لقد عرفنا لفترة طويلة أن هناك ثلاثة أنواع من المواد الصلبة والسائلة والغازية. على الرغم من أن ترتيب مركزات جزيئات السائل المركزية ليس له أي انتظام ، إذا كانت هذه الجزيئات ممدودة (أو مسطحة) ، فقد يكون اتجاهها الجزيئي منتظمًا. حتى نتمكن من تقسيم السائل إلى أنواع كثيرة. يسمى السائل بدون اتجاه جزيئي منتظم بالسائل مباشرة ، ويسمى السائل ذو الاتجاه الجزيئي "البلورة السائلة" أو "البلورة السائلة" باختصار. في الواقع ، منتجات LCD ليست غير مألوفة بالنسبة لنا. الهواتف المحمولة والآلات الحاسبة التي نجدها عادة هي منتجات LCD. تم اكتشاف البلورة السائلة في عام 1888 من قبل عالم النبات النمساوي Reinitzer ، وهو مركب عضوي مع ترتيب جزيئي منتظم بين الصلبة والسائلة. أكثر أنواع الكريستال السائل استخدامًا هو البلورة السائلة العصبية ، وشكلها الجزيئي عبارة عن شكل قضيب ممدود بطول وعرض يتراوح من 1 نانومتر إلى 10 نانومتر. تحت تأثير مختلف المجالات الكهربائية الحالية ، سيتم تدوير جزيئات الكريستال السائل بانتظام بمقدار 90 درجة لإنتاج نفاذية الضوء. الفرق هو أن الفرق بين الضوء والظلام يتم توليده عند تشغيل / إطفاء الطاقة. وفقا لهذا المبدأ ، يتم التحكم في كل بكسل ويمكن تشكيل الصورة المطلوبة.
مبدأ عرض الكريستال السائل هو أن البلورات السائلة ستظهر خصائص بصرية مختلفة تحت تأثير الفولتية المختلفة. يتم تقسيم البلورات السائلة جسديا إلى فئتين رئيسيتين. واحد هو السلبي السلبي (المعروف أيضا باسم السلبي). هذه البلورات السائلة لا تنبعث منها الضوء بنفسها وتتطلب إضاءة خارجية. توفير مصدر الضوء ، وفقا لموقف مصدر الضوء ، ولكن أيضا يمكن تقسيمها إلى عاكسة والانتقال اثنين. عرض الكريستال السائل السلبي ، وانخفاض التكلفة ، ولكن السطوع والتباين ليست كذلك ، ولكن زاوية العرض فعالة صغيرة ، لون شاشة الكريستال السائل السلبي لون التشبع صغيرة ، وبالتالي فإن اللون ليس مشرق بما فيه الكفاية. والآخر هو إمدادات الطاقة ، أساسا TFT (ترانزيستور فيلم رقيقة). كل بلورة سائلة هي في الواقع ترانزستور يمكن أن ينبعث منه ضوء ، وبالتالي لا يعتبر البلورة السائلة بالمعنى الدقيق للكلمة. يتكون عرض الكريستال السائل من العديد من بلورات السائلة. مرتبة في صفيف ، في شاشة بلورية سائلة أحادية اللون ، بلورة واحدة سائلة هي بكسل ، وفي شاشة بلورية سائلة ملونة ، يتم تشكيل كل بكسل بثلاث بلورات سائلة من الأحمر والأخضر والأزرق ، ويمكن اعتبار كل بلورة سائلة هناك سجل 8 بت وراء ذلك. تحدد قيمة السجل سطوع كل من خلايا البلورات السائلة الثلاثة ، لكن قيمة السجل لا تدفع مباشرة سطوع الخلايا البلورية السائلة الثلاثة ، ولكن من خلال "لوحة" للوصول إليها. ليس عمليًا تجهيز كل بكسل بسجل فعلي. في الواقع ، يتم استخدام سطر واحد فقط من السجلات. ترتبط هذه السجلات بكل سطر من البكسل في المقابل ويتم تحميل محتويات الخط. يتم تشغيل خط البداية مرة واحدة لعرض إطار كامل.
تبدو البلورة السائلة وكأنها سائل من شكله ومظهره ، ولكن تركيبه الجزيئي البلوري يظهر شكلا صلبا. مثل المعدن في المجال المغناطيسي ، عندما تتعرض إلى حقل كهربائي خارجي ، تنتج جزيئاتها ترتيبًا مرتبًا بدقة ؛ إذا تم ضبط ترتيب الجزيئات بشكل صحيح ، ستسمح جزيئات الكريستال السائل للضوء بالاختراق ؛ يمكن أن يتم تحديد المسار الذي يمر من خلال الضوء من خلال البلورة السائلة يتم تحديده من خلال ترتيب جزيئاتها ، والتي هي مرة أخرى ميزة للمواد الصلبة. البلورة السائلة عبارة عن مركب عضوي يتكون من جزيئات طويلة على شكل قضبان. في الحالة الطبيعية ، تكون المحاور الرئيسية لهذه الجزيئات على شكل قضيب متوازية تقريباً. السمة الأولى للشاشة الكريستالية السائلة (LCD) هي أنه يجب سكب الكريستال السائل بين طائرتين رفيعتين للعمل بشكل طبيعي. الأخاديد في هاتين الطائرتين متعامدة مع بعضها البعض (تقاطعات 90 درجة). بمعنى أنه إذا تم محاذاة الجزيئات في مستوى واحد في اتجاه الشمال إلى الجنوب ، يتم ترتيب الجزيئات في المستوى الآخر في اتجاه الشرق إلى الغرب ، ويتم إجبار الجزيئات الواقعة بين الطائرتين على حالة ملتوية بمقدار 90 درجة . نظرًا لأن الضوء ينتقل في اتجاه الجزيئات ، يتم أيضًا إلتواء الضوء 90 درجة خلال البلورة السائلة. ومع ذلك ، عندما يتم تطبيق فولطية على البلورة السائلة ، سيتم إعادة ترتيب الجزيئات رأسياً بحيث يمكن إنبعاث الضوء مباشرة دون أي تواء. السمة الثانية لشاشات الكريستال السائل هي أنها تعتمد على مرشحات الاستقطاب والضوء نفسه ، والضوء الطبيعي متباعد بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات ، ومرشح الاستقطاب هو في الواقع سلسلة من الخطوط المتوازية الممتازة. تشكل هذه الخطوط شبكة تحجب كل الضوء غير الموازي لهذه الخطوط. خطوط مرشح الاستقطاب متعامدة تمامًا مع الأولى ، لذلك يمكنها منع تلك الأشعة التي تم استقطابها تمامًا. فقط إذا كانت خطوط المرشحتين متوازيتين تمامًا ، أو تم إلتواء الضوء نفسه لمطابقة مرشح الاستقطاب الثاني ، يمكن للضوء أن يخترق.
يتكون LCD من مرشحين مستقطبين متعامدين مع بعضهما البعض ، لذا في ظل الظروف العادية ، يجب حظر جميع الضوء الذي يحاول اختراقه. ومع ذلك ، نظرًا لأن الفلترين يمتلئان بالبلورات السائلة الملتوية ، بعد المرور خلال الفلتر الأول ، يتم جدل جزيئات الكريستال السائل بمقدار 90 درجة ، ثم تمر في النهاية من خلال الفلتر الثاني. من ناحية أخرى ، إذا تم استخدام فولطية على البلورة السائلة ، فسيتم إعادة ترتيب الجزيئات وتوازيها تمامًا ، بحيث لن يتم إلتفاف الضوء مرة أخرى ، لذلك يتم حظره بواسطة الفلتر الثاني. باستخدام تقنية TDDI Synaptics كمثال ، يتم دمج وحدة التحكم باللمس وشاشة العرض في شريحة واحدة ، مما يقلل من عدد المكونات ويبسّط التصميم. يدعم جهاز ClearPad 4291 تصميمًا مدمجًا متعدد النقاط ، مما يلغي الحاجة إلى مستشعرات تعمل باللمس منفصلة بسبب استخدام الطبقات الموجودة في شاشات الكريستال السائل (LCD). يأخذ جهاز ClearPad 4191 خطوة أخرى إلى الأمام ، وذلك باستخدام الأقطاب الكهربائية الموجودة في LCD ، وبالتالي تحقيق بنية نظام أكثر إيجازًا. كلا الحلين يجعل الشاشة التي تعمل باللمس أكثر نحافة وإضاءة أكثر سطوعًا ، مما يساعد على تحسين جماليات تصميم الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. بالنسبة لشاشة الكريستال السائل العاكسة TN (الملتوية Nematic) ، فإن البناء يتكون من الطبقات التالية: مرشحات استقطاب ، زجاج ، أقطاب كهربائية عمودية وأفقية معزولة وشفافة ، بلورات سائلة ، أقطاب كهربائية ، زجاج ، فلاتر مستقطبة ، عاكسات.
