ТЕХНОМИР

Первые ЖК-дисплеи выпустили на рынок в 60-х годах, хотя сам эффект был открыт раньше, и такие экраны использовались в цифробуквенной индикации в часах, калькуляторах и измерительных приборах. После этого появились матричные дисплеи, которые теоретически могли воспроизводить черно-белое видеоизображение. В 1987 фирмой Sharp был продемонстрирован первый карманный телевизор с цветным дисплеем размером три дюйма по диагонали.

Самый распространенный сегодня тип ЖК-дисплея это активная матрица. В такой матрице используются микротранзисторы TFT, которые открывают и закрывают индивидуальную ячейку. У каждого пикселя цветного изображения таких ячеек три по числу основных цветов. У предыдущего поколения ЖК-дисплеев - пассивная матрица. В таких дисплеях управляющий сигнал подводился к шине строки и элемента в строке, а потому ее быстродействие было мало для воспроизведения видео.

Типичный активный матричный TFT-дисплей это единая жидкокристаллическая панель-матрица, сделанная по технологии TFT. Производство такой матрицы нелегко, поскольку брак недопустим, то нужно, чтобы все транзисторы работали. А для стандартного ЖК-дисплея с разрешением 800х600 пикселей (режим SVGA) число отдельных транзисторов составляет 1440000. TFT-дисплеи обладают небольшим временем задержки, что позволяет получать изменение изображения практически в реальном времени и с хорошим отношением контрастности.

1. Лампа подсветки
Источник света, расположенный за ЖК панелью. Представляет комбинацию флуоресцентных ламп, светоотражательные и светорассеивающие элементы.

Иногда применяются флуоресцентная лампа с холодным катодом (ССFT). Преимущество этого типа ламп в том, что при более низком рабочем токе возможно достичь меньшего диаметра лампы и значительно увеличить срок службы.

2. Поляризационный фильтр, поляризатор
Фильтр, пропускающий световые волны одной направленности, - один из основных элементов ЖК матрицы, служит для получения изображения при переориентации кристаллов под воздействием напряжения.

3. Стеклянная подложка
Основа для монтажа электродов. Образует «сэндвич» ЖК панели.

4. Прозрачный электрод
Электроды управления молекулами ЖК. Высоко прозрачные материалы используются во избежание потерь яркости и цветности.

5.Выравнивающая пленка
Тонкая пленка для выравнивания молекул жидких кристаллов в определенном направлении.

6. LC(ЖК), жидкий кристалл
Вещество в промежуточном состоянии между твердым телом и жидкостью. В нормальном состоянии молекулы не упорядочены. Формирование молекулярных структур происходит под воздействием электромагнитного поля.

7. Прокладка
Смоляные или кремниевые прокладки для стабилизации толщины ЖК слоя.

8. Цветной фильтр
Фильтр для отображения RGB (Red, Green and Blue) цветов.

Структура современного ЖК-дисплея состоит из слоя жидких кристаллов располагающегося между двумя полированными прозрачными панелями, сделанными из свободного от натрия и очень чистого стекла, на которые нанесены прозрачные электроды и управляющие каждой ячейкой структуры TFT. На стеклянных панелях есть бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им специальную ориентацию. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всех ячейках. С двух сторон от стекол находятся поляризаторы, оси которых перпендикулярны. С внешней стороны располагаются светофильтры, с помощью которых формируются пиксели из трех ячеек основных цветов (RGB).

ЖК-панель для телевизоров и мониторов освещается источником света сзади, то есть работает на прохождение света. Свет от лампы подсветки, пройдя поляризатор и стеклянную пластину, попадает в слой жидкого кристалла. Если на элементарную ячейку не подано напряжение, то при прохождении света через слой жидкого кристалла его поляризация поворачивается в соответствии с поворотом оптической оси кристалла. В результате на выходе свет пройдет через второй поляризатор, и этот пиксель дисплея выглядит для наблюдателя светлым. Если же на электроды пиксельной ячейки подано напряжение, то свет пройдет слой жидкого кристалла, не изменив своей поляризации, и поляризатор на выходе не пропустит его. Этот пиксель будет выглядеть черным на светлом фоне. Главная особенность ЖК-дисплеев по сравнению с кинескопами — это цифровой способ представления изображения. Это значит, что каждому пикселю экрана должен соответствовать свой цифровой образ в потоке данных. Аналоговый сигнал телевизионного тюнера перед подачей на дисплей преобразуется в цифровой с разрешением, которое дисплей физически может отобразить. При подключении цифрового источника необходимо соответствие разрешения, поскольку пересчет при масштабировании приведет к деградации качества изображения (в первую очередь это потеря четкости).

Сегодня на рынке присутствуют 30- и 37-дюймовые широкоформатные модели, хотя совсем недавно коммерчески выгодными были модели с экраном 13, 15 и 20 дюймов. ЖК-телевизоры прочно заняли нишу семейных продуктов и как правило, их покупают в качестве основных телевизоров в гостиную. Годовой объём производства ЖК-телевизоров достигает 3 миллионами штук, однако процент от общего рынка всё ещё мал, что позволяет говорить о запасе для развития доли ЖК. Причина лавинообразного роста интереса к ЖК в том, что они обеспечивают отличное качество изображения и стремительно дешевеют. Средний ЖК телевизор сейчас дешевеет на 2-3$ ежедневно.

Большинство современных ЖК-панелей принадлежат к седьмому поколению. Основные изготовители уже подготавливают производство панелей следующих поколений. Соответственно, со сменой поколений (по сути своей это переход на качественно иной принцип создания ЖК-подложки) достигается увеличение времени жизни, качества и уменьшение стоимости производства и эксплуатации ЖК-панелей.

Так, из наиболее важных вопросов на сегодняшний день – питание ЖК-телевизора. Энергопотребление обычных кинескопных телевизоров слабо зависит от размера диагонали, однако для ЖК очень чётко прослеживается зависимость, и увеличение существенно.