Display de Cristal Líquido

Recebi pedidos para explicar como funciona o display de cristal líquido (LCD). Que é o assunto deste post.

Polarização da luz

Antes da entender LCD é preciso entender polarização da luz. A luz é uma onda eletromagnética, portanto tem campos elétrico e magnético perpendiculares ao sentido de propagação. A luz não polarizada tem seu campo elétrico espalhado por planos aleatórios.

Existem filtros polarizadores que permitem que apenas um dos campos elétricos da luz passe. Filtro polarizador vertical permite apenas campo vertical e filtro polarizador horizontal apenas deixa passar campo horizontal.

Polarizadores possuem moléculas de longa cadeia e o alinhamento das moléculas que determina o sentido de polarização da luz. Se o alinhamento das moléculas é horizontal, o eixo de polarização é vertical e vice-versa.

Cristal Líquido

O cristal líquido é uma substância em um estado físico entre o sólido e o líquido, e suas moléculas se posicionam aproximadamente em uma mesma direção.

O cristal líquido pode ser dividido em outros estados físicos.

Fase nemática é um estado semelhante ao líquido, mas as moléculas apontam para uma mesma direção, na fase esmética as moléculas se arranjam em camadas que ficam uma em cima da outra, na fase colestérica ou nemática torcida a orientação das moléculas em cada camada lembra uma espiral, como mostra a figura abaixo.

Outra fase é a colunar que forma colunas de discos, mas é apenas para cristais líquidos discóticos ou com molécula no formato de disco. Cristal líquido para display são calamíticos, ou seja, têm moléculas alongadas.

O display

A propriedade mais importante do cristal líquido é a mudança de orientação com a passagem de corrente elétrica. Um cristal em fase colestérica submetido a corrente elétrica muda para fase nemática em vários degraus dependendo da tensão aplicada.

Quando um campo elétrico não é aplicado há passagem de luz, com campo elétrico não há passagem de luz. Em um LCD, cada pixel é controlado separadamente eletronicamente. No próximo post sobre eletrônica, eu irei mostrar como um LCD é fabricado.