Suyuq kristalli displey

1960-yillarda paydo bo‘lgan Suyuq Kristalli Displeylar (SKD yoki, LCD –liquid-crystal display) haqiqiy texnik inqilobni amalga oshirdi. Aynan ular tufayli hozirda, maishiy xizmatimizda tasvirning o‘ta sifatli va tiniq ko‘rsatish imkoniga ega bo‘lgan tekis ekranli televizorlar,  kompyuter monitorlari, va boshqa ko‘plab texnikalarga ega bo‘ldik. Bunday ekranlar keng miqiyosli va energiya tejamkorligi bilan ham benazirdir.

.

1888-yilda Avstriyalik olim Fridrix Reynitser (1857-1927) murakkab efirlardan biri – xolesterilbenzonatning erish haroratini aniqlash uchun laboratoriya tajribalari olib borar edi. Uning hayratlanishiga sabab bo‘lib, bu murakkab modda ikki xil erish harorati nuqtasini namoyon etdi. Xolesterilbenzonat 145.5 °C da loyqa va xira suyuqlikka aylanar edi, 178.5 °C da esa u yana qaytadan shaffof va tiniq xususiyat kasb etardi.

O‘z tajribalarining natijalaridan jiddiy hayratlangan olim, muammo haqida nemis fizigi Otto Lemanni (1855-1922) voqif qiladi. O‘sha vaqtlarda fanga moddaning faqat uch xil faza holati ma’lum bo‘lib, u qattiq, suyuq va gaz bo‘lishi mumkin xolos degan tushuncha humkron edi. Lemann mazkur qiziqarli jumboqni tadqiq qilib, Xolesterilbenzonatning loyqalangan ko‘rinishdagi xira suyuqlik holati to‘rtinchi faza bo‘lishi kerak degan xulosaga keldi. Bu fazani olim «Suyuq kristall holati» deb atadi.Hozirgi davrda fanga minglab shunday fazaga ega moddalar ma’lum.

Qattiq kristallning molekulalari to‘g‘ri to‘rtburchakda mustahkam joylashgan va ular harakatlanmaydi. Suyuqlikda esa ular erkin harakatlanish imkoniga ega bo‘ladi. Suyuq kristallarda esa, molekulalar bu sifatlarning har ikkalasiga ham ega bo‘lib, ular ham qattiq jismlardagidek mustaxkam joylashib, ham suyuqliklardagidek erkin harakatlana oladilar.

Elektrooptika

Suyuq kristallar ustida izlanishlar olib borib, olimlar ularning elektromagnit maydoni ta’sirida o‘z vaziyatini o‘zgartirishi xususiyatlarini payqab qoldilar. Elektr maydon ta’sirida o‘girilib qoluvchi bunday suyuq kristall molekulalar yorug‘lik to‘lqinlarini ham turlicha o‘tkazishi yoki qaytarishi xususiyatini namoyon qilardi. Suyuq kristalli displeylarning ishlash mohiyati ham aynan shu effektga asoslanadi. Suyuq kristall molekulalar ikkita kuchli qutblanuvchi filtrlar o‘rtasida joylashtiriladi.

Qutblanuvchi filtrlar bu – shaffof materialdan tayyorlangan maxsus qatlam bo‘lib ular yorug‘likning faqat ma’lum bir yo‘nalishdagi tebranishga ega to‘lqinlarinigina o‘tkazadi.

Odatda SK displeylarning o‘zida nur chiqmaydi. Shu sabali ular tashqaridan lyuminessent lampa yoki nur diodlari bilan yoritiladi. Tashqi yoritkichda kelib tushgan nur, qutblanuvchi filtrlar orqali o‘tib, ularning oralig‘ida joylashgan suyuq kristallarni yoritadi. Qutblanuvchi filtrlardan biri ikkinchisiga nisbatan to‘g‘ri burchak ostida joylashtiriladi. Shu tufali, ulardan biri orqali o‘tgan nur, ikkinchisida to‘silib qoladi. Mana shu joyda suyuq kristallar ishga kirishadi.

SK displeylarda «nematik suyuq kristallar» deb ataluvchi moddalardan foydalaniladi. Bunday kristallarning molekulalari qattiq kristallarnikiga o‘ta yaqin holatda bo‘lib, ular o‘ta burama holatda joylashadi. Ular yorug‘lik nurining qutblanish o‘qini to‘g‘ri burchak ostida shunday yo‘naltiradiki, nur har ikkala filtrdan ham o‘tib, ekranni yoritadi. Kristallar orqali elektr tokining o‘tishida esa, ular avvalgi holaiga qayta buralib oladi va filtrlardan biri yorug‘lik nurining yo‘lini to‘sadi. Shu yo‘sinda nur to‘silib, ekran qorayib qoladi. Kristallar orqali o‘tuvchi elektr tokining kuchlanishini o‘zgartirish orqali, kristallarning buralganlik darajasini har xil qilib sozlash mumkin va bu orqali SK ekranining ravshanlashishi, yoki, xiralashishini zaruriy miqdorga keltirish imkoni paydo bo‘ladi. Rang uzatish esa, uch xildagi rangdor katakchalar orqali amalga oshiriladi.

Yirik planda:

Oddiy SK displeyning tuzilish mana bunday: ikkita qutblanuvchi filtr orasidagi suyuq kristallar qatlami va ularning ortida joylashgan akslantirgich modda. Tok yo‘q paytda kristallar o‘girilgan burama holatda bo‘ladi va ular ikkita filtrdan o‘tib, akslantirgichda akslanib qaytgan nurni ma’lum yo‘nalishda burilishga majbur qiladi. Shu tufayli, displey yorishadi. Tok berilganda esa, kristallar qaytadan o‘z holatiga qayrilib olishi tufayli, yoruglik nurlari burilmay qoladi va qutblanuvchi filtrlarda tutilib qoladi. Natijada displey o‘chadi.