به احتمال قوی در طول زندگی از وسایلی استفاده کرده اید که در آنها LCD (نمایشگر کریستال مایع ) به کار رفته باشد. این وسایل در تمام اطراف ما هستند؛ کامپیوتر های لب تاپ ، ساعت های دیجیتال، وسایل الکترونیکی منزل نظیر ماکروویو ، سی دی پلیر ، تلویزیون و مانیتور و...
LCD ها رایج شده اند چون دارای برتری های اساسی نسبت به بقیه ی فناوری های تولید تصویر دارند. برای مثال LCD ها از نمایشگر های CRT ، نازک تر ، سبکتر هستند ومصرف پایین تری دارند. اما این کریستال مایع چیست ؟ این عبارت مانند یک تناقض است. هنگامی که اسم کریستال را می شنویم به یاد مواد جامد ی مانند کوراتز ( سیلیکون دی اکسید ) می افتیم که مانند یک سنگ سخت هستند؛ و یک ماده ی مایع که خصوصیات مربوط به خود را دارد و متفاوت با جامدات است. چطور ممکن است یک ماده همزمان دربردارنده ی این دو باشد. همه در مدرسه یاد گرفته ایم که مواد به طور کلی در سه حالت هستند : جامد ، مایع و گاز. مولکول های مواد جامد همیشه آرایش و مختصات مکانی خود را نسبت به هم حفظ می کنند ، به همین خاطر است که جامدات به راحتی تغییر شکل پیدا نمی کنند. مولکول ها در مایعات بر خلاف جامدات هستند؛ آنها می توانند آزادانه در مایع حرکت کند و روی هم بلغزند. اما موادی وجودی دارند که می توانند در حالتی باشند که خواص جامدات ومایعات را در کنار هم دارد. هنگامی که آنها در این حالت هستند ، مولکول های آن ها می توانند آرایش خود را مانند مواد جامد حفظ کنند ، اما مانند مولکول های مایعات به مکان دیگر جابه جا شوند. به این خاطر است که کریستال مایع نه به طور کامل جامد است و نه مایع و حالت تناقض گونه ای را در نامش پدید می آورد. خوب حالا کریستال های مایع رفتاری مانند جامد ، مایع و یا چیز دیگری دارد؟...
مقدار مشخصی گرما لازم است تا یک ماده ی مناسب (خاص) ، از حالت جامد به کریستال مایع تبدیل شود و با دادن کمی گرما ی بیشتر به حالت مایع واقعی در می آید. پس کریستال مایع بیشتر به حالت مایع نزدیک است تا جامد. این نشان می دهد که چرا کریستال مایع بسیار به گرما حساس است و چرا در ساخت دماسنج از آن استفاده می کنند. همچنین توضیح می دهد که چرا نمایشگر های کامپیوتر های لب تاب در هوای سرد یا در هوای خیلی گرم رفتار جالبی دارند...
کریستال های مایع فاز نماتیک : همانگونه که انواع متنوع جامدات ومایعات وجود دارد، مواد کریستال مایع مختلفی نیز وجود دارد. براساس درجه ی حرارت و طبیعت خاص یک ماده ، کریستال های مایع می توانند در چندین فاز مختلف قرار گیرند که در اینجا به کریستال های مایع فاز نماتیک ( nematic ) که برای ساخت LCD به کار می روند ، می پردازیم. یکی از ویژگی های کریستال های مایع ، تاثیر گرفتن آنها از جریان الکتریسته است. دسته ی خاص از کریستال های مایع نماتیک که به نماتیک های پیچیده یا twisted nematics (TN) معروف است، به طور طبیعی به حالت پیچیده شده است. تحمیل کردن یک جریان الکتریکی به این کریستال های مایع باعث باز شدن آنها به درجات مختلف می شود که به ولتاژ جریان بستگی دارد. LCD ها از این دسته کریستال های مایع استفاده می کنند چون آنها به طور قابل پیشبینی در برابر جریان واکنش نشان می دهند. (راهی برای کنترل عبور نور). اکثر مولکول های کریستال های مایع، میله ای شکل هستند و به طور وسیع به حالت ترموتراپیک ( گرما گرای ) و لایوتراپیک دسته بندی شده اند. کریستال های مایع ترموتراپیک به تغییر گرما ودر بعضی موارد به تغییر فشار ، واکنش نشان می دهند. واکنش کریستال های مایع لایوتراپیک که در ساخت صابون ها و مواد شوینده استفاده می شوند ، بستگی به نوع حلال ترکیب شده با آنها دارد. کریستال های مایع ترموتراپیک، یا ایزوتراپیک ( ایزوتوپی ) هستند یا نماتیک. تفاوت کلیدی این است که مولکول ها در مواد کریستال های مایع ایزوتراپیک در چیدمان آنها تصادفی ( Random) است ؛ در حالی که نماتیک ها دارای الگوی معینی هستند. جهت دهی و گرایش مولکول ها در فاز نماتیک براساس هدایت کننده ( director) است. هدایت کننده می تواند شامل هر چیزی ازمیدان مغناطیسی گرفته تا سطحی که شیار های میکروسکوپی دارد ، باشد. در فاز نماتیک ، کریستال های مایع می تواند براساس گرایش مولکول هایشان به دسته های بیشتری تقسیم شوند.
ساخت یک LCD :
برای ساخت یک LCD تنها کار لازم ساخت یک صفحه از کریستال مایع نیست. ترکیب چند واقعیت ( یا چند اصل ) ساخت LCD را ممکن می سازد.
1 - نور می تواند قطبیده شود.
2 - کریستال مایع می تواند نور قطبیده شده را ارسال کند ( فرافرستد ) و آن را تغییر دهد.
3- سطح کریستال مایع می تواند به وسیله ی جریان الکتریکی تغییر کند.
4- مواد شفافی وجود دارد که می تواند الکتریسته را هدایت و مدیریت کند.
LCD وسیله ای است که از این چهار اصل به طور جالبی استفاده می کند.

ادامه دارد ...