Еще десять лет назад мы смотрели дома кино на больших круглых телевизорах, а сегодня благодаря новым технологиям толщина экрана может быть меньше сантиметра и при этом давать картинку высочайшего качества. Все это благодаря «жидким кристаллам».
Уже в названии «жидкие кристаллы» кроется их двойная природа – они обладают свойствами как жидкостей (текучесть), так и кристаллов. У них есть интересное и важное свойство – они под действием электрического тока могут менять свою пространственную ориентацию. Жидкие кристаллы – это вязкая жидкость, которая состоит из микрочастичек, молекул вытянутой формы. Интересно, что жидкие кристаллы, которые сейчас повсюду используются в технике, открыл ботаник, Фридрих Рейнитцер, еще 100 лет назад!
Жидкокристаллический дисплей (с англ., Liquid crystal display (LCD)) – это плоский экран, который воспроизводит изображение с помощью жидких кристаллов. Бывают как монохромные, так и цветные ЖК экраны. Давайте посмотрим из чего же состоит такой экран? ЖК дисплей представляет собой два защищенных стеклом взаимно перпендикулярных поляризационных фильтра между которых находятся жидкие кристаллы, а к фильтрам подключена прозрачная тонкая пленочка электродов (они соединены с процессором – «мозгами» аппарата). Между защитным стеклом и поляризационным фильтром находится цветовой фильтр, а сзади на это все светит свет. Жидкие кристаллы расположены в определенном порядке, создавая мозаику для формирования изображения. Элементарная частичка этой мозаики называется субпикселем. Каждый субпиксель состоит из слоя молекул жидких кристаллов.
Один из важнейших элементов в экране для получения изображения – это поляризационный фильтр. Поляризационный фильтр – это вещество, которое пропускает через себя только ту часть света, которая параллельна фильтру, а другая часть не проходит. Два взаимно перпендикулярных фильтра не пропускают через себя свет вообще. Но если между такими фильтрами поместить жидкие кристаллы ориентированные в определенном положении, свет пройдет через них и изменит направление света так, что он без труда пройдет через, казалось бы, «закрытый» для него фильтр. Именно так работают экраны. На каждый субпиксель через электроды подается электрический ток, который может менять ориентацию кристаллов. В отсутствии тока кристаллы ориентированы так, что свет не будет проходить через фильтр и пиксель будет черным. Но если подать ток, кристаллы переориентируются таким образом, что направление света изменится и он пройдет через фильтр. Такой субпиксель будет светится. Так, изменяя ток на каждом субпикселе экран дает нам черно-белую картинку.
Чтобы получить цветное изображение, после поляризационных фильтров ставят цветовой фильтр. Он представляет собой сетку из красного, зеленого и синего цвета, которые расположены каждый напротив своего одного субпикселя. В результате получается мозаика из красных, зеленых и синих субпикселей, которые расположены исключительно в таком порядке. Три таких субпикселя формируют пиксель. Чем больше пикселей, тем четче изображение. Процессор подсвечивает поворотом кристаллов каждый субпиксель по разному, тем самым смешивая цвета как художник и создает цветную картинку. Соотношение яркости каждого из трех субпикселей пикселя, дает ему нужный цвет. А соотношение яркости всех пикселей в целом, задает цвет и яркость всей картинке.