Definição: LCD é um acrónimo usado para Ecrã de Cristal Líquido. É basicamente um ecrã L profundo no qual os cristais líquidos são utilizados para produzir uma imagem no ecrã.
Não parecendo um LED, um LCD não tem a propriedade de produzir luz. No entanto, permite que algumas regiões apareçam brilhantes ou escuras, controlando a energia luminosa emitida por uma fonte externa.
p> Agora, antes de discutir como funciona um LCD, é necessário ter uma ideia sobre os cristais líquidos.
O que são cristais líquidos?
Cristais líquidos são considerados como o 4º estado da matéria. Isto é assim porque não são sólidos nem líquidos. Mas possuem as propriedades do cristal e possuem a capacidade de fluir ou mover-se como líquido.
Na sua estrutura cristalina, a orientação molecular assemelha-se à do sólido. No entanto, estas moléculas também mostram movimento em várias posições. Assim, possuem as propriedades do sólido bem como do líquido. Portanto, conhecido como cristal líquido.
Este cristal líquido exibe as imagens ou caracteres, uma vez que a luz emitida pela fonte pode ser passada ou obstruída pelo movimento molecular do cristal.
Na exibição de cristal líquido, o cristal do tipo nemático torcido é basicamente utilizado. Isto é assim porque as moléculas deste cristal nemático são algo naturalmente torcidas a um ângulo de cerca de 90°. Além disso, de acordo com o potencial aplicado, as moléculas mostram sem torção em graus variáveis.
Construção do LCD
A figura abaixo representa a disposição estrutural de um LCD:
estrutura construtiva de lcd
O cristal líquido com uma espessura de cerca de 10 a 20 micrómetros é colocado entre duas folhas de vidro. Na superfície interna das duas folhas de vidro, os condutores são inseridos. Estes condutores formam eléctrodos. Os dois eléctrodos mostram polaridade positiva e negativa a ser aplicada.
O potencial externo é fornecido à unidade de visualização com a ajuda destes dois eléctrodos. Estes são basicamente formados por materiais como óxido de índio (IN2O3) e óxido estânico (SnO3).
Aqui, é utilizada uma fonte de luz fluorescente. A luz emitida por esta fonte é então alimentada para o polarizador aqui considerado um polarizador vertical como o polarizador de entrada. Além disso, um polarizador de polaridade oposta como o de entrada é colocado noutro extremo da unidade de visualização.
Então, aqui se assumimos um polarizador vertical como o polarizador de entrada, então no outro extremo deve ser um polarizador horizontal.
Na extremidade oposta do eléctrodo, é colocada uma cobertura de vidro na qual é exibida a imagem desejada.
Deixe-nos agora compreender como funciona um LCD.
Trabalho de LCD
Como já temos a ideia de que o LCD não é um dispositivo electroluminescente. Isto significa que não tem propriedade produtora de luz, em vez de permitir que a luz apareça brilhante ou escura, fazendo uso de um cristal líquido. Agora, passemos a compreender o funcionamento do LCD.
A figura representada abaixo ajudá-lo-á a compreender melhor o funcionamento de um LCD:
Quando a luz de uma fonte de luz de fundo é emitida e deixada cair sobre o polarizador vertical. Então a luz não polarizada pela fonte é polarizada verticalmente. Quando inicialmente não é fornecido nenhum potencial externo entre os dois eléctrodos, as moléculas do cristal líquido permanecem torcidas.
Isto faz com que a luz polarizada verticalmente se polarize horizontalmente devido à orientação das moléculas.
Como discutimos que a orientação dos dois polarizadores é de 90° de acordo um com o outro. Assim, o polarizador na outra extremidade é um polarizador horizontal.
Hence, quando a luz polarizada horizontalmente da saída do cristal nemático é alimentada para o polarizador horizontal, então ele passa a luz causando assim a iluminação do pixel. Assim, gera uma imagem visível no ecrã.
Suponha quando é aplicada uma grande voltagem entre os dois eléctrodos. Então, esta tensão aplicada faz com que o mecanismo torcido das moléculas seja danificado causando o seu funcionamento em linha recta.
Due a isto, a luz polarizada verticalmente enquanto passa o cristal nemático não altera a sua polarização. Isto bloqueia a luz polarizada verticalmente para passar o polarizador horizontal gerando assim um pixel escuro no ecrã.
Desta forma, são geradas imagens brilhantes e escuras.
Agora a pergunta que nos faz pensar que como é que um LCD mostra imagens ou caracteres de diferentes tamanhos?
A resposta a esta pergunta é que aplicando uma tensão controlada entre os dois eléctrodos torna-se possível gerar vários níveis de cor no ecrã.
Como sabemos que um pixel não é mais do que um elemento de cor que é formado pela combinação de 3 cores: vermelho, verde e azul. Assim, ao aplicar uma certa voltagem ao eléctrodo, a luz polarizada verticalmente pode ser passada através do polarizador de saída em várias quantidades.
Hence, pode produzir vários níveis de cor no ecrã do ecrã do cristal líquido.
Representação tabular das características do LCD
Vantagens do LCD
- O calor gerado durante o funcionamento é menor em comparação com o ecrã CRT e LED.
- O consumo de energia por um LCD é muito menor em comparação com outros dispositivos de visualização.
- LCDs podem ser adequadamente utilizados com circuitos integrados MOS.
- O custo global do dispositivo é baixo.
Desvantagens do LCD
- Necessita de uma fonte externa de luz para exibir a imagem.
- A gama de temperaturas de funcionamento é limitada que se situa entre 0 e 60°C.
- LCD são unidades de exibição menos fiáveis.
- A visibilidade da imagem depende da intensidade da luz.
Aplicações do LCD
LCD encontra as suas principais aplicações na exibição das imagens nos ecrãs de vários aparelhos electrónicos como televisão, calculadora, monitor de computador, etc. Estes também são utilizados em relógios digitais e ecrãs móveis.
Estes também são utilizados na visualização de ondas RF na transmissão através de guias de ondas e em aplicações médicas como em termómetros de cristais líquidos etc.