LCD

LCD, ang. Liquid Crystal Display, ekran ciekłokrystaliczny, wyświetlacz ciekłokrystaliczny,

ekran, na którym obraz powstaje wskutek zmiany właściwości optycznych ciekłych kryształów pod wpływem pola elektrycznego.

W najprostszym przypadku składa się on z warstwy ciekłego kryształu umieszczonej między 2 równoległymi płytami szklanymi, na wewnętrznych powierzchniach których znajdują się elektrody w postaci równoległych bardzo wąskich i cienkich pasków napylonego przewodnika, przezroczystych dla promieniowania świetlnego; paski są tak ułożone na obu płytkach, że łącznie tworzą matrycę (siatkę) wzajemnie prostopadłych elektrod; elektrody oddziela od warstwy ciekłokrystalicznej cienka warstwa izolatora zapobiegająca przepływowi prądu jonowego. W nieobecności pola elektrycznego cząsteczki w warstwie ciekłego kryształu są tak ustawione, że jest ona przezroczysta dla promieniowania świetlnego dochodzącego z zewnętrznego źródła światła; przyłożenie do elektrod napięcia elektrycznego (o wartości zależnej od doprowadzonego sygnału wizyjnego) wytwarza w miejscach ich wzajemnego przecięcia pole elektryczne, pod wpływem którego cząsteczki ciekłego kryształu zmieniają swoją orientację; powoduje to zmianę właściwości optycznych warstwy ciekłego kryształu w miejscach krzyżowania się elektrod (punktach obrazowych, tzw. pikselach), polegającą na zmniejszeniu przezroczystości warstwy, proporcjonalnym do natężenia pola elektrycznego; z punktów obrazowych powstaje na ekranie obraz.

Obecnie do budowy LCD są powszechnie wykorzystywane ciekłe kryształy o strukturze skręconego nematyka, mające zdolność skręcania płaszczyzny polaryzacji światła o 90° i umożliwiające osiągnięcie kontrastowości wyświetlanego obrazu równej co najmniej 10:1 (punkt obrazu o największej luminancji jest 10 razy jaśniejszy od punktu o najmniejszej luminancji). Obrazy o jeszcze lepszej jakości uzyskuje się w przypadku ekranów zawierających tzw. matrycę aktywną z tranzystorami polowymi cienkowarstwowymi (TFT), umieszczonymi w punktach skrzyżowania elektrod; matryca ta umożliwia zwiększenie kontrastowości (do 100:1) i rozdzielczości punktowej (do 640 480) ekranu. Uzupełnienie ekranu o dodatkową warstwę tworzącą mozaikę trójkolorowych filtrów optycznych i 3-krotne powiększenie liczby punktów obrazowych umożliwia wyświetlanie obrazu kolorowego.

Do zalet LCD zalicza się: brak emisji szkodliwego promieniowania elektromagnetycznego, stabilny (wolny od migotania) i pozbawiony zniekształceń (płaski, o idealnej geometrii) obraz, szeroki kąt dobrego widzenia obrazu (zwykle 95–110°, a w przypadku szczególnych rozwiązań konstrukcyjnych nawet 160–170°, zarówno w pionie, jak i w poziomie), małe zużycie energii, niewrażliwość na działanie pola magnetycznego, stosunkowo małą masę i płaską konstrukcję, ułatwiające montowanie ekranów zarówno na podstawce stojącej, jak i do powieszenia na ścianie.

LCD są powszechnie stosowane w przenośnych komputerach (laptopach, palmtopach) oraz coraz częściej w monitorach komputerowych, odbiornikach telewizyjnych, aparaturze pokładowej samolotów, konsolach gier multimedialnych, a także w wielu innych urządzeniach służących do obrazowania informacji.

Mirosław Rusek

Bibliografia

J. Żmija, J. Zieliński, J. Parka Displeje ciekłokrystaliczne, Warszawa 1993.