Il cristallo liquido si riferisce allo stato intermedio di una sostanza fra solido (di cristallo) e liquido. Quando i cristalli con un alto livello di ordine nella sequenza molecolare sono fusi, girano generalmente il liquido, che ha fluidità solo nessun tale ordine affatto. Tuttavia, le molecole organiche a forma di Antivari sottili, quando sono fuse, tengono il loro ordine in una direzione molecolare sebbene la perdano nelle posizioni molecolari. Nello stato in cui le molecole sono in una direzione uniforme, inoltre hanno gli indici di rifrazione, le costanti dielettriche ed altre caratteristiche fisiche simili a quelli dei cristalli, secondo la loro direzione, anche se sono liquide. Ecco perché sono chiamate cristallo liquido. Il diagramma sotto mostra la struttura di 5CB (4-pentyl-4'-Cyanobiphenyl) come esempio delle molecole di cristallo liquide.

Un esempio di una molecola di cristallo liquida

 

Un display a cristalli liquidi (LCD) ha materiale di cristallo liquido interposto fra due strati di vetro. Senza alcuna tensione applicata fra gli elettrodi trasparenti, le molecole di cristallo liquide sono state allineate in parallelo con la superficie di vetro. Quando la tensione si applica, cambiano la loro direzione e si girano verticale verso la superficie di vetro. Variano nelle caratteristiche ottiche, secondo il loro orientamento. Di conseguenza, la quantità di trasmissione della luce può essere controllata combinando il moto delle molecole di cristallo liquide e la direzione di una polarizzazione di due piatti di polarizzazione allegati agli entrambi i lati esterni degli strati di vetro. Le affissioni a cristalli liquidi utilizzano queste caratteristiche alle immagini di esposizione.

Principio di funzionamento di LCD

Un LCD consiste di molti pixel. Un pixel consiste di tre sotto-pixel (rossi/verdi/blu, RGB). Nel caso di risoluzione interamente-HD, che è ampiamente usata per gli smartphones, ci sono più di sei milione (1.080 x 1.920 x 3 = 6.220.800) sotto-pixel. Per attivare questi milioni di sotto-pixel TFT è richiesto in ogni sotto-pixel. TFT è un'abbreviazione per «il transistor di film sottile». TFT è un genere di dispositivo a semiconduttore. Serve da valvola di regolazione fornire una tensione appropriata sui cristalli liquidi per i diversi sotto-pixel. TFT LCD ha uno strato di cristallo liquido fra un substrato di vetro formato con TFTs ed elettrodi trasparenti del pixel e un altro substrato di vetro con un filtro colorato (RGB) ed i controelettrodi trasparenti. Inoltre, i polarizzatori sono disposti dal lato esterno di ogni substrato di vetro e di una fonte della lampadina dal lato posteriore. Un cambiamento nella tensione applicata ai cambiamenti dei cristalli liquidi la trasmissione del pannello compreso i due piatti di polarizzazione e cambia così la quantità di luce che passa dalla lampadina alla superficie anteriore dell'esposizione. Questo principio permette che TFT LCD produca le immagini a colori.

Struttura di TFT LCD