كيف تعمل شاشات الكريستال السائل Lcd?

‫أحمد نصر الشناوي‬ ‫كيف تعمل شاشات الكريستال السائل ‪LCD‬‬ ‫شاشات الكريستال السائل هي ذلك النوع من الشاشات الموجود في‬ ‫كثير من الجهزة الليكترونية المتداولة‪..‬مثل اللت الحاسبة‪..‬الهواتف‬ ‫المحمولة‪..‬الكاميرات الرقمية‪..‬‬ ‫تمتاز هذه الشاشات أساسا بنحافتها وسهولة تداولها‪..‬‬ ‫تعتمد فكرة شاشات الكريستال السائل أساسا على استقطاب‬ ‫الضوء‪..‬وهو عملية تعني إمرار اتجاه واحد من موجات الشعاع الضوئي‬ ‫(تماما كما يكون في النظارات الشمسية بتأثير بعض البلورات‬ ‫كالبولرويد)‪..‬وتعتمد أيضا على الخواص الفريدة لمادة الكريستال‬ ‫السائل‪..‬‬ ‫لنبدأ في شرح كيفية عمل تلك الشاشات علينا أول أن نشرح بعض‬ ‫الظواهر الضوئية‪:‬‬ ‫تعلمون قبل كل شيء أن الموجات الضوئية هي موجات مستعرضة‪..‬أي‬ ‫أنها عبارة عن موجات من القمم والقيعان (على عكس الموجات‬ ‫المستعرضة التي تتألف من تضاغطات وتخلخلت)‬ ‫وبالطبع فإن الموجة الضوئية تسير كلها في مستوى واحد‪..‬أما الشعاع‬ ‫فيحتوي على موجات متراكبة في مستويات متعددة‪..‬‬ ‫الستقطاب‪:‬‬ ‫هو السماح لتجاه واحد من مستويات موجات الشعاع الضوئي بالمرور‬ ‫عبر السطح المستقطب‪..‬‬ ‫بمعنى أنه إذا تم إمرار شعاع ضوئي عادي عبر سطح مستقطب‪..‬فإن هذا‬ ‫سينتج ضوءا مستقطب‪..‬أي يسير فيه موجة ذات اتجاه واحد‪..‬وهو ما‬ ‫يعني أنه إذا اصطدم بسطح مستقطب آخر عمودي اتجاهه على اتجاه‬ ‫السطح الول (وهو نفس اتجاه الضوء المستقطب)‪..‬فإن الضوء لن يمر‬ ‫منه‪..‬لنه شعاع أحادي التجاه وفي شكل يخالف اتجاه سطح الستقطاب‬ ‫الثاني‪..‬‬

‫صورة لستقطاب الضوء‬ ‫تركيب شاشة الكريستال السائل‪:‬‬ ‫تتركب شاشة الكريستال السائل من عدة طبقات من المادة‪..‬‬ ‫الطبقة الولى هي سطح مستقطب في اتجاه ما وليكن الفقي‪..‬‬ ‫الطبقة الثانية هي مادة الكريستال السائل‪..‬وهي مادة ذات خواص فريدة‬ ‫سنبينها لحقا‪..‬‬ ‫الطبقة التالثة هي سطح مستقطب في اتجاه عمودي على اتجاه السطح‬ ‫الول‪..‬‬ ‫الطبقة الرابعة عبارة عن سطح مفضض عاكس للضوء‪..‬‬ ‫خواص الكريستال السائل‪..‬‬ ‫الكريستال السائل هو مادة من الكريستالت الصلبة المتناهية في‬ ‫الصغر‪..‬والتي تتعامل بمجملها كسائل‪..‬فهو مادة بين الصلبة‬ ‫والسيولة‪..‬شبه شفافة‪..‬تتأثر خواصها البصرية بالحرارة والكهرباء‪..‬‬

‫فهي في الحالة الطبيعية قادرة على تغيير اتجاه شعاع الضوء بحيث‬ ‫يتوافق مع اتجاه الكريستالت‪..‬أما في حالة إمرار تيار كهربي‪..‬فإن‬ ‫الكريستالت جميعا تتراص في اتجاه واحد تماما كأي سطح مستقطب‪..‬‬ ‫كيف تعمل شاشة الكريستال؟‬

‫في حالة عدم وجود تيار كهربي‪..‬تكون مادة الكريستال السائل محصورة‬ ‫بين سطحي استقطاب‪..‬وعند مرور الضوء من سطح الستقطاب ذي‬ ‫التجاه العمودي تقوم مادة الكريستال السائل بتحويل اتجاه الشعاع‬ ‫الضوئي إلى التجاه الفقي فتمكن الشعاع من المرور من سطح‬ ‫الستقطاب الثاني إلى السطح المفضض‪..‬وبالعكس‪..‬‬ ‫وبهذا تصبح شاشة الكريستال شبه شفافة في حالة عدم مرور تيار‬ ‫كهربي في هذه المنطقة‪...‬‬

‫أما في حالة مرور تيار كهربي‪..‬فإن الكريستالت تكون جميعا في اتجاه‬ ‫واحد مع السطح المستقطب الول‪..‬وهو ما يفقدها قدرتها على تحويل‬ ‫اتجاه الشعاع الضوئي‪..‬وهذا يعني أن الضوء لن يمر خلل سطح‬ ‫الستقطاب الثاني‪..‬بمعنى أنه لن ينعكس عن الشاشة‪..‬وستصبح‬ ‫المنطقة التي مر بها التيار الكهربي منطقة معتمة!‬ ‫يتم إمرار التيار الكهربي داخل الشاشة عبر موصلت كهربية شفافة أو‬ ‫شبه شفافة كأسلك رقيقة من السيليكون مثل‪..‬‬

‫وهكذا يتم تحديد المناطق التي توضع فيها السلك بحسب استخدام‬ ‫الشاشة‪..‬إذ توضع في المناطق التي قد يحتاج لتعتيمها على الشاشة‪..‬‬

‫مثل شاشة يحتاج إليها لتشكيل الرقام‪..‬ترص ‪ 7‬أسلك في المناطق‬ ‫المعتمة‪..‬أما في بعض الشاشات الخرى فقد يحتاج إلى رص السلك‬ ‫فيها على نقاط‪..‬لتشكيل رسومات أعقد‪..‬‬ ‫المصادر‪:‬‬ ‫الصور عبر ‪www.howstuffworks.com‬‬ ‫موقع الدكتور حازم سكيك‪..‬‬