Ciekły kryształ odnosi się do pośredniego statusu substancji między ciałem stałym (kryształem) a cieczą.Kiedy topią się kryształy o wysokim poziomie uporządkowania sekwencji molekularnej, zwykle stają się płynne, co ma płynność, ale nie ma takiego uporządkowania.Jednak cienkie molekuły organiczne w kształcie prętów po stopieniu zachowują swój porządek w kierunku molekularnym, chociaż tracą go w pozycjach molekularnych.W stanie, w którym cząsteczki są w jednorodnym kierunku, mają również współczynniki załamania, stałe dielektryczne i inne właściwości fizyczne podobne do kryształów, w zależności od ich kierunku, nawet jeśli są ciekłe.Dlatego nazywa się je ciekłym kryształem.Poniższy schemat przedstawia strukturę 5CB (4-pentylo-4'-cyjanobifenyl) jako przykład cząsteczek ciekłokrystalicznych.

Przykład cząsteczki ciekłokrystalicznej

 

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD) ma materiał ciekłokrystaliczny umieszczony pomiędzy dwiema taflami szkła.Bez żadnego napięcia przyłożonego między przezroczystymi elektrodami, cząsteczki ciekłokrystaliczne są ustawione równolegle do powierzchni szkła.Po przyłożeniu napięcia zmieniają kierunek i obracają się pionowo do powierzchni szkła.Różnią się właściwościami optycznymi, w zależności od ich orientacji.Dlatego wielkość przepuszczalności światła można kontrolować łącząc ruch cząsteczek ciekłokrystalicznych i kierunek polaryzacji dwóch płytek polaryzacyjnych przymocowanych do obu zewnętrznych stron tafli szkła.Wyświetlacze LCD wykorzystują te cechy do wyświetlania obrazów.

Zasada działania LCD

Wyświetlacz LCD składa się z wielu pikseli.Piksel składa się z trzech subpikseli (czerwony/zielony/niebieski, RGB).W przypadku rozdzielczości Full-HD, która jest powszechnie stosowana w smartfonach, istnieje ponad sześć milionów (1080 x 1920 x 3 = 6220 800) subpikseli.Aby aktywować te miliony subpikseli, wymagany jest TFT w każdym subpikselu.TFT to skrót od „Thin Film Transistor”.TFT to rodzaj urządzenia półprzewodnikowego.Służy jako zawór sterujący, który zapewnia odpowiednie napięcie na ciekłych kryształach dla poszczególnych subpikseli.TFT LCD ma warstwę ciekłokrystaliczną pomiędzy szklanym podłożem utworzonym z TFT i przezroczystych elektrod pikselowych a innym szklanym podłożem z kolorowym filtrem (RGB) i przezroczystymi przeciwelektrodami.Dodatkowo polaryzatory są umieszczone po zewnętrznej stronie każdego podłoża szklanego, a źródło podświetlenia z tyłu.Zmiana napięcia przyłożonego do ciekłych kryształów zmienia transmitancję panelu wraz z dwoma płytkami polaryzacyjnymi, a tym samym zmienia ilość światła, które przechodzi z podświetlenia na przednią powierzchnię wyświetlacza.Ta zasada pozwala wyświetlaczowi TFT LCD na generowanie pełnokolorowych obrazów.

Struktura wyświetlacza TFT LCD