Com funciona el cristall líquid

Les pantalles de cristalls líquids (LCD) s’han convertit en una part integral de la nostra vida quotidiana, des de telèfons intel·ligents i televisors fins a monitors informàtics i senyalització digital. Aquestes pantalles ofereixen imatges d’alta resolució amb colors vibrants i excel·lents angles de visualització. Però, us heu preguntat mai com funcionen les molècules LCD per crear visuals tan impressionants?

Al cor d’un LCD hi ha molècules de cristall líquid, que són úniques en la seva capacitat d’alinear -se en una direcció determinada quan se sotmeten a un camp elèctric. Aquestes molècules estan formades per estructures llargues i semblants a les varetes que tenen propietats líquides i sòlides. En el seu estat natural, les molècules de cristall líquid estan orientades aleatòriament, cosa que es tradueix en un aspecte fosc quan la llum passa per elles.

Per entendre el funcionament de les molècules LCD, anem a veure de prop l'estructura bàsica d'un panell LCD. Consta de dues plaques de vidre amb una fina capa de material de cristall líquid entre elles. La superfície interior de cada placa de vidre està recoberta amb un elèctrode transparent, que permet aplicar un camp elèctric a través de la capa de cristall líquid.

Les molècules de cristall líquid en un LCD són normalment de dos tipus: nemàtic retorçat (TN) i alineació vertical (VA). En un TN LCD, les molècules s’alineen en un angle específic, normalment 90 graus, entre les dues plaques de vidre quan no s’aplica cap camp elèctric. Aquest arranjament retorçat permet que la llum passi per la capa de cristall líquid i arribi a l'espectador. ( Vegeu el vídeo aquí )

Quan s’aplica un camp elèctric al TN LCD, les molècules de cristall líquid comencen a desenganxar -se, alineant -se paral·leles al camp elèctric. Aquesta reordenació canvia la polarització de la llum que passa per la capa de cristall líquid, bloquejant -la efectivament d’arribar a l’espectador. Controlant el camp elèctric, la quantitat de llum que passa per la LCD es pot regular amb precisió, donant lloc a diferents nivells de brillantor.

D'altra banda, els LCD de VA funcionen de manera diferent. En un LCD VA, les molècules de cristall líquid s’alineen inicialment verticalment, perpendiculars a les plaques de vidre. Quan s'aplica un camp elèctric, les molècules s'inclinen, permetent que la llum passi per la capa de cristall líquid. De forma similar als TN LCD, el grau d’inclinació es pot controlar ajustant el camp elèctric, controlant així la brillantor.

Per millorar encara més el rendiment de les LCD, s’incorporen components addicionals com filtres de colors i sistemes de retrocés. Els filtres de colors s’utilitzen per crear la gamma de colors desitjada filtrant selectivament la llum passant per la capa de cristall líquid. Els sistemes de retrocés, normalment compostos per LED, proporcionen la il·luminació necessària per al panell LCD.

En resum, les molècules LCD treballen manipulant l’alineació d’estructures de cristall líquid mitjançant l’aplicació d’un camp elèctric. Aquesta reordenació controlada permet a la LCD regular el pas de la llum, donant lloc a la visualització d’imatges i vídeos. La capacitat de controlar amb precisió l’orientació de les molècules de cristall líquid ha convertit els LCD en una de les tecnologies de visualització més populars, que ofereixen visuals d’alta qualitat en una àmplia gamma de dispositius.