Что представляет из себя LCD монитор? Во-первых, корпус, во-вторых - сам жидкокристаллический дисплей, в-третьих - лампа подсветки и куча всевозможных прибамбасов. И обо все этом я сейчас буду пытаться Вам рассказать.
  Но что бы продолжить рассказ, придется совершить экскурс в физику и химию веществ. Почему в качестве рабочего агента были выбраны жидкости, а точнее жидкие кристаллы? Дело в том, что молекулы твердых веществ малоподвижны. Они мерно покачиваются на своих местах и приходят в движение только при сильном нагревании. Газы тоже не подходят. Их молекулы - ребята ненадежные. Кинетическая энергия молекул газов превышает энергию межмолекулярных связей. Остается жидкость. Следует заметить, что жидкость - это пограничная среда. Молекулы жидкости достаточно подвижны, но при этом запаса их кинетической энергии не хватает (в диапазоне заданных температур) для разрыва межмолекулярных связей. Но в технологии LCD применяются непросто жидкости, а жидкие кристаллы. Что за фигня такая? Вообще надо сказать, что жидкие кристаллы - удивительные вещества, обладающие рядом уникальных свойств. В обычных кристаллах место каждой молекулы жестко предопределено кристаллической структурой и межмолекулярные силы очень велики. Эту структуру называют дальним порядком. Кроме этого, существуют и поликристаллические структуры, которые представляют собой связь мелких кристаллов. Подобную структуру представляют собой большинство неорганических веществ. Так вот жидкие кристаллы - что-то среднее, между кристаллической структурой и жидкостями и представляют собой сложные органические вещества. Сейчас известно уже около сотни тысяч органических веществ, которые могут находиться в жидкокристальном состоянии, и число таких соединений непрерывно растет.
   В зависимости от характера расположения молекул различают три основных типа структур жидкокристаллических соединений: нематический, холестерический и смектический.
   Нематический тип жидких кристаллов характеризуется наличием только одномерного ориентационного порядка длинных или коротких осей молекул. При этом центры тяжести молекул расположены в пространстве хаотично, что свидетельствует об отсутствии трансляционного порядка. Именно нематический тип жидких кристаллов и применяется в производстве LCD мониторов.
   Холестерический тип жидких кристаллов образовывается хиральными (оптически активными) молекулами, содержащими асимметрический атом углерода. Это означает, что такие молекулы являются зеркально-несимметричными в отличие от зеркально-симметричных молекул нематиков.
   Смектический тип жидких кристаллов ближе всего к истинно кристаллическим телам. Молекулы располагаются в слоях, и их центры тяжести подвижны в двух измерениях (на смектической плоскости). При этом длинные оси молекул в каждом слое могут располагаться как перпендикулярно плоскости слоя (ортогональные смектики), так и под некоторым углом (наклонные смектики). Направление преимущественной ориентации осей молекул принято называть директором.
   Ну как не устали еще? Двигаемся дальше. Анизотропия физических свойств - основная особенность жидких кристаллов. Анизотропия (от греч. anisos - неравномерный и tropos - направление) - зависимость свойств среды от направления. Анизотропия характерна, например, для механических, оптических, магнитных, электрических и других свойств кристаллов (Советский Энциклопедический Словарь, "Советская Энциклопедия" М.1988 стр. 59).
   Основой любого жидкокристаллического индикатора является так называемая электрооптическая ячейка. Две плоские стеклянные пластинки с нанесенным на них прозрачным проводящим слоем из окиси олова или окиси индия, выполняющие роль электродов, разделяются тонкими прокладками из непроводящего материала (полиэтилен, тефлон). Образовавшийся зазор между пластинками, который колеблется от 5 до 50 мкм (в зависимости от назначения ячейки), заполняется жидким кристаллом, и вся "сандвичевая" конструкция по периметру "запаивается" герметиком или другим изолирующим материалом. Полученная таким образом ячейка может быть помещена между двумя очень тонкими пленочными поляризаторами, плоскости поляризации которых образуют определенный угол с целью наблюдения эффектов ориентации молекул под действием электрического поля. Приложение к тонкому жидкокристаллическому слою даже небольшого электрического напряжения (1,5-3 В) вследствие относительно низкой вязкости и внутреннего трения анизотропной жидкости приводит к изменению ориентации жидкого кристалла. При этом важно подчеркнуть, что электрическое поле воздействует не на отдельные молекулы, а на ориентированные группы молекул (рои или домены), состоящие из десятков тысяч молекул, вследствие чего энергия электростатического взаимодействия значительно превышает энергию теплового движения молекул. В итоге жидкий кристалл поворачивается в зависимости от направления приложенного к нему электрического поля. Если воздействие поля переменно, то группы молекул кристалла скручиваются или выпрямляются. Эти движения кристаллов приводят к рассеиванию лучей света.
   Вследствие большой величины двулучепреломления Dn процесс ориентации ведет к резкому изменению структуры и оптических свойств жидкого кристалла. Двойное лучепреломление - раздвоение светового луча при прохождении через анизотропную среду. В некоторых кристаллах, например турмалине, каждый из раздвоенных лучей поглощается по-разному в разных направлениях, что приводит к различной окраске (дихроизму). Двойное лучепреломление может быть естественным и наведенным - под действием электрического поля, магнитного, поля упругих сил.
   В основе действия любого жидкокристаллического индикатора лежат структурные перестройки между типами ориентации молекул, которые индуцируются при приложении слабого электрического поля. Рассмотрим, например, как работает жидкокристаллический циферблат электронных часов. Основу циферблата составляет уже знакомая нам электрооптическая ячейка. Помимо стекол с напыленными электродами, двух поляризаторов, плоскости поляризации которых противоположны, но совпадают с направлением длинных осей молекул у электродов, добавляется еще располагающееся под нижним поляризатором зеркало. Нижний электрод обычно делают сплошным, а верхний - фигурным, состоящим из семи небольших сегментов-электродов, с помощью которых можно изобразить любую цифру или букву. Каждый такой сегмент "питается" электричеством и включается согласно заданной программе от миниатюрного генератора. Исходная ориентация нематика закрученная, то есть мы имеем так называемую твист-ориентацию молекул. Свет падает на верхний поляризатор и становится плоскополяризованным в соответствии с его поляризацией.
   При отсутствии электрического поля (то есть в выключенном состоянии) свет, "следуя" твист-ориентации нематика, меняет свое направление в соответствии с оптической осью нематика и на выходе будет иметь то же направление поляризации, что и нижний поляризатор. Другими словами, свет отразится от зеркала, и мы увидим светлый фон. При включении электрического поля для нематического жидкого кристалла с положительной диэлектрической анизотропией (De > 0) произойдет переход от закрученной твист-ориентации к гомеотропной ориентации молекул, то есть длинные оси молекул повернутся в направлении, перпендикулярном к электродам, и спиральная структура разрушится. Теперь свет, не изменив направления исходной поляризации, совпадающей с поляризацией верхнего поляризатора, будет иметь направление поляризации, противоположное нижнему поляроиду, а они, находятся в скрещенном положении. В этом случае свет не дойдет до зеркала, и мы увидим темный фон. Другими словами, включая поле, можно рисовать любые темные символы (буквы, цифры) на светлом фоне, используя, например, простую семисегментную систему электродов.
   Разбиение экрана на определенное количество пикселей происходит по специальной матрице. Матрица представляет собой слоеный пирог. Первый слой - оксидный с проводниками, как правило танталовыми. Точно такой же слой последний, только проводники перпендикулярны проводникам первого. Полученные пересечением проводников ячейки и будут пикселями. Между этими слоями находится жидкокристаллический слой. Горизонтальными и вертикальными нитками проводников, транзисторы, расположенные на стеклянной плате, соединяются между собой. Матрица содержит миллионы транзисторов. А что если из них хотя бы один не будет работать? Все! Матрице капут! Ведь один из пикселей будет нерабочим. А мы еще удивляемся непомерно высокими ценами на LCD мониторы. Слишком велик процент брака, во всяком случае пока. Ну чего-то я отвлекся.
   Существует два типа матриц: пассивная и активная. Пассивная матрица работает так: подается напряжение на заданные столбцы, затем пропускается ток построчно сверху вниз. При перекрещивании строки и столбца кристалл меняет структуру. Затем ток подается опять построчно сверху вниз. И так постоянно. Если необходимо изменить изображение, то ток пропускается уже по другим столбцам. Для отдельных пикселей производится последовательная установка строк. То есть, когда выбрана строка - подается напряжение на нужный столбец. Но у таких матриц есть серьезные недостатки. Первое: вследствие того, что скорость построчного пропускания тока невелика, приходится применять жидкие кристаллы с низким временем отклика. Это в свою очередь резко снижает возможности для передачи подвижных изображений. Второе: активный пиксель влияет на соседние пиксели. Это приводит к некоторой размытости. Все это приводит к резкому ограничению по применению пассивных матриц. Они используются в часах, приборах, калькуляторах и т. п. Хотя следует отметить, что фирмы - производители идут на различного рода ухищрения, что бы расширить рынок сбыта устройств с пассивными матрицами. Одно из них называется DSTN (Dual Scan Twisted Nematic). Дело заключается в том, что экран делится на две половины и каждая из половин сканируется отдельно.
   В отличие от пассивных матриц, в активных используются переключатели. И переключатели эти есть не что иное, как тонкопленочные транзисторы, которые сохраняют состояние поля пикселя. А это в свою очередь позволяет использовать жидкие кристаллы с высокой скоростью отклика. Ко всему прочему, транзисторы препятствуют помехам для соседних пикселей. Но в активных матрицах тоже есть свой геморрой: большое количество этих самых тонкопленочных транзисторов. А к чему это приводит я уже говорил. Да чуть не забыл, при изготовлении дисплея LCD монитора применяются несколько жидкокристаллических панелей.
   Теперь поговорим об электрооптическом модуляторе. Для начала представим себе электрооптическую ячейку - это ячейка с жидким кристаллом находящаяся между прозрачными электродами и заключена она между входным и выходным поляризаторами. Поляризатор - прежде всего оптический прибор в виде пленки. Выходной поляризатор называется анализатором. Из поляризированного света поляризатор забирает поляризированный компонент, на это тратиться около половины всего светового потока. При этом сам поляризатор неслабо греется. Следует отметить, что LCD мониторы требовательны к охлаждению, их чаще надо продувать (прочищать) и не следует ничего класть на вентиляционные отверстия.
   Итак, цвет. Для передачи цветного изображения на жидкокристаллическую панель наносят цветовой фильтр. Он представляет собой уже известный нам стандарт RGB (если кто не знает, то почитайте статью о ЭЛТ-мониторах). Размер и форма цветовой ячейки определяется размером и формой электрооптической ячейки. Но есть проблема: если цветовые ячейки располагаются точно одна под другой, то проявляется визуализация вертикальных структур. Если цветовые ячейки по вертикали сдвигать на один элемент, то проявляется диагональные структуры. Ничего не поделаешь.
   Кроме транзисторов, на каждую ячейку приходится еще конденсатор и сопротивление. Видеосигнал заряжает конденсатор и тот через параллельно подсоединенное сопротивление постепенно разряжается. Время разряда превышает время повтора видеосигнала и это обеспечивает устойчивое изображение.
   Да, совсем забыл рассказать о разрешении. В ЭЛТ мониторах с изменением разрешения никаких проблем, но вот у жидкокристаллический дисплеев все не так просто. Дело в том, если такой монитор имеет разрешение 800*600, то это означает, что по горизонтали 800 ячеек, по вертикали - 600. При уменьшении разрешения изображение должно было бы стать грубым, так как пиксель состоял бы уже не из одной ячейки. Но в современных дисплеях используется метод интерполяции изображения. Проще говоря, добавляются промежуточные цвета. Применяется так же метод усовершенствованного масштабирования изображения.
   Ну а теперь о подсветке. Жидкокристаллические дисплеи часов, калькуляторов и многих приборов не имеют собственной подсветки. Они используют отраженный свет. Дисплеи же LCD мониторов работают так сказать на просвет с помощью собственных ламп. Для этого используется еще один фильтр. Его задача состоит в том, чтобы свет попадал в жидкокристаллические ячейки под прямым углом, причем по всей поверхности и абсолютно равномерно. Если световой поток попадает под углом в 90 градусов в ячейку при отсутствии модуляции, то такой поток будет полностью перекрыт. В противном же случае произойдет эффект просачивания света, что очень не хорошо. Чем больше угол падения света отличается от 90 градусов, тем больше эффект. Следует отметить, что производители борются с просачиванием. Все чаще применяются трехмерные ячейки или вместо обычной электрооптической ячейки используется оптронная пара: фотосопротивление - электрооптическая ячейка. В жидкокристаллических мониторах применяются галогенные или флуоресцентные лампы.
   Теперь еще о пленках. Они наноситься на поверхности дисплея. Одна занимается рассеиванием света, вторая, компенсирующая, соответственно компенсирует эффект запаздывания света в случае, если он проходит через кристалл с наклоном.
   Кое-что о преобразованиях. В современном видеостандарте VGA или SVGA (что почти одно и тоже) применяется аналоговый сигнал для передачи данных от видеокарты к монитору. Дело в том, что он разработан для ЭЛТ мониторов. А ЖКД мониторы - цифровые и поэтому в них предусмотрено преобразование из аналогового сигнала в цифровой, что не совсем удобно. Происходит лишнее преобразование, ведь куда удобнее сразу передавать в жидкокристаллический монитор цифровой сигнал. И такие видеокарты на рынке уже есть.
               Ну и напоследок. Все познается в сравнении и поэтому я буду сравнивать ЖКД с ЭЛТ.
1. Сила электромагнитного поля жидкокристаллического монитора настолько слаба, что речи о его вреде никто не ведет, чего не скажешь об электроннолучевых мониторах.
2. ЭЛТ страдают мерцанием, которое вредит зрению. В ЖКД таковое отсутствует.
3. Потребление электроэнергии ЖКД значительно ниже, чем у ЭЛТ.
4. Размеры ЖКД соответствуют действительности, тогда как у ЭЛТ заявленный размер выше действительного.
5. Размер самого жидкокристаллического монитора меньше, чем ЭЛТ монитора.
                 Но в эту бочку меда я непременно добавлю ложку дерь… прошу прощения дегтя.
1. Цветность ЖКД все же пока уступает ЭЛТ.
2. У некоторых ЖКД отмечено запаздывание реакции, что заметно при просмотре некоторых фильмов.
3. Стоимость жидкокристаллических мониторов значительно выше, чем стоимость ЭЛТ мониторов.

P.S. Автор  статьи Михаил Тычков, ссылка на сайт не работает!!! Поэтому изложил,что было написано, так что читайте и узнавайте все новое о железе!!!!