LCD-kijelzőnél miért lesz X?

Fúha - "miert X"? - az anyját! Hát kedves kérdező ez olyan kérdés, hogy miért sugárirányba reped az üveg ha betörik, vagy miért emlékeztet növényekre a jégvirág-jelenség az ablakon.

Persze részletekbe menően meg lehet magyarázni ezeket a jelenségeket, de nem egy hozzászólás keretein belül. A téma kivesézésére leginkább egy többórás előadás alkalmas, melynek a megértéséhez egy nagyon haladó középiskolás, vagy inkább egyetemi végzettség szükséges.

Feltételezem, hogy a kérdező már mélyen érti egy bóvli falióra, kalkulátor, stb. LCD kijelzőjének működését. Szintúgy mélyen érti a mészpát kristály elemi szerkezete és kettős törése közti összefüggést. Folyadékkristályt is látott már, és tudja, hogy hogy néz ki és miben különbözik a közönséges anyagoktól. Csak az a bizonyos "X" az utolsó nagy titok - mely megismerése után boldogan meghalhat!

Amúgy a monitor, mely előtt ezt írom, nem X-et csinál, csak egy alig észrevehető kék-sárga kettős lepke alakú foltot.

Tehát - nem rosszból - de még az alapfogalmakkal sem vagy tisztában - kérdező!

Olyan nincs még elterjedve a gyakorlatban hogy "LED képernyő" - az összes nagy képernyő LCD-TFT! Az csak reklámfogás a műveletlen emberek befolyásolására, hogy az alávilágítás szerint nevezik az újabb szériákat. Az én monitorom CCFL-es alávilágítású LCD. Az enyém most valamilyen nagy fényáteresztésű, inkább TV-be való paneltípus, de az előtt egy kisebb, de igen jó minőségű IPS rendszerű panelt használtam.

(Tudom, vannak OLED-esek is, főleg mobiltelefonokon, de ez esetünkben most mellékes, és azok a működési elvből kifolyólag teljesen nyomásérzéketlenek.)

A KÉRDÉSEDRE NINCS EGYSZERŰ VÁLASZ olyanok számára, akik az LCD technika alapjaival sincsenek tisztában - ez a korrekt válasz a kérdésedre az #1-esen kívül!

A kérdésedet érthetően megválaszolni olyan feladat lenne, mint egy írástudatlan esőerdei bennszülöttnek elmagyarázni, hogy miért lesz pirosabb az elemlámpa fénye, amikor elkezd lemerülni a telepe. (Azt hiszem, hogy a Stefan-Boltzmann törvényt még egy átlagos középiskolai fizikatanár sem képes valami hitelesen elmagyarázni, és a technikai civilizációban élő átlagemberek többsége pedig keveri a hő és a hőmérséklet fogalmát!)

Ajánlom, hogy ismerkedj meg az alapfogalmakkal:

[link]

Ajánlom még Bata Lajos könyvét a témában, melynek címe "Folyadékkristályok". De találsz még cikkeket Dr. Éber Nándortól és a többi szakembertől a témában - a google a barátod.

Úgyhogy lassan a testtel, és ne oktass ki az egómat illetően, mert nekem csak a tudásom "csillog-villog" a gyakorikérdéseken nem a Dunning-Kruger szindrómám!

A témához idevág egy régi tanulságos vicc:

Indián mondja a mozdonyvezetőnek: Értem én hogy "gőzgép" - de mi hajtja?

Senki sem írt olyat, hogy "írástudatlan őserdei szinten" vagy! De ha már ennyire fúrja az oldaladat a kíváncsiság, egy kissé körülírom az 1-es válaszomat, hadd legyen egy igazán szép napod:

Amikor megnyomod az üveget, akkor az a nyomástól egy kis mértékű kúpos deformációt szenved. Ez a deformáció hat az üveg alatti folyadékristály-cellákra, melyek optikai áteresztő képessége kis mértékben megváltozik a többi - deformációt nem szenvedett - cellához képest.

Ez az áteresztő-képesség természetesen polársík-forgató képességet jelent, mely ráadásul kissé hullámhosszfüggő is - ez a magyarázata annak a szín-effektusnak, amit fentebb (#3) megemlítettem. Bizonyos paneltípusoknál (pl. IPS) ez a szín és tér effektus csak sima folt alakú, hisz a gyakorlatban nem egyszerű, hanem összetett szerkezetű optikai-kapcsoló cellákat használnak, így növelve a panelek látószögét - elnyomva a szín és fényerő irányfüggését.

Hogy keletkezik az "X"-re hasonlító két dimenzionális tér-struktúra? Ennek a megértéséhez tudatosítanunk kell, hogy a folyadékkristályok definiált pozícióban helyezkednek el a cellákban, hisz nem is lehet másképp a definiált pozíciójú polárszűrők és befolyásoló mezőt előállító elektródák használata miatt. A kristályok egyértelmű pozicionálását a nanoszkopikusan orientált cellafelület váltja ki.

A kristálycellák minden kompenzáló konstrukciós megoldás ellenére némi iránykarakterisztikával rendelkeznek, melyet csak előhív az általunk előidézett koncentrikus horpadás.

A jelenség hasonlatos ahhoz, mikor egy organikus üveglapot megsúrolunk posztóval egy vagy több irányban. Ha utána egy ilyen lappal kinézünk az éjjeli látképre, a lámpákról sugarakat fogunk látni a barázdákra merőleges irányban. (Művészfotózáshoz gyártanak ilyen feltéteket professzionálisan is.)

Az LCD kijelző esetében nem a fény hullámhosszánál nagyság-rendel kisebb mikrobarázdák váltják ki a sugaras látványt (a kérdező megfogalmazásában: "X"), hanem a folyadékkristályok definiált pozíciója és lényegi optikai iránykarakterisztikái.

(Ugye milyen élmény lett volna minderre rájönni az alapján, hogy utánanézel az LCD panelek működési elvének? Most el lett spoilerezve a nagy élmény - de hát ezt Te kérted - kedves Kérdező!)