LCD

 LCD

Liquid-crystal display (LCDs) sekarang umum digunakan di telepon seluler, komputer portable, dan televisi layar datar. Kristal cair yang menjadi dasar layar ini terdiri dari molekul polar dalam fase antara cairan dan kristal padatan. Molekul cenderung menyelaraskan atau mengarahkan diri ke arah yang sama sepanjang sumbunya, seperti korek api di korek api, tetapi mereka menempati posisi acak dalam senyawanya. Jenis kristal cair khusus ini, memiliki orde orientasi tetapi tanpa orde posisional, disebut sebagai nematik (Gambar dibawah). Urutan molekul dalam kristal cair nematik, yang dihasilkan dari gaya antarmolekul yang lemah, mudah terganggu. Dan karena molekul-molekul ini polar, mereka dapat diorientasikan dengan aplikasi medan listrik. Layar kristal cair menggunakan kemudahan reorientasi molekul oleh medan listrik untuk mengubah area kecil, atau piksel, tampilan dari terang ke gelap. 

Layar LCD terdiri dari banyak sel pixel yang disusun dalam baris dan kolom, dari mana gambar terbentuk. Setiap piksel terdiri dari molekul kristal cair yang terkandung di antara lempengan-lempengan kaca yang permukaan bagian dalamnya ditutupi dengan bahan elektroda transparan (Gambar dibawah). Di luar setiap piring kaca ada polarizer. Polarizer ini mirip dengan lensa Polaroid dalam kacamata hitam. Hanya gelombang cahaya yang bergetar ke arah tertentu yang diizinkan lewat — katakanlah, naik dan turun di sisi kiri. (Kami mengatakan bahwa cahaya terpolarisasi.)

Di sebelah kanan, polarizer diorientasikan sehingga hanya cahaya yang bergetar pada sudut 90 ke yang di sebelah kiri yang bisa lewat. Bayangkan cahaya terpolarisasi dalam arah naik-turun memasuki pelat kaca di sebelah kiri. Tanpa kristal cair di antara lempengan-lempengan gelas, cahaya yang terpolarisasi berpindah ke sisi kanan, di mana ia terhalang oleh polarizer di sisi itu. Anda dapat menunjukkan efek pemblokiran ini (jika Anda rela mengorbankan kacamata hitam) dengan menempatkan satu lensa Polaroid di depan yang lain, memutar satu lensa sambil memegang yang lainnya tetap.

Gambar yang Anda lihat bervariasi dari terang ke gelap saat Anda memutar. Molekul kristal cair dalam sel LCD dapat mengarahkan cahaya terpolarisasi sehingga masuk di sebelah kiri bergetar ke atas dan ke bawah, tetapi keluar di sebelah kanan bergetar di 90 mm ke yang di sebelah kiri. Hal ini dilakukan dengan memperlakukan permukaan elektroda bagian dalam sehingga molekul kristal cair seperti batang menyatu dengan permukaan pada arah yang pasti. Di sebelah kiri, molekul-molekul ini disejajarkan ke atas dan ke bawah; di sebelah kanan, mereka sejajar di 90angle dengan yang di sebelah kiri.

Dari kiri ke kanan, molekul cenderung berbaris satu dengan yang lain, tetapi mereka memelintir orientasi mereka dari atas ke bawah di kiri ke kanan di atas. Sekarang, cahaya terpolarisasi yang masuk di sebelah kiri diarahkan oleh masing-masing molekul sampai bergetar sehingga dapat keluar dari polarizer di sebelah kanan. Lampu tidak lagi terhalang. Misalkan kita menerapkan muatan listrik ke elektroda. Molekul molekul seperti kutub dari kristal cair sekarang menyelaraskan diri secara tegak lurus dengan lempeng-lempeng kaca (Gambar 11.37, bawah). Molekul tidak bisa lagi mengarahkan kembali cahaya terpolarisasi; lampu diblokir dan pikselnya gelap. Dengan menghidupkan atau mematikan elektroda, piksel mungkin menjadi gelap atau cerah. Suatu gambar dibentuk dengan menyalakan berbagai piksel layar dan yang lainnya mati dengan menggunakan perangkat lunak. Tampilan warna masing-masing piksel dibagi menjadi tiga subpiksel. Setiap subpiksel memiliki filter warna di depannya, filter yang berwarna merah, hijau, atau biru. Gambar warna diperoleh dengan menghidupkan atau mematikan subpiksel yang sesuai.

 

Layar kristal cair

Atas: Kristal cair terjepit di antara lempengan-lempengan kaca. Molekul-molekul mirip batang disejajarkan ke atas dan ke bawah di lempeng kiri tetapi secara berangsur-angsur memelintir sampai, di lempeng kanan, molekul-molekul itu berorientasi pada lingkaran ke arah yang asli. Polarizer di sebelah kiri memungkinkan cahaya untuk lewat yang bergetar ke atas dan ke bawah. Molekul kristal cair mengubah bidang polarisasi cahaya sehingga dapat keluar di sebelah kanan. Pixel aktif (cerah). 

Bawah: Ketika muatan listrik ditempatkan pada elektroda, molekul-molekulnya berorientasikan tegak lurus ke pelat dan tidak lagi dapat memutar cahaya terpolarisasi sehingga bisa keluar. Pixel sekarang mati (gelap). 

(Dari Joseph A. Castellano, “Modifying Light,” American Scientist, September – Oktober 2006: 442.)

Sumber :Theodore L. Brown, Chemistry: The Central Science