Comment fonctionnent les écrans LCD (affichages à cristaux liquides)?

 

par lionel6 |

     
Comment fonctionnent les écrans LCD (affichages à cristaux liquides)?

Depuis la découverte de leur véritable potentiel, les cristaux liquides ont révolutionnés le monde. Les écrans LCD, ou affichages à cristaux liquides, sont utilisés dans de nombreux appareils technologiques comme les écrans d'ordinateurs ou de téléphones portables.

Étapes de réalisation

1.

Les écrans LCD (liquide crystal device) utilisent une technologie d'affichages à cristaux liquides. Ils ont vu le jour dans le années 60-70 et sont le résultat de recherches pointues de chercheurs tels que le physicien français Pierre-Gilles De Gennes.

2.

Comment fonctionnent les écrans LCD (affichages à cristaux liquides)?

Que sont des cristaux liquides?
Les cristaux liquides sont faits de longues molécules assez rigides. Ils possèdent une forte tendance à s'aligner parallèlement les uns par rapports aux autres.

3.

Les cristaux liquides peuvent se positionner selon trois structures: les nématiques, les smectique, et les cholestériques.

4.

Ce sont les arrangements nématiques qui permettent de fabriquer des affichages à cristaux liquides.

5.

Comment fonctionnent les écrans LCD (affichages à cristaux liquides)?

Structures nématiques:
C'est une arrangement des molécules toutes parallèles entre elles. Il n'y a par contre pas de condition sur la position du centre de chacune des molécules.

6.

Comment fonctionnent les écrans LCD (affichages à cristaux liquides)?

Les écrans à cristaux liquides sont composés de deux polariseurs croisés (polarisation perpendiculaire l'une par rapport à l'autre) qui emprisonnent entre eux des cristaux liquides nématiques.

Un polariseur est un système qui permet de donner à de la lumière un état de polarisation. Dans notre cas on s'intéresse aux polariseurs linéaires: ils séparent deux composantes de la lumière perpendiculaires l'une à l'autre.

7.

Un système permet d'orienter les molécules de cristaux liquides en contact avec le polariseur parallèlement à la direction de polarisation.

8.

Ainsi, les cristaux liquides en contact avec le premier polariseur sont perpendiculaires aux cristaux liquides en contact avec le second polariseur (puisque les polariseurs sont croisés)

9.

La transition d'orientation des cristaux liquides entre les plans est relativement continue:
A chaque fois qu'on passe d'un plan à l'autre, l'orientation du deuxième est plan presque parallèle au premier mais pas tout à fait, de sorte qu'au bout du compte l'orientation ai tourné de 90 degrés.

10.

Directement entre les cristaux liquides et chacun des polariseurs se trouvent un système d'électrodes. Ceux-ci permettent d'appliquer des tensions (champ électrique) localisées dans les cristaux liquides indépendamment les unes des autres.

11.

En l'absence de champ électrique, les cristaux liquides sont orientés tel qu'il a été dit précédemment.

Lorsque la lumière passe par la premier polariseur sa polarisation est parallèle à l'alignement des cristaux du plan directement en contact avec le premier polariseur. Sa polarisation va tourner avec l'orientation des cristaux liquides au fur et à mesure qu'elle se propage. Au final elle aura subit une rotation de 90 degrés et ressorti ainsi par le second polariseur.

La lumière est passée => zone éclairée.

12.

Comment fonctionnent les écrans LCD (affichages à cristaux liquides)?

Lorsque les électrodes appliquent un champ électrique, les cristaux liquides vont s'orienter dans la champ, perpendiculairement aux plaques des polariseurs.

Lorsque de la lumière passe par le premier polariseur, sa polarisation ne subit dans ce cas aucune rotation et ainsi le second polariseur l'absorbe.

La lumière n'est pas passée => zone sombre.

13.

Comment fonctionnent les écrans LCD (affichages à cristaux liquides)?

On forme une image par une succession de points (pixels) sombres et clairs. Ce principe est celui des écrans noir et blanc.

14.

L'affichage en couleur repose sur la même principe. Il possède cependant des petites différences comme la particularité d'avoir 3 électrodes par pixels (contre 1seul pour l'affiche noir et blanc).

Chacune de ces trois électrode contrôle l'intensité de trois faisceau lumineux: rouge, vert, bleu. La couleur du pixel correspond à l'addition de ces trois couleurs en intensités différentes.

Sur le même thème

jennifer568

Comment se produit une éclipse solaire ?

Dès qu'il se produit une éclipse solaire, nous sommes tous à nos fenêtres parés de nos lunettes mais savez vous de quel manière elles se produisent ?

superbetty-boop

Comment en savoir plus sur le beurre karité ?

Que connait-on finalement sur le beurre de karité ? Le karité, appelé wolof « l'arbre à beurre », pousse dans les savanes boisées, sur les pentes des collines ou sur les plateaux de toute l'Afrique de l'ouest. Cet arbre est particulièrement proté

Fabrice MVondo

Comment faire de la lumière avec du quartz ?

Le quartz est une pierre piézo-électrique qui peut produire une petite lumière si elle soumise à une pression physique ou un stress. Théoriquement, cela est causé par la capacité de la pierre à créer de l'électricité à partir de la séparation

Chercher un article sur Comment fait-on

Derniers articles Sciences exactes