Экран ЖК телевизора из чего состоит

Узнайте, что такое ЖК-дисплей (LCD), из чего он состоит, принцип работы, формирование изображения и цвета

Жидкокристаллический дисплей (англ. liquid crystal display, LCD) — это плоский экран, воспроизводящий изображение при помощи жидких кристаллов. Он может быть как монохромным, так и изображать несколько миллионов цветов. Цветное изображение формируется за счёт RGB-триад (RGB — модель образования цветов из красного, зелёного и синего, англ. red, green, blue соответственно).

Как же построены жидкокристаллические дисплеи?

Дисплей LCD состоит из вертикального и горизонтального взаимно перпендикулярных поляризационных фильтров, между которыми расположены жидкие кристаллы, которые, в свою очередь, управляются прозрачными электродами, соединёнными с процессором управления, и из цветного фильтра; сзади есть источник света (как правило, это две горизонтальные лампы с ярко белым «дневным» светом). Жидкие кристаллы расположены в определённом порядке, создавая мозаику для формирования изображения. Элементарная частица этой мозаики называется субпикселем. Каждый субпиксель состоит из слоя молекул жидких кристаллов.

Что внутри и из чего состоит ЖК экран телевизора

Поляризационные фильтры – это вещества, пропускающие через себя ту составляющую световой волны, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, параллельной оптической плоскости фильтра. Другая часть потока света не пройдёт через фильтр. При отсутствии жидких кристаллов между взаимно перпендикулярными поляризационными фильтрами именно фильтры и блокировали бы прохождение света.
Поверхность прозрачных электродов, которая контактирует с жидкими кристаллами, обработана для начальной геометрической ориентации молекул в одном направлении. Когда на электроды подают ток, кристаллы пытаются ориентироваться в направлении электрического поля. А когда ток исчезает, силы упругости возвращают жидкие кристаллы в исходное положение.

При отсутствии тока субпиксели прозрачные, так как первый поляризатор пропускает только свет с необходимым вектором поляризации. Благодаря жидким кристаллам вектор поляризации света вращается и при прохождении через второй поляризатор он повернут так, что вектор проходит через него без помех.

Если разность потенциалов будет такой, что поворот плоскости поляризации в жидких кристаллах не произойдёт, то свет не пройдёт через второй поляризатор и такой субпиксель будет черным. Однако встречается и другой тип работы жидкокристаллических дисплеев.

При этом жидкие кристаллы в начальном состоянии ориентированы так, что при отсутствии тока вектор поляризации света не изменяется и блокируется вторым поляризатором. Поэтому пиксель, на который не подаётся ток, будет в таком случае темным. А включение тока, наоборот, возвращает кристаллы в положение, изменяющий вектор поляризации, и свет будет проходить.

Разборка ЖК экрана-матрицы телевизора.

Таким образом, изменяя электрическое поле, можно изменять геометрическое положение кристаллов, тем самым управляя количеством света, который проходит от источника к нам. Полученное изображение будет монохромным. Для того чтобы оно стало цветным, нужно после второго поляризационного фильтра поставить цветной.

Цветной фильтр – это сетка, которая состоит из мозаики красного, зелёного и синего цветов, расположенных каждый напротив своего субпикселя. В результате получаем матрицу из красных, зелёных и синих субпикселей, расположенных в строго определённом порядке. Три таких субпикселя образуют пиксель. Чем больше пикселей, тем чётче изображение.

Как художник смешивает краски, так и процессор управляет субпикселями для получения нужного оттенка цвета. Соотношение яркости каждого из трёх субпикселей создаёт определённый оттенок пикселя, который они формируют. А соотношение яркости всех пикселей формирует цвет и яркость изображения в целом.

Итак, основой формирования изображения на жидкокристаллическом экране является принцип поляризации света. Сами же жидкие кристаллы исполняют роль регулятора, влияя на яркость и оттенок создаваемого изображения.

Источник: tutknow.ru

Как устроен и из чего состоит компьютерный монитор?

Приветствую, друзья! Единственное устройство вывода информации, с которым удобно работать пользователю – монитор, которым комплектуется любой компьютер. Принципиальное отличие этого девайса от телевизора, несмотря на подобие конструкции, в том, что компьютерный монитор никогда не оснащается тюнером.

А если вы хотите смотреть телепередачи на компьютере, то придется установить тюнер как отдельный модуль, но уже в сам системный блок.

За длительную историю своего развития, монитор претерпел множественные конструкционные изменения, «мутировав» от примитивной электронно-лучевой трубки, гибрида радара и осциллографа, в высокотехнологичный жидкокристаллический экран, который в том числе удобно вешать на стену.

В сегодняшнем посте я расскажу из чего состоит монитор и какие функции выполняют его внутренности. Речь пойдет о современных ЖК-дисплеях. Как устроен ЭЛТ-монитор, мы рассматривать не будем: технология морально устарела, а у меня все-таки передовой и прогрессивный блог.

Не забудьте оформить подписку на новостную рассылку, чтобы вовремя получать уведомления о новых публикациях. А почитать об истории развития мониторов вы можете тут .

Матрица

«Сердцевина» любого монитора – жидкокристаллическая матрица. Представляет она собой несколько слоев стеклянных пластин, между слоями которых расположены жидкие кристаллы – особая смесь, которая может изменять угол преломления света, в зависимости от подаваемого напряжения.

Какой именно цвет будет отображаться, зависит от направленности поля, индуцируемого электрическим током.

Большинство мониторов использует аддитивную схему цветопередачи RGB, при которой любой из миллионов цветов в палитре, генерируется сочетанием в различных пропорциях трех основных цветов – красного, синего и зеленого.

Высокотехнологичная матрица – самая дорогостоящая деталь в мониторе или экране ноутбука. При повреждении, отремонтировать ее невозможно – только полная замена, поэтому не стоит подвергать экран физическим воздействиям.

Подсветка

Сами по себе кристаллы не излучают свет, а только преломляют его. Для того, чтобы пользователь мог видеть кристалл, его нужно подсветить с обратной стороны. Существуют «экзотические» экраны без всякой подсветки, где матрица ничем нигде не прикрыта, а изображение видно, благодаря естественному освещению в помещении.

В мониторе же, для компа, используется другой подход: матрица прочно крепится в корпусе и подсвечивается изнутри лампой. Существует несколько типов подсветки. Самыми распространенными являются LCD — газоразрядная лампа накаливания с холодным катодом, и LED — подсвечивание с помощью светодиодов.Небольшая рекомендация: если ищите для себя новый тип монитора, можете заглянуть в этот популярный интернет-магазинчик , там их целая куча). Также читайте детальнее про виды мониторов для компьютера .

Блок питания

Естественно, ни одно электронное устройство не будет работать без подачи электрического тока. Блок питания преобразует переменный ток, напряжением 220 В из сети и преобразует его в постоянный.

Этот модуль обычно расположен внутри корпуса монитора, но может и быть внешним. В последнем случае ремонт более удобен: не нужно лишний раз разбирать монитор, для доступа к электрической схеме блока питания.

Модуль управления

Назначение этого компонента – преобразование сигнала, подаваемого с видеоадаптера, в последовательность сигналов для покадровой развертки.

Обычно в работу этого модуля может вмешаться пользователь, отрегулировав параметры картинки: яркость, контрастность, режим просмотра, положение изображения на экране и многое другое.

Этот же модуль отвечает за активацию режима 3D, начиная попеременно демонстрировать кадры для левого и правого глаза.

Однако учитывайте, что, если вы даже приобрели монитор с такой «фичей», для просмотра объемных фильмов, потребуются специальные поляризационные очки, которые могут не поставляться в комплекте с монитором.Кроме того, такой режим работы дисплея требует наличия мощной видеокарты на ПК: кадры в этом режиме обновляются с частотой 120 в секунду, при этом быстро чередуются кадры для левого и правого глаза, создавая объемную картинку.

Корпус

Логично, что всю электронную начинку необходимо впихнуть в прочный корпус для ее сохранности. Тут уже прикладывают руку дизайнеры, назначение которых – создать привлекательный для потребителей девайс.

Именно внешний вид может стать решающим фактором при покупке монитора, ведь в большинстве случаев, в одном ценовом сегменте, дисплеи имеют одинаковые технические характеристики.

Вариантов реализации несколько: в «классическом» виде монитор покоится на подставке, которая должна обеспечивать необходимый угол наклона. Некоторые модели ставятся на рабочий стол прямо нижней кромкой, а сзади выдвигается специальный упор, не дающий устройству упасть.Кроме того, существует ряд моделей, с уже готовыми кронштейнами для крепления монитора на стене. На корпусе же крепятся слоты для подключения видеокарты и кабеля питания.

Послесловие

Как видите, несмотря на сложность реализации, современный монитор имеет простое и логичное строение. Однако, чтобы прийти к этой простоте, инженерам потребовалось не одно десятилетие.

Возможно, со временем изобретут еще более совершенную конструкцию. Как устроен будет монитор будущего, можно только строить догадки.

А на сегодня все. Советую также почитать статью « Как выбрать правильно монитор ». Не забывайте поделиться этой публикацией в социальных сетях. До завтра!

С уважением, автор блога Андрей Андреев

Источник: infotechnica.ru

LCD-монитор — принцип работы.

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.

Источник: terabyte-club.com