نحوهی عملکرد نمایشگرهای کریستال مایع یا ال سی دی (Liquid Crystal Display) یکی از کاربردهای جالب و جذاب کریستالهاست.
یک صفحهی نمایشگر ال سی دی، از سلولهای زیادی ساخته شده که به هر سلول پیکسل گفته میشود. فرض کنید در سادهترین حالت، اگر بخواهیم یک تصویر سیاه و سفید روی اين صفحهی نمایش ایجاد کنیم، کافیست خاموش (سیاه) و روشن (سفید) شدن یک پیکسل را در نظر بگیریم. ما میتوانیم با روشن و خاموش کردن پیکسلها، تصویر سیاه و سفید دلخواهمان را بر روی صفحهی نمایش ایجاد کنیم.
اما این خاموش و روشن کردن یک پیکسل در یک نمایشگر ال سی دی چطور اتفاق میافتد؟
یک نمایشگر ال سی دی از دو صفحهی پلاریزه تشکیل شده است. در سطح هر یک از صفحات پلاریزه، شکافهای بسیار ظریفی ایجاد شده است. در شکل، نور با عبور از صفحهی اول، در جهت عمودی پلاریزه میشود، چرا که شکافهای صفحهی پشتی، به صورتی عمودی است و تنها امواج نور با راستای عمودی از آن عبور میکنند. اما فضای مابین این دو صفحهی پلاریزه از کریستالهای مایع پر شده است. ما میدانیم که در یک کریستال، هر مولکول راستای اتم مجاورش را تعیین میکند. همانطور که مشاهده میکنید، مولکولهای این کریستال در نزدیکی صفحهی پشتی، هم راستا با شکافهای صفحهی پشتی، در جهت عمودی قرار گرفته اند. رفته رفته با نزدیک شدن به صفحهی جلویی، این مولکولها با یک چرخش، در راستای افقی قرار میگیرند. امواج نور با عبور از صفحهی اول در جهت عمودی پلاریزه میشوند، همراه با چرخش مولکولهای کریستال، امواج نوری دچار یک چرخش شده و در نهایت به صورت افقی به صفحهی دوم میرسند و از شکافهای صفحهی دوم عبور میکنند. در این حالت کسی که در جلوی این پیکسل ایستاده باشد، پیکسل را روشن میبیند (تصویر بالا). اما اگر اختلاف ولتاژی روی این پیکسل اعمال شود، تمام مولکولهای کریستال هم راستا میشوند.
اهمیتی ندارد که این مولکولها در جهت افقی یا عمودی قرار میگیرند، در هر صورت، با همراستا شدن آنها، امواج نور دیگر دچار چرخش نمیشود و نمیتواند از صفحهی جلویی عبور کند. در این حالت، ناظر پیکسل را تاریک میبیند (تصویر پایین). یک نمایشگر ال سی دی، بسته به رزولوشن تصویر، ممکن است از میلیونها پیکسل تشکیل شده باشد.