Parduotuvėse vis didesnę kompiuterių lentynų dalį užima plokštieji monitoriai (vaizduokliai) su skystųjų kristalų ekranais (LCD). Renkantis monitorių reikėtų žinoti, kodėl skiriasi ekranuose matomo vaizdo kokybė ir įrenginio kaina.
Pažiūrėję į ekraną iš šono pamatysite, kad skirtingų monitorių modelių spalvingumas priklauso nuo žiūrėjimo į ekraną kampo. Žiūrint iš priekio, statiniai vaizdai ekrane ne visada malonūs akiai, gali gerokai skirtis greitai kintančių vaizdų aiškumas. Visa tai labiausiai priklauso nuo skystųjų kristalų ekrano dydžio ir tipo.
Kompiuterių monitoriams gaminti naudojami peršviečiamieji skystųjų kristalų TFT ekranai. Šviesos šaltinį sudaro ekrano šonuose įrengtos liuminescencinės lempos ir sudėtinga optinė sistema, skirta ekrano šviesiui suvienodinti.
Spalvotas vaizdas gaunamas lempų šviesai pereinant per skystųjų kristalų matricą, sudarytą iš gretimų valdomo skaidrumo ląstelių su raudonais (R – Red), žaliais (G – Green) ir mėlynais (B – Blue) filtrais. Kiekvienos ląstelės skaidrumą valdo atskiras plonasluoksnis tranzistorius (Thin Film Tranzistor – TFT).
Gaminami trijų pagrindinių tipų – TN+Film (Twisted Nematic+Film), IPS (In-Plane Swiching) ir MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) bei įvairių modifikacijų skystųjų kristalų ekranai. Pigiausi ir labiausiai paplitę – TN+Film.
Skystųjų kristalų ekrano ląstelė pripildyta medžiagos, turinčios skysčio (molekulės gali judėti viena kitos atžvilgiu) ir kristalo (molekulės gali sudaryti monokristalinius domenus) savybių. Ekranams naudojami nematiniai skystieji kristalai, kurių ilgos molekulės išsidėsčiusios lygiagrečiai viena kitos. Šių molekulių orientaciją ir per ląstelę sklindančios šviesos poliarizaciją galima keisti elektriniu lauku. Skystieji kristalai yra tarp poliarizatorių, praleidžiančių tam tikros poliarizacijos šviesą. Poliarizatorių nuo skystųjų kristalų ir elektrodų skiria stiklas.
Ląstelės vidiniai paviršiai apdoroti taip, kad tam tikra kryptimi orientuotų skystojo kristalo molekules. Prijungus įtampą, pasikeičia skystojo kristalo molekulių orientacija, jo poliarizacijos savybės ir ląstelės skaidrumas.
TN tipo ekranai
Pirmiausia buvo sukurti TN ekranai. Juose skaidrūs elektrodai išsidėstę priešingose ląstelės pusėse. Elektrodų paviršiai apdoroti taip, kad, nesant tarp elektrodų įtampos, greta elektrodų išsidėsčiusių skystojo kristalo molekulių orientacija sutaptų su per poliarizatorių sklindančios šviesos poliarizacijos plokštuma.
Priešingose TN ekrano pusėse poliarizatoriai orientuoti statmenai vienas kitam, atstumas tarp elektrodų parenkamas taip, kad einant nuo vieno ląstelės elektrodo prie kito skystojo kristalo molekulės pasisuktų 90 laipsnių. Kai įtampos nėra, šviesai sklindant skystuoju kristalu jos poliarizacijos plokštuma pasisuka 90 laipsnių ir šviesa per antrąjį poliarizatorių išeina iš ląstelės – ląstelė tampa skaidri (ekrane – šviesi). Prijungus įtampą, skystojo kristalo molekulės orientuojasi vertikaliai, nepasuka šviesos poliarizacijos plokštumos ir antrasis poliarizatorius nepraleidžia šviesos – ląstelė tampa neskaidri (ekrane – tamsi). Ekrano ląstelės skaidrumas reguliuojamas keičiant molekulių orientacijos kampą, priklausantį nuo ląstelės elektrodams tiekiamos įtampos dydžio.
TN tipo ekranuose visų ląstelės molekulių nepavyko orientuoti vertikaliai, ji truputį praleisdavo šviesą ir ekrane vietoj juodo taško būdavo matyti pilkas. Dėl to ekrane vaizdo kontrastas buvo palyginti nedidelis, o vaizdo matymo kampas – tik 90 laipsnių.
Visų tipų TN ekranai turi vieną didelį trūkumą: sugedus ląstelės valdymo tranzistoriui, ji visą laiką lieka skaidri, ir ekrane atsiranda tamsiame fone gerai matomas baltas taškas.
TN+Film tipo ekranai
Nuo TN ekranų jie skiriasi tuo, kad jų ekrano paviršius padengtas plona plėvele, didinančia matymo kampą iki 140 0. Dėl patobulintos gamybos technologijos šiuolaikiniuose TN+Film ekranuose matyti gana kontrastingas (iki 450:1) vaizdas. Inertiškumas sumažintas iki keliolikos milisekundžių. Tokie ekranai tinka dinaminiams žaidimams žaisti.
IPS tipo ekranai
IPS ekrano ląstelė nuo TN skiriasi tuo, kad skystojo kristalo molekulių orientacijos valdymo elektrodai yra vienoje plokštumoje, o poliarizatoriai orientuoti vienodai. Tam, kad sugedus ląstelės skaidrumo valdymo tranzistoriui ekrano defektas būtų sunkiau pastebimas, poliarizatoriai ir skystojo kristalo molekulės orientuojami statmenai pro poliarizatorius perėjusios šviesos poliarizacijos plokštumai. Kai nėra įtampos, ekrano ląstelė yra neskaidri (ekrane – tamsi). Prijungus įtampą, skystojo kristalo molekulės pasisuka 900 kampu ir ląstelė tampa skaidri.
IPS ekranai pranašesni tuo, kad jų matymo kampas siekia 170 0 (panašiai kaip kineskopų), be to, jie geriau atkuria kontrastą ir spalvas. Tačiau IPS ekranai yra inertiškesni už TN+Film, tad dinaminiams žaidimams netinka, nors gamintojas nurodo tik keliolikos milisekundžių inertiškumą. Monitoriai su IPS ekranais yra brangesni nei su TN+Film.
MVA tipo ekranai
Geriausi yra MVA tipo ekranai, pasižymintys palyginti dideliu matymo kampu (160 – 170 laipsnių) ir nedideliu inertiškumu (20 ms ir mažiau). Tačiau dėl konstrukcijos ir gamybos sudėtingumo jie yra brangiausi. MVA ekranų ląstelėse elektrodai išsidėstę priešingose ląstelės pusėse (kaip ir TN tipo ekranuose).
Kai netiekiama įtampa, poliarizatoriai ir skystojo kristalo molekulės orientuojami kaip ir IPS ekranuose, tad sugedus valdymo tranzistoriui ląstelė lieka tamsi.
Prijungus įtampą, skystojo kristalo molekulės orientuojamos vertikaliai, jos nekeičia šviesos poliarizacijos ir ląstelė tampa skaidri. Tokių ląstelių trūkumas yra tas, kad nuosekliai keičiant valdymo įtampą visos skystojo kristalo molekulės į vertikalią padėtį keičiasi viena kryptimi. Todėl be specialių priemonių ekrano šviesumas priklauso nuo to, iš kurios pusės žiūrima į ekraną.
Žiūrėjimo į ekraną kampo įtaką matomam šviesumui galima sumažinti kiekvieną ekrano ląstelę padalijus į dvi arba keturias dalis (kameras), kad ląstelėje molekulės suktųsi priešinga kryptimi ir vidutinis ląstelės skaidrumas nepriklausytų nuo žiūrėjimo į ją krypties.
Tai pasiekiama gaminant ekranus iš ląstelių, turinčių sudėtingesnio profilio vidinius paviršius.
Paveikslėlyje parodyta, kaip MVA tipo ekrano šviesis priklauso nuo žiūrėjimo į ekraną kampo, kai ląstelė sudaryta iš vienos ir dviejų kamerų, o į elektrodus tiekiama pusė valdymo įtampos.
Dviejų kamerų ląstelė yra pilka tiek žiūrint į ekraną statmenai, tiek iš kairio ar dešinio šono, nes akis mato priešingai į žiūrėjimo kampą reaguojančių ląstelės kamerų šviesio mišinį.
Monitoriai su skystųjų kristalų ekranais užima mažiau vietos, eikvoja mažiau elektros energijos, jų ekrane pateikiamas didesnis idealiai suvestų spalvų vaizdas. Tačiau tokie monitoriai šiek tiek prasčiau atkuria spalvas ir keičiant raišką gali iškraipyti vaizdą.
Straipsnį pateikė Kompiuterija - PC World.
