Kristal Cair

Konsep dasar Kristal Cair

Kristal cair merupakan material yang memiliki fase yang berada di tengah-tengah antara fase padat dan cair. Fase ini memiliki sifat-sifat padat dan cair secara bersama-sama. Molekul- molekulnya memiliki arah yang sama seperti sifat padat, tetapi molekul-molekul itu dapat bergerak bebas seperti pada cairan. Fase kristal cair ini berada lebih dekat dengan fase cair karena dengan sedikit penambahan temperatur (pemanasan), fasenya langsung berubah menjadi cair. Sifat ini menunjukkan sensitivitas yang tinggi terhadap temperatur. Sifat inilah yang menjadi dasar utama pemanfaatan kristal cair dalam teknologi. (Yohanes.S,2010)

Molekul yang dapat menjadi kristal cair memiliki fitur struktur umum dengan satuan struktural planar semacam cincin benzen.

 
Jenis Kristal cair (I.W.Hamley,2000)
Berdasar karakteristiknya:

• Thermotropik

Kristal cair yang menunjukan perubahan transisi fase ketika mengalami perubahan suhu.

• Liotropik

Kristal cair yang menunjukan perubahan transisi fase sebagai fungsi konsentrasi mesogen dalam suatu pelarut dan suhu.
Berdasar Strukturnya

1. Smektik

Kristal cair yang menampilkan beberapa posisi sekaligus. Pusat massa molekulnya terletak dalam lapisan yang membatasi geraknya. Fase ini terjadi pada suhu dibawah suhu aktivasi kristal nematik. Tahap kristal cair smektik :
1. Smektik A : molekul-molekul diatur sepanjang lapisan normal.
2.  Smektik C : molekul dimiringkan.
3. Smektik I dan F : molekul dimringkan secara heksagonal.

2. Nematik

Kristal cair yang memiliki orientasi berurutan secara memanjang.

3. Kholesterik

Jenis Kristal cair Nematik (Yohanes.S,2010)

1. Twisted Nematic (TN): Strukturnya terpilin secara alamiah

Pemanfaatannya secara umum digunakan pada layar LCD dengan mekanisme pemasangan Sandwich

kristal cair TN (D) diletakkan di antara dua elektroda (C dan E) yang dibungkus lagi (seperti sandwich) dengan dua panel gelas (B dan F) yang sisi luarnya dilumuri lapisan tipis polarizing film. Lapisan A merupakan cermin yang dapat memantulkan cahaya yang berhasil menembus lapisan-lapisan sandwich LCD. Kedua elektroda dihubungkan dengan batere sebagai sumber arus. Panel B memiliki polarisasi yang berbeda 90⁰ dari panel F.

Cara kerja:

Cahaya masuk melewati panel F sehingga terpolarisasi. Saat tidak ada arus listrik, cahaya lewat begitu saja menembus semua lapisan, mengikuti arah pilinan molekul-molekul TN (90⁰), sampai memantul di cermin A dan keluar kembali. Tetapi ketika elektroda C dan E (elektroda kecil berbentuk segi empat yang dipasang di lapisan gelas) mendapatkan arus, kristal cair D yang sangat sensitif terhadap arus listrik tidak lagi terpilin sehingga cahaya terus menuju panel B dengan polarisasi sesuai panel F. Panel B yang memiliki polarisasi yang berbeda 90⁰ dari panel F menghalangi cahaya untuk menembus terus. Karena cahaya tidak dapat lewat, pada layar terlihat bayangan gelap berbentuk segi empat kecil yang ukurannya sama dengan elektroda E (berarti pada bagian tersebut cahaya tidak dipantulkan oleh cermin A).

 

gb. Cahaya mengikuti pilinan (tanpa arus)

 

Gb.Cahaya mengikuti pola tak terpilin(ada arus)

Sifat unik yang dapat langsung bereaksi dengan adanya arus listrik ini dimanfaatkan sebagai alat ON/OFF LCD. Tetapi sistem ini masih membutuhkan sumber cahaya dari luar. Komputer dan laptop biasanya dilengkapi dengan lampu fluorescent yang diletakkan di atas, samping, dan belakang sandwich LCD supaya dapat menyebarkan cahaya (backlight) sehingga merata dan menghasilkan tampilan yang seragam di seluruh bagian layar.

2. Super Twisted Nematic (STN)

STN adalah jenis kristal nematik yang dipilin melebihi 90⁰. Semakin besar derajat pilinannya maka potensial yang dibutuhkan semakin kecil. Pilinan yang menunjukan beda potensial paling kecil adalah 270⁰.Prosentase beda potensial pada STN 270⁰ ditujukan pada grafik:

Pustaka

I.W. Hamley, 2000, Introduction to Soft Matter,Polymers, Colloids, Amphiphiles and Liquid Crystals.ISBN: 978-0-471-89952-5

Pasechnik.S.V,Etc, 2007, Liquid Crystals, Wiley-VCH : New York

Yohanes.S.,2010, Bagaimana Cara Kerja LCD, Majalah Tekno Ristek edisi Januari 2010

About these ads