Como Funcionam as TVs de LCD
Você provavelmente usa itens contendo LCD (tela de cristal lÃquido) todos os dias. Eles estão todos a nossa volta — em laptops, em relógios digitais e relógios de pulso, fornos de microondas, Aparelhos de CD e muitos outros aparelhos eletrônicos. LCDs são comuns porque eles oferecem algumas vantagens reais sob outras tecnologias de exposição. Eles são mais finos e mais leves e puxam muito menos energia que Tubos de raios catodos (CRTs), por exemplo.
Mas o que são estas coisas chamadas de cristal lÃquido? O nome “cristal lÃquido” parece uma contradição. Nós pensamos em cristal como material sólido como o quartzo, geralmente tão duro como uma pedra, e lÃquido é obviamente diferente. Como algum material pode combinar os dois?
Neste artigo, você saberá como os cristais lÃquidos fazem este maravilhoso truque, e daremos uma olhada na tecnologia por trás disto que faz com que LCDs funcionem. Você também aprenderá como as estranhas caracterÃsticas de cristais lÃquidos estão sendo usadas para criar um tipo de obturador e como grades destes pequenos obturadores abrem e fecham para fazer seqüências que representam números, palavras e imagens!
Cristais LÃquidos
Nós aprendemos na escola que existem 3 estados comuns: sólido, liquido ou gasoso. Sólidos agem da maneira que agem porque suas moléculas sempre mantêm suas orientações e ficam na mesma posição respeitando umas as outras. As moléculas em lÃquidos são justamente o oposto: elas podem mudar suas orientações e se moverem para qualquer lugar no lÃquido. Mas há algumas substancias que podem existir em um estado esquisito, que são quase como liquido e quase como um sólido. Quando estão neste estado, suas moléculas tendem a manter suas orientações, como as moléculas sólidas, mas também se movem para posições diferentes, como as moléculas lÃquidas. Isto significa que cristal lÃquido não é nem sólido e nem lÃquido.
Então, cristais lÃquidos agem como sólidos ou lÃquidos ou como alguma outra coisa? Acontece que cristais lÃquidos estão mais perto do estado lÃquido do que do estado sólido. Leva-se uma grande quantidade de aquecimento para transformar uma substância de um sólido para um cristal lÃquido, e um pouco mais de aquecimento para transformar aquele mesmo cristal lÃquido em lÃquido real. Isto explica porque cristal lÃquido é tão sensÃvel a temperaturas e porque estão sendo usados para fazer termômetros e anéis de humor. Também explica por que uma tela de um laptop pode agir estranha no frio ou durante um dia quente na praia.
Cristais LÃquidos em Fase Nemática
Justamente como há tantas variedades de sólidos e lÃquidos, também há uma variedade de substâncias em cristal lÃquido. Dependendo da temperatura e natureza particular da substância, cristais lÃquidos podem estar em uma de várias fases distintas. Neste artigo, discutiremos cristal lÃquido em Fase Nemática, os cristais lÃquidos que fazem com que LCDs sejam possÃveis.
Uma caracterÃstica dos cristais lÃquidos é que eles são afetados por correntes elétricas. Um tipo particular de cristal lÃquido nemático, chamado de nemáticos torcidos (TN), é naturalmente torcido. Aplicando uma corrente elétrica a estes cristais lÃquidos destorcê-los-á variando a vários ângulos, dependendo da voltagem da corrente. LCDs usam estes cristais lÃquidos porque eles reagem a correntes elétricas de uma forma tão previsÃvel que controlam a passagem de luz.
Tipos de Cristal LÃquido
A maioria das moléculas de cristal lÃquido é em formato de haste e largamente caracterizada tanto de termotrópica quanto de liotrópica.
Cristais lÃquidos termotrópicos reagirão a mudanças de temperaturas ou, em alguns casos, pressão. A reação de cristais lÃquidos liotrópicos, que são usados na fabricação de sabão e detergente, depende do tipo de solvente que será misturado. Cristais lÃquidos termotrópicos são isotrópicos ou nemáticos. A diferença é que as moléculas nas substâncias de cristais lÃquidos isotrópicos são arranjadas desordenadamente, enquanto que nemáticas possuem uma ordem definida ou seqüência.
A orientação das moléculas na fase nemática é baseada no diretor. O diretor pode ser qualquer coisa no campo magnético a uma superfÃcie que possui sulcos microscópicos. Na fase nemática, cristais lÃquidos podem ser classificados pela maneira com que as moléculas se orientam em respeito a umas as outras.
Emético, o arranjo mais comum cria camadas de moléculas. Há muitas variações da fase emética, como a emética C, na qual as moléculas em cada camada inclinam a um ângulo da camada anterior. Outra fase comum é a fase colestérica, também conhecida como nemática espiral . Nesta fase, as moléculas se torcem de uma camada para a outra, resultando em uma espiral.
Cristais lÃquidos ferroelétricos (FLCs) usam substâncias de cristais lÃquidos que possuem moléculas espirais em arranjo do tipo emético C porque a natureza espiral destas moléculas permitem uma resposta de troca em micro-segundos que faz com que FLCs sirvam particularmente para telas avançadas. Cristais lÃquidos ferroelétricos de superfÃcie estabilizadora (SSFLCs) aplicam pressão controlada através do uso de um prato de vidro, suprimindo a espiral das moléculas para fazer da troca muito mais rápida.
