Wyświetlacz LCD ma w domu prawdopodobnie każdy z nas. A tym artykule dowiesz się, czym tak naprawdę jest oraz jak dokładnie działa taki ekran.
Czym jest wyświetlacz LCD?
LCD to skrót od angielskiego liquid-crystal display. W tłumaczeniu na język polski wyświetlacz LCD to zatem nic innego jak wyświetlacz ciekłokrystaliczny – rodzaj urządzenia wyświetlającego obraz, które działa na skutek ruchu cząsteczek ciekłego kryształu pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego. Zjawisko to oparte jest na polaryzacji światła.
Pierwszy na świecie wyświetlacz LCD powstał w 1964 roku, a jego producentem była firma RCA. Wcześniej jednak, w roku 1888, Friedrich Reintzer zupełnie przypadkowo odkrył ciekły kryształ, co dało początek badaniom nad własnością tej materii. Ich wyniku umożliwiły stworzenie technologii, dzięki której dziś odbiera każdy monitor czy telewizor. W 2007 roku technologia LCD na dobre wyparła starszą technologię CRT.
Wyświetlacz LCD – zasada działania
Urządzenia tego typu wykorzystują właściwości ciekłego kryształu, czyli formy pośredniej pomiędzy strukturą uporządkowaną, a rozproszoną. Składające się z niego cząsteczki mają bowiem dużą swobodę ruchu, jednak wykazują duże uporządkowanie charakterystyczne dla fazy stałej kryształu.
Najprościej mówiąc, zasada działania wyświetlacza LCD bazuje na wykorzystaniu polaryzacji światła na skutek zmian orientacji cząsteczek ciekłego kryształu w wyniku oddziaływania na niego pola elektromagnetycznego. Wszystkie tego typu urządzenia działają bardzo podobnie, niezależnie od technologii, w jakiej zostały wykonane, bazując na 4 podstawowych elementach:
- źródle światła,
- elektrodach stanowiących źródło pola elektrycznego wprawiającego w ruch cząsteczki ciekłego kryształu,
- dwóch cienkich folii – polaryzatora i analizatora,
- komórkach, w których zatopiona została niewielka ilość ciekłego kryształu.
Co dokładnie dzieje się wewnątrz wyświetlaczy LCD? Cały proces można podzielić na 5 etapów:
- Światło znajdujące się w dolnej warstwie wyświetlacza pada na polaryzator – jego część zatrzymuje się, a część przechodzi dalej.
- Fotony, którym udało się pokonać barierę polaryzatora trafia przez przezroczystą elektrodę na ciekły kryształ.
- W zależności od ułożenia cząsteczek ciekłego kryształu światło zmienia swoją polaryzację (ulega „skręceniu) lub jego fala pozostaje w niezmienionej formie.
- Światło przechodzi przez kolejną przezroczystą elektrodę, a potem trafia na analizator, czyli folię, która przepuszcza tylko światło określonej polaryzacji.
- Fala świetlna trafia na filtry barwne, które nadają mu pożądany kolor.
Rodzaje wyświetlaczy LCD
Ekrany ciekłokrystaliczne dzielą się docelowo na dwie grupy. Pierwszą z nich są wyświetlacze LCD pasywne, które zasadniczo wyszły już z powszechnego obiegu. Drugą grupę stanowią ekrany aktywne zbudowane z cienkowarstwowych tranzystorów TFT. Ich przewagą nad pasywnymi jest fakt, iż nie wymagają każdorazowego odświeżania stanu wszystkich pikseli, ponieważ automatycznie go zapamiętują aż do momentu rozładowania kondensatora. Umożliwia to uzyskanie większego kontrastu, a także budowę większych wyświetlaczy.
