ลักษณะทางกายภาพของหน้าจอ LCD

หน้าจอ LCD ใช้คริสตัลเหลวเป็นส่วนประกอบหลัก เนื่องจากคริสตัลเหลวอยู่ระหว่างสถานะของแข็งและของเหลว จึงไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติทางแสงของคริสตัลของแข็งเท่านั้น แต่ยังมีลักษณะการไหลของของเหลวด้วย จึงอาจกล่าวได้ว่าเป็นเฟสกลาง เพื่อทำความเข้าใจเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกที่เกิดจากคริสตัลเหลว จำเป็นต้องอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพของคริสตัลเหลว รวมถึงความหนืด ความยืดหยุ่น และความสามารถในการเกิดโพลาไรซ์
จากมุมมองของกลศาสตร์ของไหล ความหนืดและความยืดหยุ่นของผลึกเหลวสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นของเหลวที่มีคุณสมบัติในการจัดตำแหน่ง และควรมีผลกระทบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับทิศทางของแรงที่ใช้ เหมือนกับการโยนไม้สั้นลงไปในแม่น้ำที่ไหล ไม้สั้นจะไหลไปพร้อมกับน้ำในแม่น้ำ ดูยุ่งเหยิงในตอนแรก หลังจากนั้นไม่นาน แกนยาวของไม้สั้นทั้งหมดจะจัดตำแหน่งตามทิศทางการไหลของน้ำในแม่น้ำโดยธรรมชาติ ซึ่งบ่งบอกถึงโหมดการไหลที่มีความหนืดต่ำที่สุดและแบบจำลองทางกายภาพที่มีพลังงานอิสระของการไหลต่ำที่สุด นอกจากนี้ ผลึกเหลวไม่เพียงแต่แสดงปฏิกิริยาหนืดเท่านั้น แต่ยังแสดงปฏิกิริยายืดหยุ่นด้วย ซึ่งทั้งหมดนี้แสดงผลในทิศทางตอบสนองต่อแรงภายนอก ดังนั้น เมื่อแสงเข้าสู่วัสดุผลึกเหลว แสงจะเคลื่อนที่ไปตามการจัดเรียงของโมเลกุลผลึกเหลวอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์การเบี่ยงเบนตามธรรมชาติ สำหรับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลผลึกเหลว โมเลกุลทั้งหมดมีความสามารถในการจับคู่อิเล็กตรอนที่แข็งแกร่ง ดังนั้น เมื่อโมเลกุลคริสตัลเหลวถูกทำให้สัมผัสกับสนามไฟฟ้าภายนอก โมเลกุลดังกล่าวจะเกิดโพลาไรซ์ได้ง่าย ทำให้เกิดไดโพลเหนี่ยวนำ ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลคริสตัลเหลวด้วย จอแสดงผลคริสตัลเหลวที่ใช้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปใช้เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกของคริสตัลเหลว ซึ่งควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าภายนอก และผ่านคุณสมบัติการหักเหของแสงของโมเลกุลคริสตัลเหลวและความสามารถในการหมุนแสง เพื่อให้ได้ความสว่างและความมืด (หรือคอนทราสต์ที่เรียกว่าทัศนศาสตร์ภาพ) จึงบรรลุวัตถุประสงค์ของการสร้างภาพ