액정이란
LCD는 광학적으로 수동형으로, 스스로 발광하지 않기 때문에 전력을 거의 소비하지 않습니다. 그렇기 때문에 백라이트가 없는 LCD를 주로 사용하는 휴대용 계산기의 경우, 작은 태양광 패널이나 저용량 배터리 만으로도 긴 수명을 갖습니다. 스스로 빛을 내지 않기 때문에 대부분의 LCD의 경우 후면에 백라이트를 두고, 전면에 액정을 두어 액정이 전기신호에 따라 빛을 차단하거나 통과시키는 방식으로 빛을 냅니다.
액정은 고체와 액체의 성질을 동시에 가지는 물질로, 평상시에는 액정이 불규칙적으로 배열되어 편광판을 통과한 빛의 방향을 비틀어 수직으로 세워진 편광판을 통과하게 하지만, 전류가 흐를 때는 액정의 배열이 규칙적으로 변화하여 2차 편광판에서 빛이 걸러지게 됩니다.
하나의 화소는 두 개의 투명 전극이 연결된 액정으로 되어 있고, 양쪽에는 서로 수직인 편광 필터가 있습니다. 평상시에는 액정의 불규칙한 배열이 빛의 진동방향을 바꾸어 한번 편광판에 걸러진 빛이 다음 편광판을 통과 할 수 있도록 하지만, 전압을 가하면 액정의 배열이 한 패턴으로 고정되어 한번 편광판을 통과한 빛이 첫 번째 편광판과 수직으로 배열된 두 번째 편광판을 통과하지 못하고 차단됩니다. 이런 특징을 가진 LCD는 백라이트를 사용하며, 액정의 편광정도를 조절하여 화면의 밝기를 조정합니다.
음극선관(CRT)와 달리 넓은 공간을 필요로 하지 않는 구조 덕분에 LCD 디스플레이는 이전의 디스플레이보다 얇은 두께와 선명한 화질을 가질 수 있습니다. 액정을 이용한 LCD디스플레이가 상용화되면서 디스플레이의 크기가 점점 작아지게 되어 결국 핸드폰과 같은 소형 전자기기에서 다양한 시각적 정보를 전달할 수 있게 되었습니다.
액정 분류
액정의 분류 : 액정상에서 분자는 특수한 배열을 하고 있습니다. 자연상태의 액정은 약 3,000여종 이상이 있으나, 디스플레이로서 실용화된 것은 배열구조의 차이에 따라 스메틱(smectic), 네마틱(nematic),콜레스테릭(cholesteric) 등의 종류로 크게 분류할 수 있습니다. 액정이 나타내는 광학적 성질은 액정의 종류에 따른 분자 구조의 차이에 따라 달라지게 됩니다.
스메틱
스메틱 액정은 막대 모양의 분자가 층 모양의 구조를 형성하며 구성분자는 서로 평행으로 배열하여 각층의 면 위에 거의 수직으로 있는 구조입니다. 분자층 사이의 결합은 비교적 약하여 비누처럼 서로 미끄러지기 쉬운 특성을 가지며, 이 때문에 스멕틱 액정은 2차원적 유체의 성질을 나타냅니다. 그러나 보통의 액체에 비교하면 점도는 매우 높습니다.
네마틱
네마틱 액정은 막대모양의 분자가 서로 평행하게 배열하고 있지만 각각의 분자는 장축방향으로 비교적 자유로이 이동할 수 있으며, 층상 구조는 존재하지 않습니다. 이 때문에 유동성이 풍부하고 점도는 낮습니다. 네마틱상에는 실이 흘러가듯이 방향질서만 있고 위치질서는 없기 때문입니다.
콜레스테릭
액정상을 형성하는 분자들의 가장 일반적인 예들은 콜레스테롤과 밀접한 연관이 있기에 이들을 콜레스테릭 액정이라 부릅니다. 콜레스테릭상은 때로는 카이랄 네마틱 액정이라고도 부릅니다. '카이랄'이란 말은 단순히 비틀려 있다는 것을 의미하는데, 콜레스테릭 액정은 인접한 층 사이에서 분자축의 배열 방위가 약간씩 벗어나 있는 형태이며 액정전체로서는 나선구조를 하고 있기 때문에 붙은 이름입니다.
