מבנה, עקרון עבודה וסיווג של LCD

LCD עצמו אינו פולט אור אלא הוא מכשיר תצוגה פסיבי המממש תצוגה על ידי הקרנת חומר גביש נוזלי באור חיצוני. המבנה הבסיסי של ה-LCD מוצג באיור.

המבנה הבסיסי של LCD מוצג באיור 10-1. חומר הגביש הנוזלי מוקף בין שתי אלקטרודות זכוכית מוליכות, העליונה (הקדמית) והתחתונה (האחורית). מולקולות הגביש הנוזלי מסודרות אנכית ומפותלות 90 מעלות בחלק העליון והתחתון. אור חודר חיצוני עובר דרך המקטב העליון ליצירת אור מקוטב, המסתובב ב-90 מעלות דרך חומר הגביש הנוזלי המסודר במקביל, ולאחר מכן מוחזר על ידי המשקף דרך המקטב התחתון הניצב למקטב העליון, ושקוף. אם האלקטרודות העליונות והתחתונות בתוספת מתח מסוים, תחת פעולת השדה החשמלי שנאלץ להוסיף את חלק האלקטרודה של מולקולות הגביש הנוזלי לסידור אנכי, תפקיד הסיבוב שלה נעלם וכתוצאה מכך האור המקוטב הנופל מהחלק העליון המקטב לא מסובב, לא ניתן להחזיר את האור למקטב התחתון, היה שחור. כאשר המתח מוסר, מולקולות הגביש הנוזלי חוזרות למבנה המעוות שלהן. לכן, ניתן ליצור מהאלקטרודות צורות שונות בהתאם לצורך בהצגת מגוון מילים, מספרים וגרפיקה.

ישנן דרכים רבות לסווג מסכי LCD

1) סיווג לפי אפקט אלקטרו-אופטי אפקט אלקטרו-אופטי מתייחס לתפקיד החשמל, הסידור הראשוני של מולקולות הגביש הנוזלי השתנה להסדרים אחרים, כך שהתכונות האופטיות של קופסת הגביש הנוזלי משתנות, כלומר, חשמל דרך הנוזל מולקולות גביש של אפנון אור.

ניתן לחלק תצוגות LCD עם גבישים נוזליים בהתאם להשפעות האלקטרו-אופטיות השונות לסוג אפקט שדה חשמלי, סוג אפקט זרם וסוג אפקט אלקטרו-תרמי מסוג 3. ניתן לחלק את אפקט השדה החשמלי לסוג אפקט נמטי מעוות TN (Twisted Nematic), סוג GH וסוג סופר-Twisted STN (SuperTwisted) וכו'.

נכון לעכשיו, מכשירי LCD מסוג TN ו-STN נמצאים בשימוש נרחב ביישומי מיקרו-בקר.

2) ניתן לחלק את הסיווג לפי תוכן התצוגה ה-LCD ל-3 סוגים לפי תוכן התצוגה שלו: סוג שדה (הידוע גם כסוג קו), סוג תו נקודות מטריצה ​​ודיאגרמת מטריצה ​​נקודות.

צגי LCD מסוג שדה הם מסכי גביש נוזליים המורכבים מפיקסלים ארוכים דמויי משיכת מכחול.

לסוג התווים מטריצת נקודות יש 192 תווים מובנים, כולל מספרים, אותיות וסימני פיסוק נפוצים. בנוסף, משתמשים יכולים להתאים אישית תווי מטריצת נקודות בגודל 5x7 או תווים אחרים של מטריצת נקודות. בהתאם לדגם ה-LCD, מספר השורות בכל מסך יכול להיות 1, 2 או 4, וכל שורה יכולה להציג 8, 16, 20, 24, 32 או 40 תווים.

צורת דוט-מטריקס של תצוגת גביש נוזלי LCD בנוסף להצגת תווים, אך גם יכולה להציג מגוון מידע גרפי, תווים סיניים וכן הלאה.

3) סיווג לפי אופן ההדלקה של צגי LCD גביש נוזלי לפי דרכי התאורה השונות, ניתן לחלק לשתי קטגוריות עם תאורה אחורית וללא תאורה אחורית.

LCD ללא תאורה אחורית היא להסתמך על הסרט הרפלקטיבי בגב התצוגה כדי לשקף את האור הטבעי הנכנס מלמטה. רוב המכשירים עם LCD משתמשים באור טבעי כמקור האור וניתן להשתמש בהם ללא תאורה אחורית.

אם המוצר פועל בתנאי תאורה חלשה או בחושך, בחר צג LCD עם תאורה אחורית.