Sıvı kristal, bir maddenin katı (kristal) ve sıvı arasındaki ara durumunu ifade eder.Moleküler dizilimi yüksek olan kristaller eritildiğinde genellikle akışkanlığı olan ancak böyle bir düzeni olmayan sıvıya dönüşürler.Ancak ince çubuk şeklindeki organik moleküller, eridiklerinde moleküler konumlarında kaybetmelerine rağmen moleküler bir doğrultuda düzenlerini korurlar.Moleküllerin düzgün bir yönde olduğu durumda, sıvı olmalarına rağmen, yönlerine bağlı olarak kırılma indisleri, dielektrik sabitleri ve kristallerinkine benzer diğer fiziksel özellikleri de vardır.Bu nedenle sıvı kristal olarak adlandırılırlar.Aşağıdaki diyagram, sıvı kristal moleküllerin bir örneği olarak 5CB (4-pentil-4'-Siyanobifenil) yapısını göstermektedir.

Bir sıvı kristal molekül örneği

 

Bir sıvı kristal ekran (LCD), iki cam levha arasına sıkıştırılmış sıvı kristal malzemeye sahiptir.Şeffaf elektrotlar arasında herhangi bir voltaj uygulanmadan, sıvı kristal moleküller cam yüzeye paralel olarak hizalanır.Voltaj uygulandığında yön değiştirirler ve cam yüzeye dik olarak dönerler.Yönlerine bağlı olarak optik özelliklerde farklılık gösterirler.Bu nedenle, ışık iletiminin miktarı, sıvı kristal moleküllerin hareketi ile cam levhaların her iki dış tarafına tutturulmuş iki polarizasyon levhasının polarizasyon yönünün birleştirilmesiyle kontrol edilebilir.LCD'ler, görüntüleri görüntülemek için bu özellikleri kullanır.

LCD'nin çalışma prensibi

Bir LCD birçok pikselden oluşur.Bir piksel üç alt pikselden oluşur (Kırmızı/Yeşil/Mavi, RGB).Akıllı telefonlar için yaygın olarak kullanılan Full HD çözünürlük söz konusu olduğunda, altı milyondan fazla (1.080 x 1.920 x 3 = 6.220.800) alt piksel vardır.Bu milyonlarca alt pikseli etkinleştirmek için her alt pikselde bir TFT gereklidir.TFT, "İnce Film Transistör"ün kısaltmasıdır.TFT, bir tür yarı iletken cihazdır.Bireysel alt pikseller için sıvı kristaller üzerine uygun bir voltaj sağlamak üzere bir kontrol valfi görevi görür.Bir TFT LCD, TFT'ler ve şeffaf piksel elektrotları ile oluşturulmuş bir cam substrat ile bir renk filtresi (RGB) ve şeffaf karşı elektrotları olan başka bir cam substrat arasında bir sıvı kristal katmana sahiptir.Ek olarak, her bir cam alt tabakanın dış tarafına polarizörler ve arka tarafa bir arka ışık kaynağı yerleştirilir.Sıvı kristallere uygulanan voltajdaki bir değişiklik, iki polarizasyon plakası dahil olmak üzere panelin geçirgenliğini değiştirir ve böylece arka ışıktan ekranın ön yüzeyine geçen ışık miktarını değiştirir.Bu ilke, TFT LCD'nin tam renkli görüntüler üretmesini sağlar.

TFT LCD'nin Yapısı