na 2024/08/15 410

Kapalné krystaly: Od objevu po každodenní obrazovky

Představte si svět, ve kterém jsou jasné obrázky ve vaší televizi, jasný displej na telefonu a dokonce i barevné obrazovky na digitálních billboardech pocházejí ze stejného zdroje.Tento svět je skutečný díky vědě o tekutých krystalech - speciálním materiálu, který působí jako pevná i kapalina.Kapalné krystaly byly objeveny před více než stoletím a od té doby se staly páteří moderní technologie zobrazení.To, co začalo jako zvědavé pozorování látky, která se zdála, že se dvakrát roztavila, se rozrostlo do pokročilých kapalných krystalických displejů (LCD), které používáme každý den.V tomto článku prozkoumáme objev, růst a mnoho použití tekutých krystalů, což ukazuje, jak se tento kdysi záhadný materiál stal běžnou součástí našeho každodenního života.

Katalog

Obrázek 1: Detailní obraz tekutých krystalů pod mikroskopem

Objev tekutých krystalů

Příběh tekutých krystalů začal v roce 1888, kdy Friedrich Reinitzer, rakouský botanik, experimentoval se sloučeninou zvanou cholesteryl benzoát, nalezený v mrkvi.Během svého výzkumu si Reinitzer všiml něčeho neobvyklého.Když zahříval směs, zdálo se, že se dvakrát roztaví.Nejprve při 294 ° F (145 ° C) se látka roztavila na zakalenou kapalinu.Poté, když teplota vzrostla na 353 ° F (179 ° C), stala se čistou kapalinou.To, co to ještě fascinulo, bylo to, jak zakalená kapalina interagovala se světlem - mohlo by to odrážet polarizované světlo a dokonce změnit jeho směr.

Reinitzer si byl jistý, co viděl, a požádal Reinitzer německého fyzika Otta Lehmanna o pomoc.Podle Lehmannova mikroskopu vykazovala zakalená kapalina malé struktury, které naznačují, že materiál má vlastnosti kapalin i pevných látek.Tetěla jako kapalina, ale také měla organizovanou strukturu jako pevná látka.Lehmannův pokračující výzkum ho vedl k důležitému závěru: Byl to nový stav hmoty, který nazval „tekutý krystal“.

Porozumění kapalným krystalům a jejich aplikacím

Kapalné krystaly jsou speciální materiály, které mají vlastnosti pevných látek i kapalin.Nejsou nalezeny pouze v laboratořích;Lze je také nalézt v mnoha přírodních látkách.Například tekuté krystaly existují ve skořápkách brouků, DNA, lidských kostech, dřevo a dokonce i slimák.Vědci byli těmito materiály fascinováni a hluboce je studovali, aby zjistili, jak je lze použít v technologii.

Velký krok vpřed v pochopení tekutých krystalů přišel na začátku šedesátých let, díky chemikovi Richardu Williamsovi v RCA Laboratories.Všiml si, že když aplikoval elektrické pole na tenkou vrstvu tekutých krystalů, způsobilo je, že vytvořily pruhované vzory, které se později nazývaly „Williamsovy domény“.Tento objev hrál hlavní roli ve vývoji technologie displeje kapalinových krystalů (LCD).

Byl však problém: kapalné krystaly potřebovaly vysokou teplotu, aby správně fungovaly, což je ztěžovalo použití v každodenních elektronických zařízeních.Vysoké teploty ztěžovaly přivést tuto technologii do skutečného světa.

Tuto výzvu nakonec překonal George H. Heilmeier, další vědec v RCA, který pracoval s chemiky Joelem E. Goldmacherem a Josephem A. Castellanem.Zjistili, že změnou struktury molekul tekutých krystalů - konkrétně úpravou počtu atomů uhlíku - by mohly přimět kapalné krystaly, aby fungovaly při teplotě místnosti.Tento objev jim umožnil vytvořit první displeje tekutých krystalů, které by mohly být použity v každodenní elektronice.

Schopnost pracovat při pokojové teplotě umožnila technologii tekutých krystalů široce používat.Dnes jsou LCD všude - v televizích, počítačových monitorech, smartphonech a digitálních hodinách.Vývoj technologie tekutých krystalů ukazuje, jak pečlivé studium a řešení problémů mohou vést k novým vynálezům, které mění způsob, jakým žijeme.

Včasný vývoj LCD technologie

Včasný vývoj technologie displeje kapalinových krystalů (LCD) začal použitím metody zvané režim dynamického rozptylu (DSM).Tato metoda fungovala použitím elektrického náboje na molekuly tekutých krystalů, což způsobilo, že se změnily a rozptýlily světlo.Tento rozptyl světla vytvořil viditelné obrázky, díky čemuž byl DSM základem pro první pracovní LCD.V roce 1969 představila RCA první komerční produkty LCD, jako jsou animované reklamní displeje, zpětné zrcátka, která snížila oslnění a odečty benzínových čerpadla.Tato raná použití ukázala, co může LCD technologie udělat, a nastavit půdu pro další vylepšení.

Ve stejné době James Fergson a jeho tým ve společnosti Westinghouse Electric Corporation pokročili při studiu vlastností tekutých krystalů souvisejících s teplem.Jejich výzkum vedl k novým nápadům, jako jsou tekuté krystalové teploměry a zařízení pro optické zobrazování.Fergason se tam nezastavil;Pokračoval v zahájení Mezinárodní společnosti Liquid Crystal Company (ILIXCO), která hrála hlavní roli na trhu LCD.Jedním z pozoruhodných produktů společnosti Ilixco byl první LCD Watch, produkt, který ukázal, jak užitečná a obchodovatelná technologie LCD by mohla být.

Jak fungují LCD?

Obrázek 2: Schéma vrstev a komponent LCD (displej z tekutých krystalů)

Obrázek ukazuje, jak je sestaven displej tekutých krystalů (LCD) a jak funguje pro vytváření obrázků na obrazovce.Na přední straně je rámeček, což je rám, který drží displej na místě.Za rámcem je krycí sklo, ochranná vrstva, kterou se dotknete při používání displeje.Pod krycí sklem je povrch displeje, kde se vytvářejí obrázky, které vidíte.

Pod povrchem displeje je barevný filtr RGB, který rozděluje světlo na červené, zelené a modré části.Tyto barvy se mísí různými způsoby, jak vytvořit celou řadu barev na obrazovce.Pod tímto filtrem je nalezena vrstva tekutého krystalu.Kapalné krystaly v této vrstvě jsou řízeny elektřinou, která mění jejich polohu na blokování nebo propuštění světla.Polarizační vrstvy kolem vrstvy kapalného krystalu pomáhají spravovat světlo, které prochází.

Na zadní straně displeje je podsvícení, která rozsvítí obrazovku.Některé vzory mají také zrcadlo za podsvícení, které odrazí světlo zpět do obrazovky, takže je jasnější.

LCD pracují tím, že ovládá to, jak světlo prochází těmito vrstvami, aby vytvářela obrázky.Každá malá tečka na obrazovce, nazývaná pixel, je rozdělena na tři menší části (subpixely) - jednu červenou, jedna zelená a jedna modrá, jak ukazuje barevný filtr RGB na obrázku.Nastavením toho, jak světlý je každý subpixel, může obrazovka zobrazit různé barvy.

Podsvícení, zobrazené na zadní straně na obrázku, svítí světlo vrstvami obrazovky.Kapalné krystaly, ovlivněné elektrickým proudem, rozhodují, kolik světla projde, což zase ovlivňuje jas a barvu obrazu, který vidíte.Obrázek jasně ukazuje, jak každá část, od podsvícení po filtr RGB, spolupracuje na vytvoření konečného obrázku na obrazovce.

Existují dva primární typy technologií LCD: pasivní matice a aktivní matice.

Obrázek 3: Pasivní matice LCD Pixel Grid

V pasivní maticové LCD jsou pixely uspořádány do mřížky, s vodorovnými a svislými čáry protínajícími se na každém pixelu.Svislé čáry se nazývají svislé elektrody a vodorovné čáry se nazývají horizontální elektrody.Tyto elektrody jsou připojeny k vrstvě substrátu, která podporuje strukturu LCD.

Když je elektřina aplikována na specifický řádek a sloupec, elektrody na této křižovatce aktivují tekutý krystal v tomto konkrétním pixelu.Kapalný krystal mění jeho zarovnání v reakci na elektrický náboj, a to buď umožňující projít nebo blokovat jej.Toto světlo pak prochází barevným filtrem a vytvoří požadovanou barvu.

Polarizátorové vrstvy, jedna před vrstvou kapalného krystalu a jedna poté, pomáhají ovládat orientaci světla.Když světlo prochází těmito polarizátory a vrstvou kapalné krystaly, obraz se začíná tvořit.Proces vyžaduje, aby celá mřížka byla naskenována řádek po řádku, který může zpomalit dobu odezvy displeje.

Vzhledem k této metodě skenování řady řádek má pasivní maticové LCD tendenci mít pomalejší dobu odezvy.To může vést k rozmazání u rychle se pohybujících obrázků, což činí tyto displeje méně vhodné pro úkoly, které vyžadují ostré, vysoce kvalitní vizuální prvky.

Obrázek 4: Aktivní maticová LCD se strukturou tenkovrstvého tranzistoru (TFT)

V aktivním maticovém LCD, známém také jako tenkovrstvý tranzistor (TFT), má každý pixel na obrazovce svůj vlastní tranzistor a kondenzátor.Tyto komponenty jsou zabudovány do skleněného substrátu a působí jako malé přepínače, které přesně řídí zarovnání tekutých krystalů v každém pixelu.

Tranzistory jsou připojeny k vertikálním a horizontálním elektrodám, které jsou známé jako datové řádky a adresní řádky.Když těmito liniemi protéká elektřina, aktivuje tranzistory, které zase ovládají kapalné krystaly na specifických pixelech.Vypouštěcí elektroda a zdrojová elektroda v diagramu ukazují, kde elektrický proud vstupuje a opouští tranzistor.

Toto nastavení umožňuje, aby každý pixel byl ovládán jednotlivě, spíše než skenoval řádek po řádku jako v pasivních maticových LCD.Výsledkem je, že obrazovka může měnit obrázky rychleji a s lepší přesností, což vede k ostřejším a jasnějším obrazům, i když zobrazují rychle se pohybující obsah.

Polarizátory a difuzor se používají ke správě světla přicházejícího z podsvícení.Polarizátory řídí směr světla, zatímco difuzor rozprostírá světlo rovnoměrně přes obrazovku.Barevný filtr pak nastaví světlo tak, aby vytvořil správné barvy.

Kvůli tomuto individuálnímu ovládání pixelů jsou aktivní LCD matice mnohem rychlejší a vytvářejí vyšší kvalitní obrázky než LCD pasivní matice.Díky tomu jsou vhodné pro displeje a zařízení s vysokým rozlišením, kde je zapotřebí jasná a ostrá kvalita obrazu.

Různé typy LCD

Displeje tekutých krystalů (LCD) přicházejí v různých formách, z nichž každá má jedinečné funkce, díky nimž jsou lépe vhodné pro konkrétní úkoly.Mezi hlavní typy patří Twisted Nematic (TN), přepínání v rovině (IPS), vertikální zarovnání (VA) a pokročilé přepínání okrajových pole (AFF).Pochopení rozdílů mezi těmito typy vám může pomoci vybrat správné zobrazení pro vaše potřeby.

Twisted Nematic (TN) LCD

Obrázek 5: Twisted Nematic (TN) LCD displeje

Twisted Nematic (TN) displeje jsou široce používaným typem LCD, zejména v dostupnějších zařízeních.Tyto displeje fungují kroucení molekul tekutých krystalů mezi vrstvami pro ovládání světla, které prochází obrazovkou.

Na displeji TN, když je elektřina aplikována na průhledné elektrody, způsobuje to, že se kapalné krystaly otočí, a to buď umožňující projít světlo, nebo jej blokovat.Když jsou kapalné krystaly zkroucené, prochází světlo oběma polarizátory, což má za následek světlý nebo bílý displej.Když krystaly nejsou zkrouceny, blokují světlo, což vede k tmavším nebo černému displeji.K tomuto procesu kroucení a odvlečení se dochází rychle, a proto jsou panely TN známé pro jejich rychlé doby odezvy.Díky tomu jsou vhodné pro rychle se rozvíjející obsah, jako jsou videohry, kde je zapotřebí snížení rozostření pohybu.

TN displeje jsou také levnější na výrobu, takže jsou běžné v zařízeních přátelských k rozpočtu.Mají však nějaké nevýhody.Panely TN často bojují s přesností barev, kontrastem a sledováním úhlů.Pokud zobrazíte obrazovku ze strany nebo pod úhlem, může obrázek vypadat vybledlý nebo vyplavený.Přes tyto nevýhody zůstávají panely TN populární kvůli jejich rychlé době odezvy a dostupnosti.

LCD v rovině (IPS)

Obrázek 6: Přepínání v rovině (IPS) LCD displeje

Při přepínání v rovině (IPS) LCD jsou kapalné krystaly zarovnány vedle sebe, rovnoběžně s obrazovkou.Jsou umístěny mezi dvě průhledné elektrody.Pokud není napětí, kapalné krystaly blokují světlo a vytvářejí černý displej.Po napětí napětí se krystaly pohybují tak, aby procházely světlo, což má za následek bílý displej.Polarizátory nahoře a dole pomáhají nasměrovat světlo skrz tekutý krystaly a vytvořit obraz.

Technologie přepínání v rovině (IPS) byla vytvořena k vyřešení některých problémů s panely TN.Na displejích IPS se kapalné krystaly pohybují místo kroucení na stranu jako v displejích TN.Tento pohyb na straně na straně pomáhá obrazovce zobrazovat barvy přesněji a udržuje obraz čistý, i když je při pohledu z různých úhlů.Z tohoto důvodu se panely IPS běžně používají v zařízeních, kde je potřeba dobrá kvalita obrazu, jako jsou monitory pro grafický design, fotografie a editace videa.

Displeje IPS však mají obecně pomalejší dobu odezvy než panely TN, což znamená, že aktualizace může trvat déle.Vyrábí se také dražší.Panely IPS mohou navíc při pohledu z určitých úhlů, zejména v tmavém prostředí, někdy na okrajích mírnou záři.Přes tyto nevýhody je technologie IPS široce používána, protože poskytuje lepší přesnost barev a konzistentní čistotu obrazu z různých úhlů pozorování.

Svislé zarovnání (VA) LCD

Obrázek 7: Struktura displeje LCD svislého zarovnání (VA)

Ve svislém zarovnání (VA) LCD stojí molekuly tekutých krystalů vzpřímeně, když je obrazovka vypnuta, což blokuje světlo.Když je obrazovka zapnutá, tyto molekuly se naklánějí, aby umožnily projít světlo.Tato změna v zarovnání molekul mezi stavy Off a ON vytváří obrázky na obrazovce.Polarizátory umístěné nad a pod vrstvami tekutých krystalů vede světlo správným směrem, aby vytvořily obraz, když se molekuly nakloní.

LCD Vertical Alignment (VA) nabízí střední půdu mezi technologiemi TN a IPS.V panelech VA se tekuté krystalové molekuly zarovnávají svisle, když je obrazovka vypnuta a nakloněna, když je zapnutá, což umožňuje projít světlo.VA displeje nabízejí lepší kontrast, což znamená, že produkují hlubší černochy a živější barvy ve srovnání s panely TN i IPS.Díky tomu jsou dobrou volbou pro sledování filmů nebo hraní her v temných místnostech.

Přestože panely VA poskytují lepší přesnost barev a širší úhly pozorování než panely TN, v těchto oblastech zcela neodpovídají výkonu displejů IPS.Panely VA mají také tendenci mít pomalejší časy odezvy než panely TN, ale obvykle jsou rychlejší než panely IPS.Díky této rovnováze funkcí je VA panely všestrannou možností pro mnoho uživatelů.

Pokročilé přepínání okrajových pole (AFF) LCD

Obrázek 8: Pokročilé přepínání okrajových pole (AFF) LCD ve srovnání s IP (přepínání v rovině)

V technologii Advanced Fringe Field Switching (AFFS) elektrické pole interaguje s tekutými krystaly odlišně ve srovnání se staršími IPS displeje.V displejích IPS jsou kapalné krystaly zarovnány rovnoběžně s obrazovkou a když je aplikováno elektrické pole, tyto krystaly se otočí tak, aby ovládaly, jak světlo prochází obrazovkou.Světlo prochází vrstvami, jako jsou polarizátory a sklo, a způsob, jakým jsou uspořádány tekuté krystaly, určuje, kolik světla prochází, což ovlivňuje jas a barvu displeje.

AFFs tento proces zlepšuje změnou způsobu používání elektrického pole.Místo použití tradiční metody AFF aplikuje elektrické pole rovnoměrněji a přesněji napříč kapalnými krystaly.Tato metoda snižuje únik světla a poskytuje lepší kontrolu nad tekutými krystaly, což vede k přesnějším barvám a konzistentnímu jasu přes obrazovku.To má za následek displej, který ukazuje živější barvy a jasnější obrazy se silnějším rozdílem mezi světlými a tmavými oblastmi.

Použití skleněných vrstev, polarizátorů a analyzátorů v technologii AFFS dále zlepšuje světlo procházející obrazovkou, což zajišťuje, že konečný obraz je nejen jasnější, ale také přesnější barvy.Tato přesná kontrola světla a barvy způsobuje, že se AFF zobrazuje dobrou volbu pro špičkové použití, kde je kvalita obrazu hlavním zaměřením.

LCD vs. OLED vs. Qled

Když mluvíme o technologii displeje, LCD (Liquid Crystal Display) existuje již dlouhou dobu.Novější možnosti, jako je OLED (organická dioda emitující světlo) a Qled (Quantum Dot LED), jsou však běžnější, protože v některých oblastech nabízejí lepší výkon.Abychom pochopili, co každá z těchto technologií dělá dobře a kde by mohly zaostávat, je užitečné podívat se na to, jak fungují a co přinášejí ke stolu.

LCD (displej z tekutých krystalů)

Obrázek 9: Struktura LCD (displej kapalinového krystalu) s klíčovými komponenty

LCD obrazovky jsou tvořeny několika vrstvami, které spolupracují na vytváření obrázků, které vidíte.Začíná to podsvícením, které svítí bílé světlo různými vrstvami.Polarizované filtry jsou umístěny vpředu a vzadu, aby se ovládalo, jak se světlo pohybuje.Vrstva kapalného krystalu uprostřed nevytváří světlo samy o sobě;Místo toho se chová jako malé uzávěry, které mohou projít nebo nechat projít světlo.Kapalné krystaly jsou řízeny vrstvou TFT (tenkovrstvého tranzistoru), která rozhoduje, které části obrazovky by měly být jasné nebo tmavé.Vrstva barevného filtru poté do světla přidá červené, zelené a modré barvy a vytváří celou škálu barev, které vidíte na obrazovce.Nakonec je obrazovka zakryta skleněnou vrstvou, která chrání vnitřní části.

LCD jsou po mnoho let nejpoužívanější technologií pro obrazovky.Pracují pomocí podsvícení, která svítí vrstvou tekutých krystalů.Tyto krystaly nevytvářejí své vlastní světlo, ale chovají se jako malé uzávěry, buď blokují nebo umožňují projít světlo.Jednou z výhod LCD je, že jsou levnější a široce dostupné.Efektivně využívají také energii.Ve srovnání s novějšími technologiemi obrazovky však LCD mají některé nevýhody.Například nemají tolik kontrastu, což znamená, že rozdíl mezi nejtmavšími a nejlehčími částmi obrazu není tak jasný.Vzhledem k tomu, že LCD se spoléhají na podsvícení, nemohou ukázat skutečné černochy - Black oblasti na obrazovce by mohly vypadat spíše jako tmavě šedá, protože nějaké světlo vždy prochází.

OLED (organická dioda emitující světlo)

Obrázek 10: Struktura displeje OLED (Organic Light-Emiting Dioda)

V technologii OLED je každý pixel složen z organických vrstev umístěných mezi průhlednou vodič a kovovou katodou.Když tyto vrstvy protéká elektrický proud, rozsvítí se sám.To znamená, že každý pixel může být ovládán jednotlivě, včetně schopnosti úplně vypnout, což vytváří hluboké černé.Skleněný substrát poskytuje vrstvě podpěru a strukturu.

OLED je krok z technologie LCD.Na displeji OLED se může každý pixel rozsvítit, když přes něj protéká elektřina.To umožňuje OLED obrazovky vypnout specifické pixely zcela při zobrazování černé, což vede k mnohem tmavším černým a lepšímu kontrastu.Proto jsou OLED obrazovky známé svými ostrými a živými obrazy.

OLED obrazovky jsou také tenčí a flexibilnější než LCD, což umožnilo nové vzory, jako jsou zakřivené nebo skládací obrazovky.Ale obrazovky OLED mají některé nevýhody.Vyrábí se obvykle dražší, což znamená, že zařízení, která je používají, stojí více.Kromě toho mohou OLED obrazovky trpět spálením, kde statický obraz, který na obrazovce ponechá příliš dlouho, může zanechat trvalý obraz podobný duchu.Navzdory těmto problémům je schopnost ukázat hluboké černochy a jasné barvy OLED oblíbenou volbou pro špičkové obrazovky.

Qled (quantum dot LED)

Obrázek 11: Struktura displeje Qled

V technologii Qled je mezi LED podsvícením a obrazovkou umístěna speciální vrstva malých částic zvaných kvantové tečky.Tyto kvantové tečky pomáhají zlepšovat barvu a jas, díky čemuž je displej živější a přesnější.Oxidová vrstva podporuje strukturu, zatímco modrá samoomanivá vrstva a vrstva QD (kvantová tečka) spolupracují na vylepšení světla, které prochází obrazovkou, a vytváří konečný obraz s bohatými barvami, zejména v dobře osvětleném prostředí.

QED je technologie vyvinutá hlavně společností Samsung a je spíše upgradem LCD než zcela nové technologie, jako je OLED.Obrazovky Qled používají speciální vrstvu malých částic zvaných kvantové tečky, které sedí mezi podsvícením LED a obrazovkou.Tyto kvantové tečky zlepšují barvu a jas, díky čemuž jsou obrazovky Qled lepší při zobrazování jasnějších a přesnějších barev, zejména v dobře osvětlených místnostech.

Další výhodou obrazovek Qled je to, že je méně pravděpodobné, že budou trpět spálením ve srovnání s OLED, což znamená, že mohou trvat déle, aniž by ukázaly známky statických obrazů.Vzhledem k tomu, že obrazovky Qled stále potřebují podsvícení, nemohou dosáhnout hlubokých černochů a vysokého kontrastu obrazovek OLED.

Budoucnost displejů z tekutých krystalů

I když se novější technologie jako OLED a Qled stávají běžnějšími, displeje tekutých krystalů (LCD) se stále široce používají, protože pro efektivnější výrobu a využívání energie stojí méně.LCD se postupem času hodně zlepšily, což nám dává ostré, jasné a barevné obrazovky, které dnes vidíme v mnoha zařízeních.Pracují pomocí tekutých krystalů k ovládání světla z podsvícení, což vytváří obrázky, které vidíme.Zatímco OLED nabízejí hlubší černochy a lepší kontrast, LCD používají méně energie pro jasné obrázky, což z nich činí dobrou volbu pro zařízení, jako jsou notebooky, které potřebují ušetřit výdrž baterie.

Očekává se, že LCD Technology se bude neustále zlepšovat s novými nápady, jako jsou mini-vedené a mikropodnikové podsvícení, díky nimž jsou obrazovky jasnější s lepšími barvami a kontrastem.Flexibilní a průhledné LCD by také mohly vést k novým použití ve věcech, jako jsou nositelná zařízení a inteligentní okna.Kromě pouhých obrazovek mohou být tekuté krystaly také použity v jiných typech elektroniky, což znamená, že budou pravděpodobně i nadále hrát roli v budoucí technologii.

Závěr

Růst technologie tekutých krystalů je úžasným příběhem objevu, kreativity a neustálého zlepšování.Od překvapivého objevu Friedricha Reinitzera krystalů, které se ve dvou stádiích roztavily k rozšířenému používání LCD v mnoha zařízeních, se tekuté krystaly změnily, jak vidíme a používáme technologii.Zatímco novější technologie zobrazení, jako jsou OLED a Qled, přinášejí vzrušující nové funkce, LCD se nadále používají, protože se stále zlepšují a jsou pro mnoho typů obrazovek dobrou volbou.Když se podíváme do budoucnosti, existuje velký potenciál pro použití tekutých krystalů novými způsoby, což zajišťuje, že budou v našem vizuálním zážitku hrát velkou roli.Ať už na obrazovkách, které používáme každý den nebo v nových technologiích, které teprve přicházejí, není příběh o tekutých krystalech zdaleka ukončen a budou i nadále odrážet kreativitu a zvědavost, která řídí lidský pokrok.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Jak se vyrábějí tekuté krystaly?

Kapalné krystaly jsou vytvářeny navrhováním a výrobou speciálních organických molekul se specifickými rysy.Tyto molekuly mají obvykle tuhý, tyč podobný tvaru s flexibilními částmi.Pokud jsou kombinovány za správných podmínek, jako je správná teplota a koncentrace, molekuly se zarovnávají způsobem, který jim umožňuje působit jak jako kapalina, tak pevná látka a vytvářejí stav tekutého krystalu.

2. Jaké jsou funkce tekutých krystalů?

Kapalné krystaly ovládají hlavně to, jak skrz ně světlo prochází.Na displejích pomáhají vytvářet obrázky změnou jejich zarovnání, když je aplikován elektrický proud.Kapalné krystaly se také používají ve senzorů, teploměrech a optických zařízeních, protože mohou změnit své vlastnosti, když jsou vystaveny věcem, jako je teplota nebo elektrická pole.

3. Jaká je krátká definice tekutého krystalu?

Kapalný krystal je materiál, který se chová jako kapalina i pevná látka, kde jsou molekuly uspořádány více než v kapalině, ale méně uspořádané než v pevné látce.

4. Jaké jsou vlastnosti tekutého krystalu?

Kapalné krystaly mohou proudit jako kapalina a přitom si stále udržovat nějaký řád, podobně jako pevná látka.Mohou změnit své zarovnání, když jsou vystaveny elektrickým proudům nebo změnám teploty, což mění způsob, jakým interagují se světlem.Mají také schopnost rozdělit světlo na dva paprsky, které se pohybují různými rychlostmi.

5. Jaké jsou aplikace tekutých krystalů?

Kapalné krystaly se používají hlavně na obrazovkách zobrazení, jako jsou kryty nalezené v televizorů, počítačích a smartphonech.Používají se také v lékařských zobrazovacích zařízeních, teploměrech, nastavitelných čočkách a optických spínačích.Kapalné krystaly lze také nalézt v některých senzorch a pokročilých materiálech, které mění jejich vlastnosti na základě různých podmínek.