wyświetlacz

Ciekły kryształ to ciecz, ale taka, która w odróżnieniu od wody ma uporządkowaną strukturę.

Jest podobna pod pewnymi względami do struktury kryształów.

Wystarczy jednak drobna zmiana napięcia prądu elektrycznego lub temperatury, a ta struktura ulegnie zmianie.

Ta zmiana z kolei wpływa na rozchodzenie się światła w ciekłym krysztale. To zjawisko wykorzystano w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych używanych w kalkulatorach i zegarkach.

Inny rodzaj ciekłych kryształów, zmieniających kolor pod wpływem temperatury, wykorzystywany jest w termometrach mających postać cienkich jak papier, giętkich pasków.

ReinitzerKtoś, czytając ten wstęp, mógłby pomyśleć, że w takim razie historia powstania ciekłych kryształów jest króciutka, bo przecież wyświetlacze LCD to tak naprawdę zaledwie kilkanaście lat obecności w naszych domach. Nic bardziej błędnego!
Już w roku 1888 niejaki Friedrich Reinitzer, austriacki botanik i chemik, podczas eksperymentów z benzoesanem cholesterolu odkrył zjawisko ciekłych kryształów. Stało się to w zasadzie przypadkiem. Naukowca zaciekawił fakt, że ów związek (co ciekawe - pochodzący z marchwi), posiada dwie temperatury topnienia. W temperaturze145°C benzoesan cholesterolu topił się, zmieniając w ciecz, która do 179°C pozostawała mlecznobiała, by powyżej tej temperatury stać się przeźroczystą.

LehmannSam termin "ciekłe kryształy” rozgłosił kilka lat później niemiecki fizyk - Otto Lehmann. Nazwa ta oznacza fazę pomiędzy ciekłym i krystalicznym stanem skupienia materii. Posiada ona cechy zarówno cieczy (np. zdolność do płynięcia), jak i kryształów (np. uporządkowanie cząsteczek). Ten unikalny stan występuje w charakterystycznym dla danej substancji zakresie temperatur. Gry temperatura spadnie poniżej owego przedziału – substancja zestali się, natomiast, gdy temperatura wzrośnie – substancja przejdzie w stan ciekły.
W roku 1922 George Friedel opisał strukturę i właściwości ciekłych kryształów klasyfikując je na trzy rodzaje: nematyczny, smektyczny, cholesteryczny. Struktura przestrzenna owych cząsteczek jest bardzo podatna na wpływ oddziaływań zewnętrznych (temperatury, oświetlenia, a także pól elektrycznych i magnetycznych).
Pierwsze patenty i pierwsze praktyczne zastosowania technologii “The Liquid Crystal Light Valve” pojawiły się w roku 1936 za sprawą firmy "The Marconi Wireless Telegraph".

Początek technicznego zastosowania ciekłych kryształów miał jednak miejsce dopiero w roku 1960, kiedy to George H. Heilmeier odkrył, że działanie pola elektrycznego powoduje zmianę konfiguracji przestrzennej cząsteczek, co wpływa na zmianę właściwości przepuszczania światła. Po ustaniu działania pola, zostaje przywrócony pierwotny układ przestrzenny. Cztery lata później Heilmeier doprowadził do stworzenia pierwszego ciekłokrystalicznego wyświetlacza LCD opartego na dynamicznym trybie rozpraszania (dynamic scattering mode).
Od tej pory rozpoczął się triumfalny marsz nowej technologii.
komputer z wyświetlaczemNajpowszechniejsze jest zastosowanie ciekłych kryształów we wszelkiego rodzaju wyświetlaczach. Dzięki zmieszaniu ich z barwnikami, które zależnie od orientacji cząsteczek absorbują światło o różnych długościach fali, możliwe stało się uzyskanie obrazu barwnego. Dzięki temu powszechnym stało się wykorzystanie ciekłych kryształów w telewizorach, co umożliwiło ich miniaturyzację i otrzymanie płaskich ekranów.
Ekran LCD w przeciwieństwie do modeli CRT (ekrany kineskopowe), może pracować z maksymalną jakością tylko w rozdzielczości rzeczywistej, ponieważ ma stałą liczbę pikseli. Co więcej, ekrany LCD nie mają tak charakterystycznego dla ekranów kineskopowych efektu migotania, a spowodowane jest to mniejszą częstotliwością odświeżania. Kolejną przewagą ekranów LCD jest fakt, że zużywają mniej prądu, wytwarzają słabsze pole magnetyczne i są mniej szkodliwe dla wzroku.


W roku 1971, japońska firma Sharp wprowadziła kalkulator w którym zastosowano matrycę TN. W roku 1979 japońska firma Matsushita wprowadziła pierwszy kolorowy ekran ciekłokrystaliczny, a cztery lata później powstał pierwszy przenośny komputer wykorzystujący ekran ciekłokrystaliczny.
W roku 2002 sprzedaż monitorów LCD wyprzedziła sprzedaż urządzeń kineskopowych - tych ostatnich zresztą obecnie praktycznie się nie używa.

Poza tym zastosowaniem, ciekłe kryształy znajdują zastosowanie w pamięciach masowych do komputerów, jako indykatory temperatury (zmieniające kolor przy ściśle określonej temperaturze), oraz jako dodatki do farb i emulsji, zmieniających kolor pod wpływem temperatury – są one stosowane jako przyciemniacze szyb samochodowych, farby którymi pokrywa się zabawki zmieniające barwę w trakcie kąpieli, oraz do tworzenia termogramów ciał osób chorych 

Testy z BRD | Znaki drogowe | BRD 24 | Karta rowerowa | Karta rowerowa - to proste | Wiersze miłosne | 1000 pytań