Como Criar uma Tela de LCD
Há muito mais na construção de uma LCD que simplesmente criar uma folha de cristais líquidos. A combinação de 4 fatores faz LCDs possíveis:
- Luz pode ser polarizada.
- Cristal líquido pode transmitir e mudar luz polarizada.
- A estrutura do cristal líquido pode ser mudada pela corrente elétrica.
- Há substâncias transparentes que podem conduzir eletricidade.
Para criar uma LCD, você pega 2 pedaços de vidro polarizados. Um polímero especial que cria sulcos microscópicos na superfície é esfregado em um lado do vidro que não possui um filme polarizado. Os sulcos devem estar na mesma direção que o filme polarizado. Depois você adiciona uma camada de cristais líquidos nemáticos em um dos filtros. Os sulcos causarão a primeira camada de moléculas se alinharem com a orientação do filtro. Depois adicione o segundo pedaço de vidro com o filem polarizado em um ângulo reto ao primeiro pedaço. Cada camada sucessiva de moléculas TN torcerá gradualmente até que a camada de cima esteja a um ângulo de 90º com a parte de baixo, combinando com os filtros de vidro polarizados.
Assim que a luz atingir o primeiro filtro, está polarizada. As moléculas em cada camada depois guiam a luz recebida para a próxima camada. Assim que a luz passa através das camadas de cristal líquido, as moléculas também mudam o plano de luz de vibração para combinar seus próprios ângulos. Quando a luz atinge o último lado da substância de cristal líquido, vibra no mesmo ângulo que a camada final de moléculas. Na camada final é combinada com o segundo filtro de vidro polarizado, e depois a luz passará través dele.
Se aplicar uma carga elétrica em moléculas de cristal líquido, elas destorcerão! Quando elas ficam retas, elas mudam o ângulo da luz que passa através delas, portanto, não combina mais o ângulo do filtro polarizado de cima. Consequentemente, nenhuma luz pode passar através da área da LCD, o que faz daquela área mais escura que as outras áreas em volta.
Construindo a sua própria LCD
Construindo uma simples LCD é mais fácil do que você pensa. Você começa com o sanduíche de vidro e cristais líquidos descritos acima e adiciona 2 eletrodos transparentes. Por exemplo, imagine que você queira criar a LCD mais simples possível com somente um único eletrodo retangular. As camadas serão assim:
A LCD precisa para fazer este trabalho é bastante básica.
- Possui um espelho atrás, que faz com que seja refletivo.
- Depois, adicionamos um pedaço de vidro com um filme polarizado do lado de baixo com um plano de eletrodo comum feito de óxido de “indium-tin” no topo.
- Um plano comum de eletrodo cobre a área toda da LCD.
- Acima há uma camada de substância de cristal líquido.
- Depois vem outro pedaço de vidro com um eletrodo no formato de um retângulo em baixo, e em cima outro filme polarizado, a um ângulo reto (90º) ao primeiro.
O eletrodo é preso a uma fonte de energia como uma bateria. Quando não há corrente, luz entrando pela frente da LCD simplesmente atingirá o espelho e refletirá de volta. Mas quando a bateria fornecer corrente para os eletrodos, os cristais líquidos entre o plano comum de eletrodos e os eletrodos em formato de retângulos destorcerão e bloquearão a luz para passar naquela região, fazendo com que a LCD mostre o retângulo como uma área preta.
Iluminada (por trás) vs. Refletiva
Note que a nossa simples LCD exige uma fonte externa de luz. Matérias de cristal líquido não emitem luz própria. LCDs pequenas e baratas são muitas vezes refletivas, o que significa que para expor qualquer coisa precisam refletir luz de fontes de luz externas. Olhe para um relógio de LCD: Os números aparecem onde pequenos eletrodos carregam os cristais líquidos e fazem com que as camadas se destroçam para que a luz não seja transmitida através do filme polarizado.
A maioria das telas de computadores é iluminada com tubos fluorescentes embutidos acima, ao lado, e às vezes atrás da tela de LCD. Um painel de difusão branco atrás da LCD redireciona e carrega a luz uniformemente para certificar uma exposição uniforme. No seu caminho par aos filtros, camadas de cristal líquido e camadas de eletrodos perdem muito da luz – muitas vezes mais da metade!
Em nosso exemplo, tínhamos um plano de eletrodo comum e uma simples barra de eletrodo que controlavam quais cristais líquidos responderiam a uma carga elétrica. Se você pegar a camada que contém o único eletrodo e adicionar alguns mais, você pode começar a construir telas mais sofisticadas.
Sistemas de LCD
LCDs baseadas em planos comuns são telas boas e simples que precisam mostrar a mesma informação sempre. Relógios e microondas caem nesta categoria. Embora o formato de barra hexagonal previamente ilustrado é a forma mais comum de arranjo de eletrodos nestes aparelhos, quase que qualquer formato é possível. Dê uma olhada em alguns destes jogos portáteis de bolso: jogo de cartas, alienígenas, peixes e máquinas de cassino, estes são somente alguns dos formatos de eletrodos que você irá encontrar.
Há 2 tipos principais de LCDs usados em computadores, matrix passivo e matrix ativo.
