در این مقاله قصد دارم بیشتر به جزئیات و تاریخچه مانیتورها LCD بپردازم. واژه LCD مخفف واژگان Liquid Crystal Display می باشد که به معنی نمایشگر کریستال مایع است. این نمایشگرها را خیلی پیش از ساخت مانیتورهای LCD دیده اید، در ساعتها و ماشین های محاسب و ضبط صوتها و حتی ماکروفر استفاده و کاربردهای فراوانی داشته و دارند. LCD ها انواع بزرگتری هم دارند که تلوزیونها از مصادیق بارز آنها می باشد. همانطور که می دانید LCD بسیار سبک تر و کوچکتر از صفحاتی است که به وسیله تفنگ اشعه کاتدی ( آنچه که در لامپ تصویر تلوزیونهای معمولی وجود دارد ) کار می کنند و مهمتر این که انرژی بسیار کمتر هم مصرف می کنند. اسم این وسیله جمع دو کلمه متناقض است : « کریستال و مایع » . کریستال به چیزی شبیه الماس و یا شیشه می گوییم و مایع معمولاً سخت نیست و شکل خاصی ندارد. پس چه طور این دو خصوصیت در یک جا جمع می شوند؟
آموخته ایم که ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز دارد که به تازگی هم دو حالت دیگر به آن اضافه شده است. جامدات شکل خاصی دارند، یعنی مولکولهای آنها موقعیت خاصی نسبت به یکدیگر داشته و نمی توانند آزادانه به هر سو حرکت کنند . ولی مولکول های مایعات چنین قیدی نسبت به هم ندارند و در کل حجم آن در حرکت اند . کریستالهای مایع موادی هستند که ظاهر مایع دارند، اما مولکولهای آنها آرایش خاصی نسبت به یکدیگر دارند ، درست مانند جامدات که در شکل هم به راحتی دیده می شود. به همین دلیل کریستال مایع خصوصیاتی شبیه به مایع و جامد داشته و به همین دلیل با چنین اسم متناقضی خوانده می شوند .
این مواد به شدت به دما حساس اند و اندکی حرارت لازم است تا آنها را به مایع واقعی درآورد و یا اندکی سرما تا به معمولی تبدیل شود. به همین دلیل است که LCD ها در مقابل تغییرات دما عکس العمل نشان داده و به عنوان دماسنج طبی استفاده می شوند . جالب این است که به دلیل همین حساسیت نمی توان از کامپیوترهای کیفی یا نظایر آن در هوای بسیار سر و یا مثلاً در آفتاب داغ ساحل دریا استفاده کرد . در این وضعیت معمولاً LCD ها عکس العمل های عجیب و غریبی از خود نشان می دهند .
انواع مختلفی از مواد شناخته شده اند که در دمای معمولی چنین خصوصیاتی دارند. اما دسته ای از آنهاهستند که به جریان الکتریسیته هم حساس هستند و مولکولهای آن متناسب با جریان برق ورودی می چرخند و تغییر زاویه می دهند . این خصوصیت عجیب اثر جالبی هم دارد. وقتی نور از درون یک کریستال مایع این چنین عبور کند، پلاریزاسیون یا قطبش آن هم جهت با مولکولهای کریستال می شود .
از همین خاصیت برای LCD ها استفاده شد. با این توضیح که چون کریستالهای مایع شفاف و هادی الکتریسیته هستند ، به راحتی می توان آنها را در جریان الکتریسیته قرار داد و نور را از آن عبور داد.
برای این کار به جز کریستال مایع به 2 تکه از این شیشه پلاروید یا قطبشگر هم نیاز است. احتمالاً این شیشه ها را دیده اید. اگر دو تکه از این شیشه ها را روی هم قرار دهید. نور به راحتی از آن عبور می کند . اما وقتی یکی از آنها را 90 درجه نسبت به دیگری بچرخانید ، دیگر نور رد نمی شود . این اتفاق به این دلیل روی می دهد که هر شیشه نو را فقط در جهت خاص محور خود عبور می دهد . اگر دو شیشه هم محور باشند نور به راحتی عبور می کند اما اگر محورها با هم زاویه 90 درجه داشته باشند نور رد نخواهد شد .
برای ساخت LCD دو شیشه پلاروید را با 90 درجه اختلاف نسبت به یکدیگر قرار می دهند و یک کریستال مایع بین آنها می گذارند . وقتی کریستال به جریان برق وصل نباشد؛ نور از قطبشگر اول می گذرد و وارد کریستال مایع می شود جهتش 90 درجه تغییر کرده و به همین دلیل از قطبشگر دوم هم عبور کرده و به چشم می رسد. اما وقتی که جریان به کریستال وصل باشد ،نور دیگر چرخشی نخواهد داشت و نمی تواند از کریستال دوم عبور کند .
ساختن یک LCD همان طور که در بالا توضیح داده شد، بسیار ساده تر از آن است که به نظر می آید . فقط به یک ساندویچ شیشه و کریستال نیاز داریم. اما همین ساندویچ ساده 80 سال پس از کشف کریستالهای مایع ساخته شد.
کریستال مایع را یک گیاه شناس اتریشی در سال 1888 برای اولین بار در حین ذوب جامدی از مشتقات آلی کشف کرد . اما اولین LCD را یک کارخانه آمریکایی در سال 1968 ساخت . تکنولوژی ساخت LCD هر روز متکامل تر شده و جای بیشتری در صنایع امروز به خود اختصاص می دهد . البته هنوز هم تحقیقات برای ساخت نمونه های بهتر و کاراتر این وسیله ادامه دارد.
