¿Quién inventó la pantalla LCD?
El cristal líquido es un material polimérico. Debido a sus especiales propiedades físicas, químicas y ópticas, se ha utilizado ampliamente en tecnología de pantallas delgadas y livianas desde mediados del siglo XX.
Los estados familiares de la materia (también llamados fases) son gases, líquidos y sólidos, mientras que los menos familiares son plasmas y cristales líquidos (LC). La fase de cristal líquido sólo puede producirse mediante una combinación de moléculas con una forma especial. Pueden fluir y tener propiedades ópticas cristalinas. La definición de cristal líquido ahora se ha ampliado para incluir sustancias que pueden estar en la fase de cristal líquido dentro de un cierto rango de temperatura y pueden cristalizar normalmente a temperaturas más bajas. Los componentes de los cristales líquidos son compuestos orgánicos, es decir, compuestos centrados en el carbono. Los cristales líquidos con dos sustancias al mismo tiempo están unidos por fuerzas intermoleculares. Sus propiedades ópticas especiales y su sensibilidad a los campos electromagnéticos tienen un gran valor práctico.
En 1888, un científico austriaco llamado Leinitzel sintetizó un extraño compuesto orgánico con dos puntos de fusión. Cuando su cristal sólido se calienta a 145°C, se funde en un líquido. Este líquido es sólo turbio, mientras que todas las sustancias puras son transparentes cuando se derriten. Si se calienta a 175°C, parece derretirse nuevamente y convertirse en un líquido claro y transparente. Más tarde, el físico alemán Liemann llamó a este líquido turbio cristal de "zona intermedia". Se parece a una mula que no se parece ni a un caballo ni a un burro, por eso algunas personas la llaman mula orgánica. Tras el descubrimiento del cristal líquido, su uso no se conoció hasta 1968.
El uso más común de los materiales de visualización de cristal líquido es en paneles de visualización para relojes electrónicos y calculadoras. ¿Por qué muestran números? Resulta que este material de visualización optoelectrónico de cristal líquido utiliza el efecto electroóptico del cristal líquido [1] para convertir señales eléctricas en señales visuales, como texto e imágenes. En circunstancias normales, las moléculas de cristal líquido están dispuestas de manera muy ordenada y parecen claras y transparentes. Una vez que se aplica un campo eléctrico de CC, la disposición molecular se altera y algunos cristales líquidos se vuelven opacos y de color más intenso, lo que permite mostrar números e imágenes.
El efecto electroóptico del cristal líquido se refiere a fenómenos ópticos como interferencia, dispersión, difracción, rotación óptica y absorción modulada por un campo eléctrico.
Algunos compuestos orgánicos y polímeros tienen tanto fluidez líquida como anisotropía cristalina en una solución a una determinada temperatura o concentración, que se denominan cristales líquidos. Los cristales líquidos cuyo efecto fotoeléctrico está controlado por las condiciones de temperatura se denominan cristales líquidos termotrópicos; los cristales líquidos liotrópicos están controlados por las condiciones de concentración. Los cristales líquidos utilizados para pantallas suelen ser cristales líquidos termotrópicos de bajo peso molecular.
Según el cambio de color del cristal líquido, la gente lo utiliza para indicar temperatura, alarma por gas venenoso, etc. Por ejemplo, los cristales líquidos pueden cambiar de rojo a verde y azul a medida que cambia la temperatura. Esto puede dar una indicación de la temperatura en el experimento. Los cristales líquidos cambiarán de color cuando se expongan a gases tóxicos como el cloruro de hidrógeno y el ácido cianhídrico. En las fábricas de productos químicos, la gente cuelga chips LCD en la pared. Una vez que se escapa una pequeña cantidad de gas tóxico y el cristal líquido cambia de color, se recuerda a las personas que revisen y rellenen rápidamente la fuga.
Existen muchos tipos de cristales líquidos, normalmente clasificados según las características de los enlaces del puente central y los anillos del cristal líquido. En la actualidad, se han sintetizado más de 10.000 materiales de cristal líquido, entre los cuales hay miles de materiales de visualización de cristal líquido de uso común, principalmente cristales líquidos de bifenilo, cristales líquidos de fenilciclohexano y cristales líquidos de éster. Los materiales de pantalla de cristal líquido tienen ventajas obvias: bajo voltaje de conducción, bajo consumo de energía, alta confiabilidad, gran cantidad de información mostrada, pantalla a color, sin parpadeo, inofensivo para el cuerpo humano, proceso de producción automatizado, bajo costo y se pueden convertir en varios Especificaciones y modelos Pantalla LCD, fácil de transportar. Por estas ventajas. Los terminales de ordenador y los televisores fabricados con materiales de cristal líquido pueden reducirse considerablemente de tamaño. La tecnología de pantallas de cristal líquido ha tenido un profundo impacto en la estructura de los productos de visualización de imágenes y ha promovido el desarrollo de la microelectrónica y la tecnología de la información optoelectrónica. 2. ¿Por qué se llama LCD? Cristal líquido cristalino - Cristal líquido En 1850, el médico prusiano Rudolf? 6. Virchow y otros descubrieron que extractos de fibras nerviosas contenían una sustancia inusual. En 1877, el físico alemán Otto? 6. Otto Lehmann utilizó por primera vez un microscopio polarizador para observar el fenómeno de la cristalización líquida, pero desconocía la causa de este fenómeno.
¿Frederick?, ¿fisiólogo vegetal de la Universidad Alemana de Praga, Austria? 6?4 Friedrich Reinitzer estudió el papel del colesterol en las plantas calentando benzoato de colesterilo y, en marzo de 1883+04, observó un comportamiento anormal durante el proceso de fusión térmica del benzoato de colesterilo. Se funde a 145,5°C, produciendo una sustancia brillante y turbia. Cuando la temperatura sube a 178,5°C, el brillo desaparece y el líquido se vuelve transparente. El líquido clarificado se enfría ligeramente, se vuelve turbio nuevamente, aparece azul por un momento y se vuelve de color púrpura azulado justo antes de que comience la cristalización.
Después de confirmar repetidamente sus hallazgos, Lenin buscó el consejo del físico alemán Lehmann. En aquella época, Lehman construyó un microscopio con función de calentamiento para analizar el proceso de enfriamiento y cristalización de los cristales líquidos. Posteriormente lo equipó con un polarizador, que fue el instrumento para el estudio más profundo de los compuestos de Lenezer. A partir de entonces, Lehman se concentró exclusivamente en este tipo de material. Al principio los llamó cristales blandos, luego cambió el nombre a líquidos cristalinos. Finalmente, quedó convencido de que la luz polarizada era específica de los cristales y que el nombre de Frisend Christaler era correcto. El nombre está a sólo un paso de LCD (Smooth Ge Crystal). Leninze y Lehman fueron más tarde conocidos como los padres del cristal líquido.
Los éteres oxiazo sintetizados por L. gattermann y A Ristschke también fueron identificados como cristales líquidos por Lehman.
Pero en el siglo XX, el famoso científico G. Tammann y otros creían que las observaciones de Lehman eran simplemente un fenómeno de cristales extremadamente finos suspendidos en un líquido para formar un coloide. W. Nernst creía que los cristales líquidos eran simplemente mezclas de tautómeros de compuestos. Pero los esfuerzos del químico D. Vorlander le permitieron, gracias a su experiencia, predecir qué compuestos tenían más probabilidades de exhibir propiedades de cristal líquido, y luego sintetizó estos compuestos, de modo que la teoría quedó demostrada.
Propiedades físicas del cristal líquido
Cuando se enciende, la disposición se vuelve ordenada y la luz puede pasar fácilmente; cuando no hay electricidad, la disposición es caótica e impide que la luz pase. . Deje que el cristal líquido bloquee o deje pasar la luz como una puerta. Técnicamente hablando, un panel LCD consta de dos piezas bastante delicadas de material de vidrio libre de sodio llamado sustrato, con una capa de cristal líquido intercalada entre ellas. Cuando un haz de luz pasa a través de esta capa de cristal líquido, el propio cristal líquido se colocará en filas o se girará de manera irregular, bloqueando o permitiendo así que el haz de luz pase suavemente. La mayoría de los cristales líquidos son compuestos orgánicos, compuestos de moléculas largas en forma de varilla. En su estado natural, los ejes largos de estas moléculas en forma de varillas son aproximadamente paralelos. Vierta el cristal líquido en un plano de ranura mecanizado y las moléculas de cristal líquido se alinearán a lo largo de las ranuras, de modo que si esas ranuras son perfectamente paralelas, entonces las moléculas también lo serán perfectamente. ¿Qué más está hecho de LCD? Un resultado de la disposición de las moléculas de cristal líquido es la dispersión selectiva de la luz. Debido a que esta disposición se ve afectada por fuerzas externas, los materiales de cristal líquido tienen un gran potencial en la fabricación de dispositivos. Los cristales líquidos nemáticos quirales entre dos placas de vidrio pueden formar diferentes texturas mediante ciertos procedimientos.
Los cristales líquidos de tipo esteroide reflejan selectivamente la luz debido a su estructura en espiral. El termómetro más simple (el termómetro común en las peceras) se fabrica basándose en el principio de cambio de color mediante polarización circular en luz blanca. En términos médicos, el cáncer de piel y el cáncer de mama también se pueden detectar aplicando cristales líquidos de esteroides en áreas sospechosas y luego comparándolos con el color normal de la piel (debido a que las células cancerosas se metabolizan más rápido que las células comunes, por lo que la temperatura será más alta que la de las células comunes).
Los campos eléctricos y magnéticos tienen una gran influencia en los cristales líquidos. El comportamiento dieléctrico de la fase nemática del cristal líquido es la base para diversas aplicaciones optoelectrónicas (desde entonces, las pantallas hechas de materiales de cristal líquido con campos eléctricos externos se han desarrollado rápidamente. la década de 1970). Porque tienen muchas ventajas, como tamaño pequeño, bajo consumo de energía, bajo voltaje de funcionamiento y diseño sencillo de paneles multicolores. Pero como no es una pantalla que emite luz, la claridad, el ángulo de visión y los límites de temperatura ambiente en la oscuridad no son los ideales. En cualquier caso, tanto las pantallas de televisión como las de ordenador están hechas de cristal líquido, lo que resulta muy ventajoso. En el pasado, las pantallas grandes estaban sujetas a requisitos de alto voltaje y el tamaño y peso del transformador eran indescriptibles. De hecho, los sistemas electrónicos de proyección de color también pueden utilizar cristales líquidos nemáticos quirales para fabricar polarizadores, filtros y moduladores fotoeléctricos. 4. ¿Cómo se utiliza la pantalla LCD en las computadoras y quién la inventó? La pantalla de cristal líquido (LCD), conocida como LCD (Liquid Crystal Display), es un dispositivo de visualización de panel plano ultradelgado compuesto por una cierta cantidad de píxeles de color o blanco y negro y colocado frente a una fuente de luz o reflector. Las pantallas LCD tienen un bajo consumo de energía, lo que las hace populares entre los ingenieros para su uso en dispositivos electrónicos que funcionan con baterías.
Cada píxel está compuesto por: una fila de moléculas de cristal líquido suspendidas entre dos electrodos transparentes (óxido de indio y estaño) y dos filtros polarizadores con direcciones de polarización perpendiculares entre sí. Si no hay cristal líquido entre los electrodos, la luz que pasa a través de un filtro será bloqueada por el otro filtro, y el cristal líquido girará la dirección de polarización de la luz que pasa a través de un filtro, de modo que pueda pasar a través del otro filtro.
Las propias moléculas del cristal líquido están cargadas. Si se agrega una pequeña cantidad de carga al electrodo transparente de cada píxel o subpíxel, las moléculas de cristal líquido girarán mediante fuerza electrostática y la luz que pasa también girará y cambiará un cierto ángulo, de modo que pueda pasar. el filtro polarizador.
Antes de aplicar cargas a los electrodos transparentes, las moléculas de cristal líquido se encuentran en un estado libre y las cargas en las moléculas hacen que estas moléculas formen espirales o anillos (formas de cristal). En algunas pantallas LCD, las superficies químicas de los electrodos pueden actuar como semillas para que las moléculas cristalicen en el ángulo deseado. La luz que pasa a través de un filtro gira después de pasar a través del chip líquido para que la luz pueda pasar a través de otro polarizador, un pequeño. parte de la cual la luz puede ser absorbida por polarizadores, pero otros dispositivos son transparentes.
Después de aplicar cargas al electrodo transparente, las moléculas de cristal líquido se alinearán a lo largo de la dirección del campo eléctrico, limitando así la rotación de la dirección de polarización de la luz transmitida. Si las moléculas de cristal líquido están completamente dispersas, la dirección de polarización de la luz transmitida será completamente perpendicular al segundo polarizador, por lo que quedará completamente bloqueado por la luz. En este punto, el píxel no emitirá luz. Controlando la dirección de rotación del cristal líquido en cada píxel, podemos tener más o menos control sobre la luz que ilumina el píxel.
Muchos cristales líquidos se vuelven negros bajo la acción de la corriente alterna, destruyendo el efecto espiral del cristal líquido. Cuando se corta la corriente, el cristal líquido se vuelve brillante o transparente.
Para ahorrar energía, los monitores LCD utilizan multiplexación. En el modo multiplexado, los electrodos de un extremo están conectados en grupos, con cada grupo de electrodos conectado a una fuente de alimentación, y los electrodos del otro extremo también están conectados en grupos, con cada grupo conectado al otro extremo de la fuente de alimentación. . El diseño del grupo garantiza que cada píxel esté controlado por una fuente de alimentación independiente, y el dispositivo electrónico o el software que controla el dispositivo electrónico controla la visualización de los píxeles controlando la secuencia de encendido y apagado de la fuente de alimentación.
Los indicadores para probar pantallas LCD incluyen los siguientes aspectos importantes: tamaño de la pantalla, tiempo de respuesta (velocidad de sincronización), tipo de matriz (activa y pasiva), ángulo de visión, colores admitidos, brillo y contraste, resolución y pantalla. relación de aspecto, interfaces de entrada (como interfaces visuales y matrices de visualización de video).
Inventor: La primera pantalla LCD operativa se basó en el modo de dispersión dinámica (DSM), ¿y George? 6?1 Un equipo dirigido por Hailmann desarrolló esta pantalla LCD. Hellman fundó Optel, que desarrolló una línea de pantallas LCD basadas en esta tecnología. En 1970 12, el efecto de campo nemático rotacional de cristales líquidos fue registrado como patente por el Laboratorio Central Santer y Hoffman-lerouke en Helfrich, Suiza. ¿1969, James? 6.1 Ferguson descubrió el efecto del campo nemático giratorio del cristal líquido en la Universidad de Ohio y registró la misma patente en los Estados Unidos en febrero de 1971. En 1971, su empresa (ILIXCO) produjo la primera pantalla LCD basada en esta característica, que rápidamente reemplazó a la pantalla LCD DSM de bajo rendimiento.
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