Kako deluje tekoči kristal

Tekoči kristalni zasloni (LCD) so postali sestavni del našega vsakdanjega življenja, od pametnih telefonov in televizorjev do računalniških monitorjev in digitalnih podpisov. Ti zasloni ponujajo slike z visoko ločljivostjo z živahnimi barvami in odličnimi koti gledanja. A ste se kdaj vprašali, kako molekule LCD delujejo tako, da ustvarijo tako osupljive vizualne slike?

V središču LCD so tekoče kristalne molekule, ki so edinstvene po svoji sposobnosti, da se poravnajo v določeni smeri, če so podvržene električnemu polju. Te molekule so sestavljene iz dolgih struktur, podobnih palicam, ki imajo tako tekoče kot trdne lastnosti. V svojem naravnem stanju so tekoče kristalne molekule naključno usmerjene, kar ima za posledico temen videz, ko skozi njih prehaja svetloba.

Da bi razumeli, kako delujejo molekule LCD, si oglejmo natančnejšo osnovno strukturo LCD plošče. Sestavljen je iz dveh steklenih plošč s tanko plastjo tekočega kristalnega materiala, ki je med njimi zasut. Notranja površina vsake steklene plošče je prevlečena s prozorno elektrodo, ki omogoča nanašanje električnega polja po tekoči kristalni plasti.

Tekoče kristalne molekule v LCD so običajno dveh vrst: zvit nematični (TN) in navpično poravnavo (VA). V TN LCD so molekule poravnane pod določenim kotom, običajno 90 stopinj, med obema steklenimi ploščicami, kadar ni nanese električnega polja. Ta zasukana razporeditev omogoča, da svetloba prehaja skozi tekočo kristalno plast in doseže gledalca. ( Oglejte si video tukaj )

Ko se na TN LCD nanese električno polje, se tekoče kristalne molekule začnejo utripati in se vzporedno uskladijo z električnim poljem. Ta preusmeritev spremeni polarizacijo svetlobe, ki prehaja skozi tekočo kristalno plast in jo učinkovito prepreči, da bi dosegla gledalca. Z nadzorom električnega polja je mogoče natančno regulirati količino svetlobe, ki poteka skozi LCD, kar ima za posledico različne ravni svetlosti.

Po drugi strani VA LCD deluje drugače. V VA LCD se tekoče kristalne molekule sprva navpično poravnajo, pravokotno na steklene plošče. Ko se nanese električno polje, se molekule nagibajo, kar omogoča svetlobo skozi tekočo kristalno plast. Podobno kot TN LCD -je, tudi stopnjo nagiba lahko nadziramo s prilagajanjem električnega polja in s tem nadzorujemo svetlost.

Za nadaljnje izboljšanje zmogljivosti LCD -jev so vključene dodatne komponente, kot so barvni filtri in sistemi osvetlitve ozadja. Barvni filtri se uporabljajo za ustvarjanje želenega barvnega razpona s selektivnim filtriranjem svetlobe, ki prehaja skozi tekočo kristalno plast. Sistemi osvetlitve ozadja, ki so običajno sestavljeni iz LED, zagotavljajo potrebno osvetlitev za LCD ploščo.

Če povzamemo, LCD molekule delujejo z manipulacijo poravnave tekočih kristalnih struktur z uporabo električnega polja. Ta nadzorovana preusmeritev omogoča, da LCD uravnava prehod svetlobe, kar ima za posledico prikaz slik in videoposnetkov. Sposobnost natančnega nadzora orientacije tekočih kristalnih molekul je LCDS postala ena najbolj priljubljenih tehnologij za prikaz, ki ponuja visokokakovostne vizualne slike v najrazličnejših napravah.