Задание 2, страница 124 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 2

Рассмотрите схему устройства ЖК дисплея на рисунке 146. Поясните принцип его действия.

Рис. 146. Устройство жидкокристаллического дисплея

Принцип действия жидкокристаллического (ЖК) дисплея, схема которого показана на рисунке, основан на управлении поляризацией света. Каждый пиксель на экране является своего рода световым клапаном, который может либо пропускать свет от подсветки, либо блокировать его.

В основе дисплея лежит блок подсветки, который создает равномерный белый свет. Этот свет изначально не поляризован. Первым на его пути стоит задний поляризатор. Он пропускает только ту часть света, у которой плоскость электромагнитных колебаний совпадает с осью поляризатора. Весь остальной свет поглощается или отражается.

Далее поляризованный свет попадает в ключевой элемент — слой молекул жидких кристаллов. Эти молекулы находятся между двумя прозрачными электродами, на которые подается напряжение с помощью слоя управляющих транзисторов.

Работа дисплея определяется двумя основными состояниями:

1. Напряжение на электроды не подано (свет проходит). Это состояние показано в правой части схемы. Молекулы жидких кристаллов имеют естественную спиралевидную структуру. Проходя через этот слой, плоскость поляризации света поворачивается на 90°. После этого свет достигает переднего поляризатора, ось которого повернута на 90° относительно заднего. Так как плоскость поляризации света совпадает с осью переднего поляризатора, свет свободно проходит через него. Затем, проходя через слой светофильтров (красный, зеленый или синий), он создает цветную точку на экране.

2. Напряжение на электроды подано (свет блокируется). Это состояние показано в левой части схемы. Электрическое поле заставляет молекулы жидких кристаллов выстроиться вдоль силовых линий, перпендикулярно экрану, разрушая их спиральную структуру. В этом случае свет, проходя через слой кристаллов, не меняет своей поляризации. Достигнув переднего поляризатора, он оказывается поляризован перпендикулярно его оси и поэтому полностью блокируется. В результате соответствующий субпиксель на экране выглядит темным.

Управляя величиной напряжения, можно изменять степень упорядоченности кристаллов и, следовательно, плавно регулировать количество проходящего света, что позволяет создавать различные уровни яркости. Комбинация яркости трех субпикселей (красного, зеленого и синего) в одном пикселе дает возможность формировать на экране миллионы различных цветов и оттенков.

Ответ: Принцип действия ЖК-дисплея заключается в модуляции света от подсветки с помощью жидких кристаллов. Свет от подсветки проходит через первый поляризатор. Затем он проходит через слой жидких кристаллов, которые в зависимости от приложенного электрического напряжения либо поворачивают плоскость поляризации света, либо нет. Второй поляризатор, расположенный перпендикулярно первому, либо пропускает свет с повернутой поляризацией (создавая светлый пиксель), либо блокирует свет без поворота поляризации (создавая темный пиксель). Светофильтры придают свету цвет, формируя полноцветное изображение.