Жидкокристаллические мониторы, ЖК-дисплеи, ЖКД (Liquid Cristal Display, LCD) — технология производства мониторов, основанная на особых свойствах группы прозрачных химических соединений со «скрученными молекулами», называемых жидкими кристаллами (ЖК). Последние способны изменять под действием электрического поля свою структуру и положение плоскости поляризации света, а следовательно и управлять количеством проходящего через них светового излучения. Свет генерируется источником подсветки и проходит через поляризационные фильтры, расположенные перед и после слоя жидких кристаллов. В зависимости от приложенного к прозрачным электродам напряжения в соответствующей области экрана образуется светлый, серый, черный или цветовой фрагмент. Существуют различные способы построения ЖК-дисплеев. Один из них основан на использовании так называемых светоклапанных модуляторов, представляющих собой решетку полосковых электродов, нанесенных на прозрачные поляризационные пластины. Пластины разделяются зазором, который заполняется жидким кристаллом. Между точками пересечения полосковых электродов на обеих пластинах образуются конденсаторы, собственно и представляющие собой модуляторы. Для создания цветного изображения панель дополняется матрицей RGB-фильтров.
С учетом особенностей конструкции различают LCD с пассивной матрицей (пассивные ЖК-дисплеи) и LCD с активной матрицей (активные ЖК-дисплеи). В пассивной матрице ЖК-элементов (обычно изготавливается по технологии STN — Super Twisted Nematic) выбранная точка изображения активируется подачей напряжения на соответствующие прозрачные адресные проводники-электроды строки и столбца. В этом случае невозможно достичь высокого контраста изображения, так как электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных проводников, но и на всем пути распространения тока. Эта проблема вполне разрешима при использовании так называемой активной матрицы ЖК-элементов, когда каждой точкой изображения управляет свой электронный переключатель, сохраняющий состояние электрического поля в этой точке на некоторое время после его активизации. Это позволяет использовать менее инерционные («быстрые») жидкие кристаллы и таким образом исключить эффект «смазывания» изображения, характерный для LCD c пассивной матрицей. Кроме того, переключатель, в качестве которого используется тонкопленочный транзистор (TFT), Thin-Film Transistor Display, предохраняет пиксел от воздействия соседних ячеек и устраняет перекрестные помехи, что делает изображение более четким. Очевидно, что LCD с активной матрицей являются более сложными и дорогими устройствами. Тем не менее, подавляющее большинство ЖК-мониторов, выпускаемых в настоящее время для настольных и мобильных ПК, использует активные матрицы. Этому способствуют значительные успехи в технологии их изготовления и существенное сокращение их стоимости. Указанное обстоятельство позволило также наладить массовый выпуск широкоформатных (17-20”) ЖК-мониторов.
В зависимости от структуры слоя жидких кристаллов различают ЖК-мониторы с матрицами видов: TN (Twisted Nematic) — наиболее эргономичные и дешевые, устанавливаются в большинстве ноутбуков однако обеспечивают сравнительно небольшие углы обзора (до 130-150°) и невысокую контрастность; VA (Vertical Alignment) — обладают высокой контрастностью даже при углах обзора более 170°, однако они более инерционны из-за того, что слой кристаллов может содержать несколько уровней; IPS (In-Plane Switching) — имеют больший, чем у TN, угол обзора за счет того, что жидкие кристаллы вращаются параллельно плоскости дисплея, однако для создания необходимой яркости изображения они требуют большего потребления электроэнергии; Super-IPS — созданы на основе изменения формы и расположения кристаллов в IPS-матрице. Это позволило улучшить цветопередачу при больших углах обзора. Производство IPS-матриц стоит достаточно дорого, поэтому они используются только в мониторах с большим размером диагонали экрана (от 20” и более). Тип матрицы в руководстве по эксплуатации монитора упоминается редко.
Основные достоинства ЖК-мониторов: весьма малая толщина и масса, а также небольшое энергопотребление, что сделало их предпочтительными при использовании в компактных устройствах (ноутбуки, электронные секретари, мобильные телефоны, циферблаты часов и т.д.). Кроме того, вредное для здоровья человека излучение практически отсутствует. ЖК-мониторы могут снабжаться аналоговым, цифровым, обеспечивающим лучшее качество изображения, или гибридным интерфейсом для связи с компьютером.
Основные недостатки: высокая стоимость (в 2-3 раза выше мониторов ЭЛТ), которая существенно зависит от размеров экрана, что до сих пор несколько ограничивает их применение в настольных ПК (офисные ЖК-мониторы), хотя в последние годы цены на ЖК-мониторы заметно снизились; зависимость качества изображения от угла визирования экрана и повышенная (по отношению к ЭЛТ) инерционность, что снижает качество вывода быстро сменяющихся картинок. Последнее обстоятельство до недавнего времени ограничивало использование ЖК-мониторов для приема телевизионных изображений. Однако к 2002 рядом фирм выпущены плоские ЖК-панели, пригодные для высококачественной демонстрации ТВ программ. Кроме того, ЖК-мониторы в отличие от мониторов ЭЛТ рассчитаны на работу в одном разрешении и используют лампы подсветки, которые в дешевых моделях имеют весьма ограниченный срок службы.
В 2004 фирма Sharp эффектно продемонстрировала работу 15-дюймового ЖК-монитора (LL-151-3D), формирующего объемное изображение, которое можно видеть без специальных очков. Высокое качество объемного изображения достигается за счет работы так называемого паралаксного барьера. Формируемая им вертикальная сетка, распределяет распространение света от изображения так, что каждый из глаз (левый и правый) воспринимают только одну из предназначенных им групп пикселов экрана.