Wyświetlacz LCD – jak działa?




Otaczają nas zewsząd, znajdują się w wielu urządzeniach, a nie każdy wie, jak działają. Mowa tu o wyświetlaczach ciekłokrystalicznych, czyli LCD. Warto poznać je nieco bliżej.

lcdTechnologia wyświetlaczy elektronicznych rozwija się już od lat i nic nie wskazuje na to, żeby miała przestać święcić triumfy. Takie wyświetlacze używane są niemal masowo, można je znaleźć w bardzo wielu urządzeniach codziennego użytku. Postanowiliśmy zatem wyjaśnić, skąd w ogóle wzięły się wyświetlacze ciekłokrystaliczne, jak działają i jakie rodzaje dostępne są na rynku.

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny – jak to się zaczęło?

Jak to często bywa, odkrycie ciekłego kryształu zostało dokonane przez przypadek. Stało się to w 1888 roku, a więc już dość dawno, natomiast odkrywcą był austriacki botanik i chemik Friedrich Reinitzer. W kolejnych latach zaczęto intensywnie badać możliwości tej substancji. W końcu George H. Heilmeier skonstruował pierwszy na świecie wyświetlacz ciekłokrystaliczny, a więc LCD (Liquid-Crystal Display). Jednak dopiero w 1982 roku po raz pierwszy zastosowano wyświetlacz komercyjnie w kieszonkowym telewizorze.

Jak działa wyświetlacz LCD?

Wszystkie wyświetlacze ciekłokrystaliczne działają w podobny sposób. Składają się z kilku podstawowych elementów. Pierwszy to komórka z zatopionym ciekłym kryształem. Drugi element to elektrody generujące pole elektryczne. Właśnie ono działa na ciekły kryształ. Wyświetlacz ma także dwie folie: polaryzator i analizator. Do tego potrzebne jest jeszcze źródło światła. Jak to wszystko działa? Światło wpadające do wyświetlacza przechodzi przez filtr polaryzacyjny, a potem przez szklaną elektrodę i ciekły kryształ. Tworzy się warstwa ciekłokrystaliczna dzięki rowkom na elektrodach. Wyłączona elektroda wymusza obrócenie polaryzacji światła o 90 st. Światło przechodzi przez analizator i w końcu przenika przez górną folię polaryzacyjną.

Rodzaje podświetleń

Wyświetlacz LCD, bez względu na to, jaką zastosowano matrycę (o tym dalej) i wielkość wyświetlacza, może mieć wbudowane podświetlenie lub być bez podświetlenia. W ostatnim przypadku konieczne jest skorzystanie ze światła otoczenia. To światło pada na ekran, odbija się, przechodzi przez komórki, które są odpowiednio ułożone w wyświetlaczu i w ten sposób tworzy się obraz. Taki ekran nie nadaje się jednak do odczytywania w ciemności. Aby uniknąć takich problemów, producenci stosują elementy podświetlające. Mogą one być różnokolorowe lub po prostu białe. Najstarsze rozwiązanie to podświetlenie elektroluminescencyjne, potem pojawiło się podświetlanie diodami LED i lampami CCFL.

Rodzaj matrycy

Wyświetlacze LCD mogą być aktywne lub pasywne. Jedne i drugie towarzyszą nam na co dzień. Wyświetlacze pasywne powszechnie montowane są na przykład w zegarkach, kalkulatorach i innych urządzeniach. Natomiast aktywne wyświetlacze budowane są na bazie cienkowarstwowych tranzystorów TFT. W tym przypadku nie odświeża się ekranu, bo stan każdej komórki zostaje zapamiętany aż do rozładowania kondensatora. Matryce wyświetlaczy to tak naprawdę kilka typów: TN, MVA, PVA i IPS.

Wyświetlacze LCD towarzyszą nam od dawna. Znajdziemy je w bardzo wielu urządzeniach. Chociaż to odkrycie sprzed lat, nadal są mocno rozwijane i ulepszane.

Artykuł sponsorowany