امروزه کلمه LCD برای همه ما کلمه اشنایی می باشد. چون ما هر روزه با وسایلی همچون موبایل، تبلت، لپ تاپ، ماشین حساب، ساعتهای دیجیتال و وسایل الکترونیکی که داری صفحه نمایش هستند سروکار داریم. در این مقاله قصد داریم مطالب بیشتری در مورد LCD بدانیم. LCD مخفف سه کلمه Liquid Crystal Display می باشد. که به معنی نمایشگر کریستال مایع است.

کریستال مایع چیست ؟

ما تمام مواد را در سه حالت جامد، مایع و گاز می شناسیم. مولکولهای مواد جامد به صورت ثابت و با نظم خاصی و بدون حرکت در کنار هم قرار دارند. مولکولهای مواد مایع آزادانه در کنار هم حرکت می کنند و به همین دلیل شکل هر مایع به شکل ظرفی هست که مایع درون ان قرار دارد.

کریستال مایع، ماده ای ست که ظاهر مایع دارد، امامولکولهایش آرایش خاصی دارند. و به همین دلیل کریستال مایع خصوصیاتی شبیه به مایع و جامد دارد. این مواد در مقابل دما بسیار حساس هستند وبا اندکی گرما به مایع تبدیل می شوند. در برخی از این مواد با اعمال جریان الکتریسیته با ولتاژ متناسب مولکولها تغییر زاویه می دهند. این تغییر زاویه اثر بسیار جالبی دارد.

وقتی نور از یک کریستال مایع عنور کند پلاریزاسیون نور با مولکولهای کریستال هم جهت می شود. بنابر این با اعمال ولتاژ به کریستال می توانیم نور پلاریز را از ان عبور دهیم. کریستال مایع در سال ۱۸۸۸ برای اولین بار توسط یک گیاه شناش اتریشی بنام فریدریش راینیتزر در هنگام کار بر روی کلسترول موجود در هویج کشف شد. امروزه این مواد به صورتی صنعتی ساخته می شود که از نمونه های این مواد می توان به آمونیم اولئات و سدیم استئارت اشاره کرد و اما اولین LCD در سال ۱۹۶۸ در یک کارخانه آمریکایی ساخته شد، و شرکت سیکو در سال ۱۹۷۳ موفق به ساخت اولین ساعت دیجیتال جهان با صفحه نمایش کریستال مایع شد. امروزه این ساعت دیجیتال با LCD لیمویی رنگ بسیار زیبا جزوه ساعتهای کلکسیونی وکم یاب محسوب می شود که فقط قادر به نشان دادن تایم می باشد و تاریخ ندارد.

شیشه پولاریزه چیست و چگونه نور را پولاریزه می کند؟

بعد از آشنایی مختصر با ماهیت و خاصیت کریستال مایع لازم هست اطلاعاتی هم در مورد ماهیت امواج نوری و شیشه های پولاریزه داشته باشیم همانطور که میدانیم حرکت امواج نوری بصورت مستقیم نیست و نور بصورت موجی حرکت می کند. به همین دلیل به آن امواج نوری گفته می شود. شیشه پولاریزه که بیشتر در ساخت عینکهای آفتابی کاربرد دارد. از مواد شیمیایی خاصی ساخته شده است که همانند نرده های عمودی نزدیک به هم فقط به امواج نوری که به صورت عمودی حرکت می کنند اجازه عبور می دهد و مانع از عبور امواج نوری که در جهت افقی حرکت می کنند می شود. اگر شیشه دو عینک که دارای شیشه پولاریزه هستند را با زاویه ۹۰ درجه نسبت به هم، روی هم قرار دهیم  هیچ نوری از این دو شیشه عبور نخواهد کرد. که در تصاویر زیر عملکرد شیشه پلاریزه نشان داده شده است.

روش ساخت LCD :

بعد از آشنایی با خواص کریستال مایع و شیشه های پولاریزه با استفاده از این دو می توان یک LCD ساخت. برای ساخت LCD از دو شیشه پولازیزه و یک کریستال مایع و یک لایه الکترود شفاف بسیار باریک برای تحریک کریسال مایع استفاده می شود. وقتی ولتاژ توسط مدارهای شفاف رسانا وارد LCD میشود نور حاصل از شیشه پلاریزه اول عبور می کند و وارد کریستال مایع می شود. امواج نوری با عبور از کریستال مایع ۹۰ درجه تغییر جهت می دهد تا بتواند از شیشه پولازیزه دوم عبور کند تا به چشم ما برسد. سالها تحقیقات بر روی کریستال مایع در دانشگاه های اروپا و امریکا ادامه پیدا کرد تا ما امروز شاهد نقش کریستال مایع در ساخت صفحات نمایش تخت برای تلویزیون ،موبایل، لب تاب و غیره هستیم.