Жидкие кристаллы или всё про мониторы.

Помните эти громадные телевизоры и мониторы компьютеров, коробки, которые занимали весь стол и были очень тяжёлыми по сравнению с сегодняшними? В своё время именно такая технология была у всех. Причём она почти не изменялась со времён изобретения экрана как такового. Сегодня же современные телевизоры и мониторы меряются толщиной, точнее, тонкостью. Это уже давно не коробки. В чём их секрет?

На самом деле, существует огромное множество различных технологий, обеспечивающих работу современных экранов. Но мы поговорим о той, которая в своё время изменила рынок дисплеев и, к сожалению, уходит из этого рынка. Что же представляют собой жидкокристаллические дисплеи?

Начнём с азов.

Чтобы объяснить суть ЖК-дисплеев, нужно объяснить, что такое сам жидкий кристалл. Звучит то дико - вещество одновременно жидкое и твёрдое? Ну, можно сказать и так.

Жидкий кристалл - особое агрегатное состояние вещества. Если взять такое вещество и начать его нагревать, то оно начнёт плавиться (это логично :D). Но оно пройдёт две стадии плавления. Нас как раз интересует первая, ведь именно в ней образуется жидкий кристалл. Но я до сих пор не ответил на вопрос, что это.

Если мы возьмём любое твёрдое вещество, то обнаружим, что у него есть строгая кристаллическая решётка. Молекулы (или атомы, или ионы) выстраиваются в определённом порядке, образуя эту самую решётку. К примеру, у поваренной соли, NaCl, решётка представляет собой куб. Множество кубов, в узлах которых находятся ионы натрия Na+ и хлора Cl-.

Если же мы возьмём жидкое вещество, то обнаружим, что в нём этой решётки нет. Молекулы движутся хаотично, находятся в беспорядке. Вода, этанол, ацетон - любая жидкость не имеет кристаллической решётки.

Что ж. Жидкие кристаллы имеют кристаллическую решётку, но при этом остаются в жидком состоянии. Как это? Очень просто - отдельные молекулы собираются в кластер, а уже эти кластеры способны двигаться хаотично. Кристаллическая решётка есть, однако огромные скопления молекул способны двигаться друг относительно друга, оставаясь при этом на своих местах.

Идём дальше. Что это даёт?

Жидкие кристаллы из-за своих уникальных свойств обладают анизотропией. Это загадочное слово обозначает то, что в зависимости от воздействующих на молекулу сил жидкий кристалл может вести себя по-разному. Например, при воздействии электрического поля они меняют свою ориентацию в пространстве - к примеру, передвигаются на 90 градусов вправо.

Именно это свойство и используется в ЖК-дисплеях. При отсутствии электрического поля жидкие кристаллы не упорядочены и пропускают напрямик весь свет, который на них направлен. При подаче напряжения они выстраиваются определённым образом и меняют ориентацию света - его волны не "летят" в разные стороны, а становятся упорядоченными.

Устройство жидкокристаллических дисплеев.

На картинке можно увидеть, как работает дисплей. Свет проходит через стекло. Поляризационная плёнка нужна, чтобы отсеять "ненужный" свет - она делает так, что только свет с определённой ориентацией в пространстве проходит сквозь неё. Представим, что жидких кристаллов там нет, и свет просто проходит через световой фильтр. Тогда поглощается свет всех длин волн, кроме красного, а сам красный летит дальше. Но тут он натыкается на препятствие в виде другой поляризационной плёнки и не может через него пройти - ведь она направлена перпендикулярно первой. Вот и всё :(

Но нет. У нас есть жидкие кристаллы, которые меняют ориентацию света так, что он полностью проходит через вторую поляризационную плёнку. На входе был белый свет, на выходе - красный. Ура!

Зачем нужно было делать такую большую операцию? Чтобы получить чистый, красивый и хороший свет красного цвета. Если вы просто поставите цветовой фильтр, то свет будет неоднородным,а значит, нечётким - картинка просто будет расплываться.

Чтобы вы понимали - это лишь одна ячейка. Таким же образом создаются синий и зелёный свет. Это - жидкокристаллические пиксели. Далее - классическая схема смешения цветов. RGB - смешение красных, зелёных и синих пикселей. Чем больше поставите их, тем больше будет разных оттенков.

Технология LCD (Liquid Crystals - жидкие кристаллы, Diod - диод) кардинально отличается от кинескопов, использовавшихся в экранах ранее. Эти огромные коробки представляли собой мини-версию электронной лучевой трубки, которая буквально выстреливала электронами на экран для формирования изображения.

LCD совершили революцию - многие телевизоры, мониторы, экраны ноутбуков и огромные панели выполнены именно по этой технологии. Они также во много раз удешевили производство дисплеев, да и довели уровень картинки до отличного качества.

Будущее ЖК-экранов.

К сожалению, технология LCD уже несколько лет активно вытесняется пришедшей ей на смену LED - огромной группе диодов, каждый из которых задаёт свой цвет. Что-то типо физического воплощения пикселей. LED, AMOLED, OLED и т.д. - огромное количество технологий почти затмили ЖК-экраны. Они ярче, чётче и ненамного дороже.

И всё же надежда есть. Несколько лет назад группа учёных разработали ЖК-дисплей, который не потребляет энергию, когда у вас на экране статичная картинка. Вообще. Такие экраны намного тоньше и дешевле из-за особенности конструкции. Кроме того, эта технология под названием ORWLCD способна выводить качественные 3D-изображения. Технология - лишь прототип, однако уже есть работающие модели мониторов. Поживём - увидем, а пока что смотрим в свой экран, чтобы дочитать это :)