Жидкокристаллические дисплеи

«LCD» (англ. LiquidCrystalDisplay) — жидкокристаллические мониторы, сделанные из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств, связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. В жидких кристаллах под воздействием приложенного к ним электрического поля происходит изменение их оптических свойств – прозрачности и направления поляризации проходящего света [2].

Слой жидкокристаллического вещества расположен между двумя стеклами с поляризационными решетками (Рисунок 4).

Рисунок 4. Конструкция ЖК-дисплея.

Жидкокристаллическое вещество способно менять направление поляризации проходящего света в зависимости от состояния молекул. При отсутствии электрического поля направление поляризации меняется на 90°,а в дисплеях, изготовленных по технологии «STN» (англ. SuperTwistedNematic), поворот достигает 270° (Рисунок).

Рисунок 5. Плоскость поляризации.

Под действием электрического поля молекулы «распрямляются», и угол поворота уменьшается (Рисунок 6).

Рисунок 6. Плоскость поляризации.

Таким образом, в сочетании с поляризационными решетками стекол можно управлять прозрачностью элемента, изменяя величину электрического поля.

Экран «LCD»-монитора представляет собой массив сегментов – пикселей (ячеек). В дисплеях «DSTN» (англ. DoubleSuperTwistedNematic) ячейки сдваиваются, что позволяет повысить контрастность изображения. Дисплейная панель представляет собой матрицу ячеек, каждая из которых находится на пересечении вертикальных и горизонтальных координатных проводников.В пассивной матрице (passivematrix) дисплеев на жидкие кристаллы воздействуют поля самих координатных проводников. Ячейкам пассивной матрицы свойственна большая инерционность — порядка 300-400 мс (время на «перестройку» структуры молекул жидкокристаллического вещества), из-за чего на такие дисплеи плохо выводится динамическое изображение. Специально для них применяется особый режим отображения указателя мыши — за ним тянется шлейф, без которого быстро перемещаемый указатель визуально теряется.В активной матрице (activematrix) каждая ячейка управляется тонкопленочным транзистором, которые, в свою очередь, управляются через координатные шины. В любом случае панели требуют подсветки — либо задней, либо боковой от дополнительного источника освещения. Иногда используют внешнее освещение, при этом за панелью располагается зеркальная поверхность. Активные матрицы обеспечивают более высокую контрастность изображения. Цветные дисплеи имеют более сложные ячейки, состоящие из трех элементов (RGB) для управления каждым из базисных цветов. Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника (белого света) три основных компоненты: красный, синий, зеленый. При комбинации трех основных цветов для каждой точки, или пикселя экрана появляется возможность воспроизвести любой цвет.

Современные плоские «TFTLCD»-дисплеи представляют собой «бутерброд» из двух стекол, между которыми расположены слои жидкокристаллического вещества и матрица тонкопленочных транзисторов (ThinFilmTransistor, TFT). На переднем и заднем стеклах нанесены поляризационные решетки с взаимно перпендикулярным направлением поляризации (Рисунок 4). Жидкокристаллическая прослойка при отсутствии электрического поля поворачивает угол поляризации проходящего света на 90°, благодаря чему «бутерброд» становится прозрачным для проходящих лучей (Рисунок 7).

а) напряжения нет б) напряжение есть

Рисунок 7. Поляризация светового луча.

Под действием электрического поля от напряжения, подаваемого транзистором каждой ячейки матрицы, угол поворота поляризации может быть уменьшен до нуля. Чем больше приложенное напряжение, тем меньше угол поворота и тем менее прозрачной будет ячейка. Инерционность ячеек активной матрицы у старых дисплеев составляла 20-30 мс — меньше, чем для пассивной, но все равно ощутимо. На современных дисплеях инерционность снизили до 12 мс, и на них хорошо смотрятся «живое» видео и динамические игры.

Поиск по сайту: