Екрани, засновані на технології LCD, є одними з найбільш поширених типів дисплеїв для багатьох електронних пристроїв. Це годинник, смартфони, телевізори, монітори. Також на схемах Arduino LCD-дисплей має широке застосування. І цією популярністю технологія зобов’язана безлічі факторів. Для того щоб знати, яким чином вони одержали настільки широке поширення, потрібно вникнути в особливості технології. Про це далі.
Що означає LCD?
Почнемо з азів. Абревіатура означає Liquid Crystal Display, що перекладається як «рідкокристалічний екран». Тобто LCD і lcd-екрани – це одне і те ж. Вони отримали свою назву завдяки перебуває у перманентно рідкому стані речовини, яка має оптичні властивості кристала.
Зараз LCD-дисплей виділяється з інших видів завдяки особливій технології виготовлення. З-за того, що молекули кристалів постійно знаходяться в рідкому стані, стає можливим управління ними з допомогою електрики. При цьому вони відсівають заданий спектр світла і заломлюють його під необхідним кутом, змінюючи своє положення. Як відзначають відгуки, технологія дозволяє якісно передавати картинку.
Як влаштований LCD-дисплей?
Пристрій усіх нині існуючих рідкокристалічних екранів ідентично. Це стосується дисплея телефону, ноутбука, телевізора або LCD-дисплея «Ардуїнов». Всі вони складаються з:
Матриця дисплея являє собою дві скляні пластини з шаром рідких кристалів між ними. Це так звана «піксельна сітка», в кожній клітинці якої знаходяться кілька молекул рідких кристалів і пара поляризаційних фільтрів, що разом утворюють один піксель. Варто відзначити, що ці фільтри розташовані перпендикулярно відносно один одного.
Між усіма осередками дисплея є прозора прошарок електродів, які дозволяють керувати кожним пікселем окремо. РК-дисплеї бувають двох типів: одні з них використовують проходження світла через матрицю, інші ж – його відображення. І хоч між ними і немає особливої різниці, в більшості випадків виробники використовують перший тип.
Як працює РК-екран?
Розглянемо принцип дії рідкокристалічного екрана телевізора. LCD-дисплей 3-D працює таким чином, що якщо між фільтрами немає молекул кристалів, то перший фільтр пропускає світло, що проходить через них, а другий блокує. Кристали між фільтрами розташовані так, щоб переломлений через них світло, що пройшов через перший, міг так само пройти і через другий. У цьому полягає пристрій TN-матриць. РК-дисплеї з іншим типом матриць можуть працювати інакше, але загальний принцип роботи залишається незмінним. Так, при спокійних, тобто, виключених кристалах світіння блокується фільтрами. У всіх інших випадках випромінювання змінюється так, щоб на екрані виникла картинка. Для того щоб молекули не перебували в хаотичному стані без впливу електричного струму, на контактній поверхні електродів присутні спеціальні борозни, які вибудовують їх в правильному порядку. Тобто вплив електрики на матрицю дає зображення на екран. У спокійному ж положенні кристалів він залишається темним.
Висока роздільна здатність сучасних ЖК-дисплеїв означає незліченна кількість пікселів в матриці, кожним з яких можна управляти окремо. Тобто, якщо збільшувати деякий ділянку екрана, то стають видними осередку. І якщо змінювати напругу кожної, то змінюється і відображається картинка.
Різновиди підсвічування
На даний момент РК-панелі мають два типи підсвічування. Це люмінесцентні лампи і світлодіоди. Використовуваний в телевізорі тип підсвічування безпосередньо впливає на якість одержуваного зображення. На більш старих LCD-дисплеях використовується люмінесцентна підсвічування, що має проблеми у вигляді нерівномірного розподілу світлових потоків по всій площі екрана. Це утворює своєрідні засвітки, що в свою чергу знижує якість одержуваного зображення. Сьогодні такі типи екранів зустрічаються досить рідко.
Світлодіодне підсвічування, вона ж LED, є найсучаснішою для цього типу екранів і відрізняється від люмінесцентної багатьма позитивними якостями. Це низьке енергоспоживання, а також більш яскраве світіння, яке в свою чергу дозволяє досягти більш високої якості зображення. Також ця підсвічування значно менше в розмірах, що дозволяє зменшити товщину і розміри рамок дисплея. Зменшення окантовки, в свою чергу, дозволяє виробникам збільшувати діагональ самої панелі без зростання габаритів пристрою, що важливо для комфортного перегляду вмісту при підключенні LCD-дисплея до зовнішнього джерела зображення.
Види матриць
Існує безліч видів матриць на рідких кристалах, але на нашому ринку особливою популярністю користуються тільки два з них. Це TN+Film екрани і IPS. Розберемо, в чому їх особливості.
IPS
Цей тип найчастіше використовується в смартфонах і планшетах як сенсорний LCD-дисплей, але також зустрічається на телевізорах і моніторах більш високого цінового діапазону. І незважаючи на те, що обидві ці технології відповідають високим вимогам, є суттєві відмінності. Не дарма матриці на технології IPS ставляться на більш дорогі пристрої, адже вона дозволяє передавати куди більш природні кольори. Як відзначають відгуки, картинка виходить більш насиченим. Також її можна переглядати під різним кутом без будь-яких змін в контрастності. Це істотний плюс для сучасного телевізора.
Однак, крім плюсів, у неї є і мінуси. Незважаючи на високу якість зображення і перенесення кольорів, матриці на основі технології IPS мають досить повільний у порівнянні з TN-панелями відгук — так кажуть відгуки. Але за допомогою сучасних технологій і цей параметр зміг досягти досить високого рівня.
TN+Film
В TN+Film матрицях ж куди більш низьку якість і чіткість зображення. Але швидкий відгук, який не змащує спецефекти в іграх і фільмах. Вимірюють ці параметри за допомогою спеціалізованих пристроїв. І не завжди різниця буває помітна неозброєним оком при перегляді фільму або в процесі гри. Тому, який з них вибрати, вирішувати тільки вам.
Підводимо підсумки
Так, хоч деякі з відмінностей і не помітити простим поглядом, але все ж люди, що займаються обробкою фотографій або монтажем відео, більше воліють IPS-матриці за «чесність» картинки. Тому й коштують вони дорожче TN-панелей. Для ігор же, де важлива швидкість реакції і відгук монітора, частіше обирають другий вид. Для решти відмінності в типах матриць не мають особливого значення.
Але не варто забувати, що крім технології виготовлення, багато залежить від виробника дисплея і від матеріалів, які використовуються при виготовленні. При виборі монітора або телевізора варто мати на увазі, що купуючи дороге пристрій, ви можете отримати кращу якість зображення. Це відноситься до обох типів матриць.
І звичайно, варто розуміти, на який би екран не впав ваш вибір, для початку варто ознайомитися з усіма специфікаціями, можливостями пристрою і визначитися, для яких потреб ви його купуєте. LCD-дисплеї є настільки популярними з кількох причин. Це невеликі розміри і низьке енергоспоживання. Тому вони безпосередньо конкурують з плазмовими екранами. Але мають набагато меншу вартість і куди більший ресурс, що робить їх незамінними при виборі монітора або телевізора.
