Жидкие кристаллы открылись в 1888 году австрийским исследователем Фридрихом Рейнитцером, а в 1927 году отечественный физик Всеволод Фредерикс обнаружил переход, названный его именем и ныне широко применяемый в LCD-дисплеях. В 1970‑х годах RCA впервые презентовала жидкокристаллический монохромный экран. ЖК‑экраны стали использоваться в наручных часах, калькуляторах и измерительных приборах. Позже появились матричные панели с черно‑белым изображением. В 1987 году Sharp создала первый цветной LCD с диагональю 3 дюйма. Как работает LCD‑дисплей — об этом в сегодняшнем выпуске!
Принцип действия жидкокристаллического дисплея основан на поляризации светового потока. Жидкие кристаллы фильтруют свет, пропуская лишь определённые волны с нужной осью поляризации, и оставаясь непрозрачными для остальных. Изменение направления поляризации достигается под воздействием прикладываемого электрического поля кристаллов. Иными словами, электричество позволяет поворачивать ориентацию молекул кристаллов и тем самым формировать изображение.
Практически любой LCD-дисплей имеет активную матрицу из транзисторов, с помощью которых формируется изображение, слой жидких кристаллов со светофильтрами, выборочно пропускающими свет, и систему подсветки (как правило, из светодиодов). Последняя необходима для показа цветных изображений. LCD-дисплей имеет несколько слоев, основными из которых являются две стеклянные панели, которые и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой. На панелях имеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им ориентацию. Бороздки расположены параллельно на каждой панели, но перпендикулярно между двумя панелями. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах одинаково ориентируются во всех ячейках.
Непосредственно экран LCD-дисплея представляет собой массив маленьких сегментов — пикселей. На каждый пиксель приходится по три транзистора, каждый из которых отвечает за один из трех цветов, и конденсатор, поддерживающий необходимое напряжение. Комбинируя три основных цвета для каждого пикселя экрана, можно получить любой цвет.
Наиболее распространенными в настоящее время являются жидкокристаллические TFT-дисплеи, в активной матрице которых используются тонкоплёночные прозрачные транзисторы. Количество транзисторов в таких дисплеях может достигать несколько сотен тысяч.
Среди преимуществ LCD-дисплеев сравнительно невысокая стоимость, отличная фокусировка, очень высокая четкость изображения и яркость. А также отсутствие ошибок совмещения цветов и мерцания экрана. Дело в том, что в таких дисплеях не используется электронный луч, рисующий каждую строку на экране. Из недостатков LCD — появление мертвых пикселей из-за сгорания транзисторов, малое количество оттенков цвета, неоднородность яркости картинки (зачастую освещение у края дисплея сильнее) и сравнительно малый угол обзора.
