Tehologia LCD

Un afisaj cu cristal lichid(abreviatLCD:liquid crystal display)este un dispozitiv de afisaj subtire si plat,compus dintr-o combinatie de culori sau pixeli monocromi aranjati in fata unei surse de lumina sau reflector.Este pretuit de ingineri deoarece consuma cantitati mici de energie,si este deci potrivit pentru dispozitive electrice pe baza de baterii.

Cum functioneaza

Fiecare pixel dintr-un LCD este alcatuit dintr-un strat de molecule perpendiculare aranjate intre doi electrozi transparenti si doua filtre de polarizare,gradul de polaritate a celor perpendiculare una fata de alta.Fara un cristal lichid intre filtrele de polarizare,lumina care trece printr-un filtru ar fi blocata de electrozi.

Inainte de a aplica un camp electric,orientarea moleculelor cristalului lichid este determinata de aranjamentul pe suprafete.Intr-un dispozitiv twisted nematic(cel mai comun dispozitiv cu cristale lichide),directia aranjamentului pe suprafete la cei doi electrozi este perpendiculara,si astfel moleculele se aranjeaza singure in structura elicoidala sau rasucita.deoarece natura cristalului lichid este birefringent,lumina care trece printre unul dintre filtrele de polarizare este rotita de elicoidul cristalului lichid in timp ce trece prin stratul de cristal lichid,permitandu-i sa treaca prin al doilea filtru de polarizare.Jumatate din lumina este absorbata de primul filtru de polarizare,dar altmiteri intregul ansamblu este transparent.

Cand la electrozi se aplica o tensiune;un cuplu de tensiune actioneaza pentru a alinia moleculele cristalului lichid,paralel cu campul electric,deformand structura elicoidala(fortele elastice opun rezistenta deoarece moleculele sunt constranse pe suprafata).

Acest lucru reduce rotatia de polarizare a luminii incidente,iar dispozitivul apare gri.Daca tensiunea aplicata este suficient de mare moleculele cristalului sunt complet indreptate iar polarizarea luminii incidente nu este deloc rasucita in timp ce trece prin stratul de cristal lichid.Aceasta lumina va fi dupa aceea polarizata perpendicular cu al doilea filtru,si astfel fiind complet blocata si pixelii vor aparea negri.Controland tensiunea aplicata peste stratul de cristal lichid in fiecare pixel,luminii ii poate fi permis sa treaca in cantitati variabile,iluminand in mod corespunzator pixelul.

Cu un dispozitiv Twisted nematic este normal sa operezi aparatul intre incrucisarea polarizarii,in asa fel incat apare luminat fara nici o tensiune aplicata.Cu aceasta setare starea,cu voltaj,de nuanta inchisa este uniforma.Dispozitivul poate fi operat intre polarizari paralele,in acest caz starile de inchis si deschis sunt inversate(in aceasta configurare,starea de inchis poate aparea cu pete).

Atat materia de cristal lichid cat si materia din stratul de aranjament contin compusi ionici.Daca un camp electric de o polaritate particulara este aplicata pentru o perioada lunga de timp,acest material ionic este atras la suprafata si degradeaza performanta ecranului.Acest lucru este evitat prin aplicarea fie a unui curent alternativ sau prin reversarea polaritatii campului electric in timp ce aparatul este pornit(raspunsul stratului de cristal lichid este identic,indiferent de polaritatea campului aplicat).

Cand un numar mare de pixeli este necesar intr-un afisaj nu este fiabil sa dirijezi direct pe fiecare din moment ce fiecare pixel necesita electrozi independenti.In schimb afisajul este multipixelat.Intr-un afisaj multipixelat,electrozii de pe o parte a afisajului sunt grupati si legati impreuna(normal in coloane),si fiecare grup isi primeste propria sursa de curent.Pe de alta parte,electrozii sunt grupati(normal in randuri),fiecare grup primind o ramificatie electronica.Grupurile sunt create in asa fel incat fiecare pixel sa aibe o combinatie de sursa si ramificatii unica si neimpartasite.

Aparatura electrica sau programul care manevreaza aparatul da drumul apoi la ramificatii in secvente,si conduce sursele pixelului din fiecare ramificatie.

1. Placuta filtrului vertical care polarizeaza lumina care intra.

2. Substrat de sticla cu electrozi ITO.Formele acestor electrozi vor determina formele inchise care vor aparea atunci cand LCD-ul este pornit sau oprit.

3. Cristalele lichide cu twisted nematic.

4. Substrat de sticla cu placuta de electrod comun(ITO) cu creasta orizontala pentru a alinia filtrul orizontal.

5. Placuta filtrului orizontal care permite/interzice patrunderea luminii.

6. Suprafata reflactanta pentru a trimite inapoi lumina privitorului.