Как работает жидкий кристалл

Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи) стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, от смартфонов и телевизоров до компьютерных мониторов ицифровой сигнализации. Эти дисплеи предлагают изображения с высоким разрешением с яркими цветами и отличными углами обзора. Но вы когда-нибудь задумывались, как молекулы LCD работают для создания таких потрясающих визуальных эффектов?

В основе ЖК-дисплея лежат молекулы жидких кристаллов, которые уникальны по своей способности выравнивать себя в определенном направлении при воздействии электрического поля. Эти молекулы изготовлены из длинных стержнеобразных структур, которые имеют как жидкие, так и твердые свойства. В своем естественном состоянии молекулы жидких кристаллов случайным образом ориентированы, что приводит к темному виду, когда свет проходит через них.

Чтобы понять, как работают молекулы ЖК-дисплея, давайте более подробно рассмотрим базовую структуруЖК-панель. Он состоит из двух стеклянных пластин с тонким слоем жидкокристаллического материала, зажатого между ними. Внутренняя поверхность каждой стеклянной пластины покрыта прозрачным электродом, который позволяет прикладывать электрическое поле через жидкокристаллический слой.

Молекулы жидких кристаллов в ЖК-дисплее обычно бывают двух типов: витая нематика (TN) и вертикальное выравнивание (VA). В ЖК-дисплее TN молекулы выровнены под определенным углом, обычно 90 градусов, между двумя стеклянными пластинами, когда не применяется электрическое поле. Это скрученное расположение позволяет свету проходить через слой жидких кристаллов и достигать зрителя. (Смотрите видео здесь)

Когда электрическое поле прикладывается к TN LCD, молекулы жидких кристаллов начинают раскручиваться, выравнивая себя параллельно электрическому полю. Эта перестройка изменяет поляризацию света, проходящего через жидкокристаллический слой, эффективно блокируя его от достижения зрителя. Управляя электрическим полем, можно точно регулировать количество света, проходящего через ЖК-дисплей, что приводит к различным уровням яркости.

С другой стороны, ЖК-дисплеи VA работают по-разному. В ЖК-дисплее VA молекулы жидких кристаллов первоначально выровнены вертикально, перпендикулярно стеклянным пластинам. Когда применяется электрическое поле, молекулы наклоняются, позволяя свету проходить через жидкокристаллический слой. Подобно ЖК-дисплеам TN, степень наклона можно контролировать, регулируя электрическое поле, тем самым контролируя яркость.

Для дальнейшего повышения производительности ЖК-дисплеев включены дополнительные компоненты, такие как цветные фильтры и системы подсветки. Цветные фильтры используются для создания желаемой цветовой гаммы путем выборочной фильтрации света, проходящего через жидкокристаллический слой. Системы подсветки, обычно состоящие из светодиодов, обеспечивают необходимое освещение для ЖК-панели.

Таким образом, молекулы LCD работают, манипулируя выравниванием жидкокристаллических структур посредством применения электрического поля. Эта контролируемая перестройка позволяет ЖК-дисплею регулировать прохождение света, что приводит к отображению изображений и видео. Возможность точно контролировать ориентацию молекул жидких кристаллов сделала ЖК-дисплеи одной из самых популярных технологий отображения, предлагая высококачественные визуальные эффекты в широком спектре устройств.