ЖК-дисплеи

Физика > ЖК-дисплеи

 

Изучите устройство и типы жидкокристаллических дисплеев. Узнайте, как ЖК-дисплеи создают и передают изображение, вид скрученного нематика, жидкие кристаллы.

Жидкокристаллические дисплеи используют жидкие кристаллы, лишенные возможности испускать свет, но сохраняющие модулирующие световые свойства.

Задача обучения

• Разобраться в том, как ЖК-дисплеи создают изображение.

Основные пункты

• ЖК-дисплеи используют электрическое поле, чтобы разместить жидкие кристаллы в необходимом узоре и пропустить сквозь них свет для создания снимка.
• Их можно использовать для создания произвольной картинки или для фиксированной (как на цифровых часах).
• Наиболее распространенный тип ЖК-дисплея – скрученный нематический. Его можно найти в часах и калькуляторах. Если нет электрического поля, то молекулы скручиваются и пропускают определенный свет. Когда поле подключается, они разворачиваются, блокируют свет и становятся «черными».

Термины

• Нематический – структура жидких кристаллов, где молекулы выравниваются в рыхлые параллельные линии.
• Спиральный – форма спирали.
• ЖК – жидкокристаллический дисплей.

ЖК-дисплей

Речь идет о привычных уже нам жидкокристаллических дисплеях. Жидкие кристаллы лишены излучения, но у них есть модулирующие свойства. Этот тип дисплея задействован в мониторах и телевизорах, где применяется огромное количество мелких пикселей.

Цифровые часы с ЖК-дисплеем, отображающее фиксированное изображение

В отличие от электронно-лучевых труб и плазмы, ЖК-дисплеи лишены люминофор, поэтому они не пострадают от «сжигания». Этот эффект возникает, если изображение отображается слишком долго, из-за чего его контур остается даже, если дисплей отключен. В ЖК есть постоянство, но контур исчезает после выключения.

Устройство ЖК-дисплеев обладает множеством слоев. Каждый пиксель – слой молекул, выровненных между двумя прозрачными электродами и двумя поляризующими пленками. Фактические жидкие кристаллы расположены между поляризационными фильтрами. Свет проходит сквозь первый и останавливается вторым. Чтобы выровнять кристаллы в определенную сторону, используют электроны. Кристаллы не выделяют свет, но придают ему необходимую форму.

Здесь есть поляризационная фильтровальная пленка с вертикальной осью, которая поляризует поступающий свет. Поверхность стекла с ITO-электродами, чьи формы влияют на изображение. Вертикальные хребты выступают гладкими. Не нагретый наметический жидкий кристалл. Поверхность стекла с общей электродной пленкой. Поляризационная фильтровальная пленка с горизонтальной осью для блокировки/пропускания света

Скрученные нематические устройства

Скрученный нематик - самый распространенный вид ЖК-дисплея. Когда нет активного электрического поля, направление выравнивания поверхности электродов становится перпендикулярным. Молекулы располагаются в спиральной структуре. Определенный свет способен пробиться, а другой нет. Когда электрическое поле активно, кристаллы в центральном слое раскручиваются, а свет полностью перекрывается, из-за чего пиксели становятся черными.

---