LCD. Cienias, a tyle może

Wyświetlacze LCD są tak popularne, że czymś naturalnym jest dla nas obsługiwanie laptopa czy oglądanie filmu na cienkich ekranach. Ale nie zawsze tak było.

40

40″ telewizor LCD marki Samsung. Duże rozmiary i tylko 21 kilogramów.

Jednak zanim LCD stał się tym, czym jest obecnie musiał przejść długą i krętą drogę.

Friedrich Reinitzer austriacki chemik jest odkrywcą ciekłego kryształu. W 1888 roku jako profesor Uniwersytetu w Pradze badał związek nazywany benzoesanem cholesterolu. Zupełnie przypadkiem, podgrzewając ową substancję zauważył, że w 145oC zmienia ona swój stan skupienia, przechodząc w ciecz, która do 179oC pozostaje mlecznobiała, a powyżej tej temperatury staje się przeźroczysta.

Czytaj także:

Otto Lehmann kontynuował prace i w 1890 roku wprowadził pojęcie ciekłego kryształu. W następnych latach kolejni naukowcy badali ich właściwości.

Eksperymenty i publikacje napisali w 1911 Charles Mauguin, w 1922 Georges Friedel, a w 1962 roku Dr. George W. Gray. Tego samego roku Richard Williams, który pracował w laboratoriach RCA, odkrył właściwości optyczno-elektryczne ciekłych kryształów.

W 1964 roku wspomniany na początku tekstu George Harry Heilmeier, kontynuował pracę Williamsa i w efekcie doprowadził do stworzenia pierwszego ciekłokrystalicznego wyświetlacza.

W 1970 roku stworzono pierwszy zegarek na rękę z ciekłokrystalicznym wyświetlaczem, a dwa lata później T. Petera Brody skonstruował panel LCD.

W 2008 roku ekrany LCD stanowiły połowę ofert wszystkich telewizorów i monitorów w sklepach (reszta to najczęściej wyświetlacze plazmowe). Rok później, z powodu ciągłego rozwoju technologii i spadku cen, wyświetlacze LCD zdominowały je.

Czwarty stan skupienia

1 - filtr polaryzacyjny, 2,4 - elektrody, 3 - warstwa ciekłego kryształu 5 - folia, 6 – lustro.

1 – filtr polaryzacyjny, 2,4 – elektrody, 3 – warstwa ciekłego kryształu 5 – folia (analizator), 6 – lustro.

Co takiego jest w ciekłych kryształach, co czyni je takimi niezwykłymi i skąd w ogóle wzięła się ich nazwa?

W stanie ciekłym cząsteczki są nieuporządkowane, ale zachowują swobodę ruchu, w stanie stałym odwrotnie. Stan ciekłego kryształu jest stanem pośrednim. Cząsteczki zachowują częściową swobodę ruchu i są częściowo uporządkowane. Pobudzając je prądem o odpowiednim napięciu, jesteśmy w stanie kontrolować przewodzone przez nie światło, a także ich ustawienie.

Każdy wyświetlacz LCD musi zawierać cztery podstawowe elementy:

po pierwsze: komórki z niewielką ilością ciekłego kryształu, po drugie: elektrody, które będą oddziaływały na światło przewodzone przez ciekły kryształ, po trzecie: dwóch cienkich folii (polaryzator i analizator) i po czwarte: źródła światła. Sam bowiem ciekły kryształ nie emituje żadnego światła – jest jedynie filtrem. Podświetlenie uzyskujemy przez lampę fluorescencyjną z zimną katodą (CCFL).

Każdy piksel złożony jest z trzech subpikseli (RGB). W zależności od napięcia jesteśmy w stanie zwiększyć bądź zmniejszyć ilość światła przepuszczaną przez piksel, jak i ustalić kolor pikseli.

W fazę tę można wprowadzić konkretne materiały (nematyki). Należy w tym celu użyć odpowiedniego napięcia.

W fazę tę można wprowadzić konkretne materiały. Należy w tym celu użyć odpowiedniego napięcia.

Ciekłe trio

Istnieją trzy rodzaje wyświetlaczy ciekłokrystalicznych.

Pierwsze z nich to wyświetlacze transmisyjne. Używane są np. w naszych domowych monitorach LCD. W tego typu wyświetlaczach światło wpada z jednej strony i wychodzi z drugiej. Dlatego właśnie nieaktywne piksele są jasne (po prostu przechodzi przez nie światło), a aktywne ciemne. Stosowane są najczęściej z aktywnymi matrycami.

Drugie – wyświetlacze odbiciowe – mają lustro, które odbija dochodzące z powierzchni światło. Charakteryzuje je niewielki pobór mocy i uboga jakość. Stosowane są w zegarkach, kalkulatorach, starych komputerach itp.

Ostatnim, trzecim typem są wyświetlacze trans-reflektywne, łączące zalety poprzednich dwóch typów. Gdy włączymy podświetlanie ekran robi się niezwykle jasny i czytelny, jednak by zmniejszyć pobór mocy, możemy przejść w tryb odbiciowy. Ten typ wyświetlaczy stosowany jest w małych urządzeniach – najczęściej palmtopach.

Wojny plazmo – kryształowe

Jakiś rok temu odbyła się wojna pomiędzy ekranami plazmowymi i LCD. W mediach rozgorzało od dyskusji na temat zalet i wad obydwu, a producenci stale unowocześniali technologie. LCD wyszło zwycięsko z tej batalii.

Czym jednak różni się plazma od LCD? Główną różnicą jest oczywiście konstrukcja. Kolory w ekranach plazmowych uzyskuje się za pomocą podgrzania różnych gazów szlachetnych – dzięki czemu zamieniają się one w plazmę – oraz luminoforu. Ten ostatni szybko się wypala – szczególnie przy statycznych obrazach – i często zdarza się, że przy ciągłym oglądaniu danego kanału telewizyjnego, jego logo zostaje „wypalone” na powierzchni ekranu. Dlatego też PDP nie jest przeznaczone do używania go razem z konsolą. Włączenie pauzy na parę minut może powodować szybkie wypalenie się luminoforu. Nowe odbiorniki zabezpieczyły się przed tym i co jakiś czas przesuwają ekran o jeden piksel w inną stronę.

Poza tym rozmiary telewizorów plazmowych są znacznie większe niż telewizory LCD a ze względu na swoją konstrukcję są także dużo cięższe. Praktycznie niemożliwe jest znalezienie PDP mniejszego niż 30″ dlatego w małych pomieszczeniach nie zalecane jest jego oglądanie –  bardzo męczy wzrok.

Istotną cechą odróżniającą plazmę od LCD jest jakość obrazu. Jakość telewizora PDP znacznie przewyższa telewizor LCD. Jest jednak nietrwała. Gdy część luminoforu wypali się kolory robią się blade i nieostre.

Przyszłość należy do technologii LCD. Jest stale rozwijana, coraz tańsza i coraz mniej awaryjna.

Dobry telewizor 32″ kosztuje około 1500 zł. To około połowa tego, co musielibyśmy zapłacić za niego jeszcze rok temu. Monitor o tej samej przekątnej ekranu kosztuje średnio o 500 zł drożej, co i tak nie jest zawrotną ceną w porównaniu do możliwości.

Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.