядом, добавив к каждому из них светофильтр пропускающий свет определенного цвета (красный, зеленый или синий), то получим отдельный пиксель изображения – на подобии пикселя в ЭЛТ-трубках. С помощью управляющего сигнала (заряда) можно изменять как цвет свечения этого пикселя, так и его яркость. Теперь множество пикселей объединяются в матрицу. Если к матрице добавить источник света, то получим LCD-панель.
Жидкокристаллические панели различаются по расположению используемого источника света: отраженного или проходного. У большинства современных панелей источник света расположен сзади матрицы – проходной. Также различают пассивные матрицы – экраны с двойным сканированием и активные – на тонкопленочных транзисторах. В каждый сегмент активной матрицы введен для управления тонкопленочный транзистор. Практически все современные мониторы используют активную матрицу, к достоинствам которой относятся большая яркость и четкость изображения. Тем более, что активные матрицы можно сделать намного больше по размерам, чем пассивные и они более динамичны.