Каждый день мы смотрим на наши телефоны, в экраны компьютеров, умных часов. Мы видим цветное изображение, сформированное с помощью жидких кристаллов, однако, не задумываемся, как работают жидкие кристаллы и ЖК-экраны наших устройств, и почему они так называются.
Капля теории. Жидкий кристалл
Жидкий кристалл – вещество, способное сохранять свойства текучести и твердого кристалла, и способно находиться в каплевидном состоянии.
Жидких кристаллов несколько видов, каждый имеет собственные характерные свойства.
Жидкий кристалл состоит из упорядоченного в кристаллический порядок массива молекул вытянутой формы, сохраняющих подвижность, и похож на вязкую жидкость.
При этом, молекулы меняют свое положение относительно друг-друга при воздействии, например, электрического поля.
Здесь и происходит та самая "техномагия", благодаря которому мы можем столь широко пользоваться ЖК-дисплеями. Но нам понадобится еще один важный элемент.
Поляризованный свет
Из школьного курса физики мы помним, что такое поляризованный свет – это свет, упорядоченный в пространстве в одной плоскости, например, специальным фильтром, отсекающим свет в ненужных направлениях.
В матрице ЖК дисплея все происходит по такому же принципу, ведь второй основой ЖК-матрицы являются 2 поляризационных фильтра, с поляризацией в 90 градусов относительно друг друга!
Например, в TN и TN-film матрицах используются нематические (нитевидные) кристаллические структуры (Twisted Nematic). Молекулы выстроены в ряд друг за другом, как решетка в заборе, и закручены на 90 градусов в спираль. По умолчанию, эти кристаллы проводят свет сквозь свою структуру между поляризованными пластинами экрана и "поворачивают" его, для прохождения во вторую поляризационную пластину. В итоге, точка на экране подсвечивается.
Но когда через кристалл проходит электрическое поле, кристаллы поворачиваются – сжимаются в спирали на определенный уровень, теряют нужную упорядоченность и блокируют прохождение света – кристалл становится непрозрачным, а субпикель - темным.
Вся матрица дисплея состоит из множества субпикселей (их может быть несколько миллионов), каждый из которых управляется парой отдельных электродов на сетке из прозрачных тонкопленочных транзисторов.
От их названия происходит аббревиатура TFT – Thin Film Transistor и часто можно встретить наименование типа экрана как LCD (Liquid Crystal Display) TFT – что будет верно, как для TN, так и для других технологий ЖК-матриц.
Один пиксель содержит в себе 3 субпикселя красного, зеленого или синего цвета (RGB), образованных с помощью цветовых фильтров. Их подсветка в определенном порядке дает пикселю конкретный цвет, а тонкое изменение напряжения субпикселя может дать оттенок – полное, неполное или отсутствие прохождения поляризованного света через тело жидкого кристалла.
Все вместе эти пиксели формируют изображение на экране.
Такой принцип работы у самого простого и популярного типа ЖК-дисплеев TN и TN-film. Впервые матрица TN была представлена еще в 1973 году и с тех пор получила ряд серьезных улучшений, благодаря которой технология еще не утратила своей актуальности.
А в одной из следующих статей мы также рассмотрим другие матрицы экранов и их преимущества, такие, как IPS, VA, OLED и сравним их с TN.
Интересно почитать:
DDR3 в 2019 году - все ещё актуальная память?
Цикл статей «Выживаем на старом ПК». Часть 2. Смотрим Youtube
Башенный или обычный кулер для ПК. Как не совершить ошибку
Вы можете поставить лайк, и сделать репост, если статья была Вам интересна – это очень помогает в развитии канала.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить следующие публикации.
Мнение автора является его личным оценочным суждением. Автор не призывает никого следовать его примерам и пользоваться его советами или рекомендациями.
