LCD , ראשי תיבות של Liquid Crystal Display , קרי צג גביש-נוזלי.
במוצק מולקולות מסודרות באופן קבוע, בנוזל למולקולות חופש תנועה לכיוונים שונים. יש חומרים אשר ניתן להעבירם למצב של גביש-נוזלי, מצב בו כל המולקולות פונות לאותו כיוון, אך יש להן חופש תנועה. מסתבר כי ניתן לשלוט על כיוון המולקולות באמצעות זרם חשמלי. מבין אלו יש תת-קבוצה הקרויה Twisted Nematics בה משתמשים עבור צגים – המולקולות בקבוצה זו כפופות במצב נורמלי (כמו בננה) והן מתיישרות בעת מעבר זרם-חשמלי.
לאור יש תכונה הקרויה קיטוב, הקיטוב מוגדר ככיוון התנדנדות האור כגל (התנדנדות הרכיב החשמלי שלו למעשה), משמע הקיטוב ניצב לכיוון התקדמות האור (חישבו על מיתר אשר ניתן לנדנדו בכיוונים שונים כמו מעלה-מטה, ימין-שמאל או איזשהו אלכסון). לצורך הפשטות אפשר לדבר על קיטוב אופקי ואנכי בלבד. כאשר עובדים עם מקור אור מקוטב, ו/או חומרים המשפיעים על הקיטוב ניתן לבצע מניפולציות על האור: לשלוט במעבר אור דרך חומר אם משתמשים במסנן המאפשר רק לקיטוב אחד לעבור; לסובב את הקיטוב דרכו; להחזיר קיטוב מסוים.
מסתבר כי לגביש-נוזלי יש תכונה המשפיעה על קיטוב האור – קיטוב האור מסתובב ב-90 מעלות במצב רגיל בגביש נוזלי, אך כאשר מעבירים דרך גביש-נוזלי מסוג Twisted Nematics זרם חשמלי, המולקולות מתיישרות וכתוצאה מכך קיטוב האור לא מושפע בעוברו דרך החומר.
יישור חלקי על-ידי זרם חלש יגרום למעבר חלק מן האור בלבד. מה הרווחנו מכך?
תמונה באדיבות ויקיפדיה.
אם נשים מסנן קיטוב אחרי הגביש, הרי שרק אור בקיטוב המתאים יעבור דרך המסנן, וכיוון שביכולתנו לשלוט בקיטוב על-ידי הזרם החשמלי הפועל על הגביש הנוזלי, הרי שיש לנו יכולת "להדליק ולכבות" אור על-ידי שליטה בקיטוב. אם נבנה מערך של אלמנטים, אשר כל אחד מורכב ממקור אור מקוטב, גביש נוזלי הנשלט אלקטרונית ומקטב חיצוני, בנינו למעשה מסך מחשב! כל אלמנט מהווה פיקסל במסך שלנו אשר יכול להיות חשוך, מואר חלקית או מואר לחלוטין ועל כן ניתן ליצור תמונות. עתה, אם נשתמש במקום כל אלמנט בשלושה, כל אחד עם פילטר צבע שונה בשלושת צבעי היסוד אדום, כחול וירוק (RGB , קרי Red, Green, Blue ), הרי שעל-ידי שליטה אלקטרונית בעוצמה היחסית ביניהם, נקבל שליטה בגווני צבע רבים בכל פיקסל, קרי נקבל מערך פיקסלים צבעוני, קרי צג LCD צבעוני.
תמונה באדיבות ויקיפדיה.
דרך-אגב, כל אלמנט בדרך כלל יכול לאפשר בחירה בין 256 רמות עוצמה של אור, קרי 256 גוונים של צבע, משמע בכל פיקסל אנו יכולים לבחור בין 16.8 מיליון צבעים (256 גווני אדום * 256 גווני ירוק * 256 גווני כחול). בכדי להבין עד כמה מורכב צג בודד, חישבו כי בצג בעל כושר הפרדה של 1024*768 אם נכפיל ב-3 אלמנטים (תת-פיקסלים) נקבל 2,359,296 אלמנטים אשר יש לייצר את כולם בו זמנית בהצלחה, כמו גם לשלוט בהם בפרק זמן סביר!
תמונה באדיבות ויקיפדיה.
צגי LCD הם קלים, דקים וצורכים הרבה פחות אנרגיה מצגי CRT .
מאת: ד"ר לירן שמשי
המחלקה לפיזיקה של מערכות מורכבות
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
