Жидкокристаллический дисплей ( ЖК-дисплей ) — это плоский дисплей или другое оптическое устройство с электронной модуляцией , которое использует светомодулирующие свойства жидких кристаллов в сочетании с поляризаторами . Жидкие кристаллы не излучают свет напрямую [1] , а вместо этого используют подсветку или отражатель для создания цветных или монохромных изображений . [2]
Доступны ЖК-дисплеи для отображения произвольных изображений (как на дисплее компьютера общего назначения) или фиксированных изображений с низкой информативностью, которые можно отображать или скрывать: заданы слова, цифры и семисегментные индикаторы (как в цифровых часах). все примеры устройств с этими дисплеями. Они используют ту же базовую технологию, за исключением того, что произвольные изображения создаются из матрицы мелких пикселей , тогда как другие дисплеи имеют более крупные элементы.
ЖК-дисплеи могут быть либо включенными (положительными), либо выключенными (отрицательными), в зависимости от расположения поляризатора. Например, символьный положительный ЖК-дисплей с подсветкой будет иметь черные буквы на фоне цвета подсветки, а символьный отрицательный ЖК-дисплей будет иметь черный фон с буквами того же цвета, что и подсветка.
ЖК-дисплеи используются в широком спектре применений, включая ЖК-телевизоры , компьютерные мониторы , приборные панели , дисплеи в кабине самолетов , а также внутренние и наружные вывески. Небольшие ЖК-экраны широко распространены в ЖК-проекторах и портативных потребительских устройствах, таких как цифровые камеры , часы , калькуляторы и мобильные телефоны , включая смартфоны . ЖК-экраны заменили тяжелые, громоздкие и менее энергоэффективные дисплеи с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) практически во всех приложениях. Люминофоры , используемые в ЭЛТ, делают их уязвимыми к выгоранию изображения , когда статическое изображение отображается на экране в течение длительного времени, например, рамка таблицы с расписанием рейсов авиакомпании на вывеске в помещении. ЖК-дисплеи не имеют этого недостатка, но все же подвержены стойкости изображения . [3]
Каждый пиксель ЖК-дисплея обычно состоит из слоя молекул , выровненных между двумя прозрачными электродами , часто изготовленными из оксида индия и олова (ITO), и двумя поляризационными фильтрами (параллельный и перпендикулярный поляризаторы), оси пропускания которых (в большинстве случаев) случаях) перпендикулярно друг другу. Без жидкого кристалла между поляризационными фильтрами свет, проходящий через первый фильтр, блокировался бы вторым (скрещенным) поляризатором. Перед приложением электрического поля ориентация молекул жидкого кристалла определяется выравниванием поверхностей электродов. В скрученном нематическом устройстве (TN) направления выравнивания поверхностей на двух электродах перпендикулярны друг другу, поэтому молекулы располагаются в спиральной структуре или скручиваются. Это вызывает вращение поляризации падающего света, и устройство кажется серым. Если приложенное напряжение достаточно велико, молекулы жидкого кристалла в центре слоя практически полностью раскручиваются и поляризация падающего света не меняется при прохождении через слой жидкого кристалла. Тогда этот свет будет в основном поляризован перпендикулярно второму фильтру и, таким образом, будет заблокирован, и пиксель будет казаться черным. Управляя напряжением, приложенным к слою жидкого кристалла в каждом пикселе, можно позволить свету проходить через него в разных количествах, создавая, таким образом, разные уровни серого.
Химическая формула жидких кристаллов, используемых в ЖК-дисплеях, может различаться. Формулы могут быть запатентованы. [4] Примером является смесь 2-(4-алкоксифенил)-5-алкилпиримидина с цианобифенилом, запатентованная Merck and Sharp Corporation . Срок действия патента, распространявшегося на эту конкретную смесь, истек. [5]