लिक्विड क्रिस्टल्स!

एलसीडी तंत्रज्ञानात पा-यासारख्या द्रवरूपी पण एकदम लवचिक आणि एकत्र करून जवळजवळ घनरूप धारण करणाऱ्या छोट्या गोळ्यांचा वापर केलेला असतो. या गोळ्यांना 'लिक्विड क्रिस्टल्स' असं म्हणतात. या 'लिक्विड क्रिस्टल्स'चा शोध १८८८ साली ऑस्ट्रियातला वनस्पतीशास्त्रज्ञ रिनीट््झरने लावला. या शोधाची कहाणी गंमतशीरच आहे...

कृष्णधवल स्क्रीन्स कसे चालतात हे आपण जाणतोच. अलिकडे मात्र सगळे स्क्रीन्स रंगीत असतात. आपल्याला माहीत आहे की क ुठलाही रंग हा लाल (रेड), हिरवा (ग्रीन), आणि निळा (ब्लू) यांच्या वेगवेगळ्या तीव्रतांच्या मिश्रणातून निर्माण होतो. आता यातल्या प्रत्येक रंगाच्या तीव्रतेसाठी आपण प्रत्येकी ८ बिट्स ठेवले तर २४ बिट्समध्ये आपल्याला कुठलाही बिंदू कसा दाखवायचा हे ठरवता येतं. त्यामुळे 'फ्रेम बफर' आणि डिस्क यांची मेमरी जास्त लागते. जेव्हा ते चित्र काढायचं असतं तेव्हा ते बिट्स 'फ्रेम बफर'मध्ये आणायचे. आता प्रत्येक बिटसाठी लागणारे २४ बिट्स वाचून त्याचे आठ- आठचे तुकडे पाडायचे. आणि आता एकच आणखी फरक करायचा. तो म्हणजे एका इलेक्ट्रॉन गनऐवजी तीन गन्स ठेवायच्या. लाल, हिरवा अाणि निळा यांच्यासाठी प्रत्येकी एक. अाणि त्या ८ बिट्सप्रमाणे त्या गनमधून निघणाऱ्या इलेक्ट्रॉन्सची तीव्रता कमीजास्त करायची. यानंतर स्क्रीनवरच्या त्याच पिक्सेलमध्ये त्या तीनही गन्समधल्या इलेक्ट्रॉनच्या फवाऱ्यातल्या मिश्रणातून पुन्हा आपल्याला तो मिश्रित रंग मिळतो.

अलिकडे या 'सीआरटी' पडद्यांपेक्षा 'लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले' किंवा 'एलसीडी' पडद्याला जास्त मागणी असते. आपण जेव्हा फ्ॅलट टीव्ही किंवा फ्ॅलट मॉनिटर असलेला कम्प्युटर, डिजिटल घड्याळं, मायक्रोवेव्ह ओव्हन वगैरे बघतो तेव्हा त्यातलं तंत्रज्ञान एलसीडी असतं. सीआरटी पडदे अर्थात खूपच बोजड असतात. तर एलसीडी पडदे एकदम पातळ आणि वजनाला हलके. एलसीडी तंत्रज्ञानात पाऱ्यासारख्या दवरूपी पण एकदम लवचिक आणि एकत्र करून जवळजवळ घनरूप धारण करणाऱ्या छोट्या गोळ्यांचा वापर केलेला असतो. या गोळ्यांना 'लिक्विड क्रिस्टल्स' असं म्हणतात. या 'लिक्विड क्रिस्टल्स'चा शोध १८८८ साली ऑस्ट्रियातला वनस्पतीशास्त्रज्ञ रिनीट््झरने लावला. या शोधाची कहाणी गंमतशीरच आहे. प्राग विद्यापीठात कोलेस्ट्रॉलवर प्रयोग करताना कोलेस्ट्रॉलचा 'मॉलिक्युलर फॉर्म्युला' कसा असतो हे त्याला शोधायचं होतं. हे शोधण्यासाठी कुठल्याही पदार्थाचा 'बॉइलिंंग पॉइंट' किंवा तो कोणत्या तपमानाला वितळतो , हे बघावं लागतं. कारण त्यातून त्या पदार्थाचे गुणधर्म कळतात. त्यावेळी रिनीट्झरच्या लक्षात आलं, की या पदार्थाला जणू दोन बॉइलिंग पॉइंटस् आहेत! एका बॉइलिंग पॉइंटला घनरूपी क्रिस्टलचं जाडसर दवरूपात रूपांतर होतं, आणि पुढे त्याचं रूपांतर दुसऱ्या बॉइलिंग पॉइंटला पातळ दवात होतं! यामुळे गोंधळात पडलेल्या रिनीट्झरने जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ ओट्टो लेहमनला यात लक्ष घालण्याची विनंती केली. त्यावेळी लेहमनने जाडसर दवरूपाच्या अवस्थेला 'लिक्विड क्रिस्टल्स' असं नाव दिलं आणि या स्थितीला घन आणि दव अशा दोन्ही स्थितींचे गुणधर्म असल्याचं सांगितलं. या क्रिस्टल्सच्या गोळ्या दोन काचांच्या मध्ये भरलेल्या असतात. या दोन काचांपैकी एक आपल्याला 'पडदा' म्हणून दिसते. तर दुसरी काच आतल्या भागात असते. एलसीडीचे अनेक प्रकार असले तरी 'अॅक्टिव्ह मॅट्रिक्स' हा प्रकार सवोर्त्तम मानला जातो.

' अॅक्टिव्ह मॅट्रिक्स' एलसीडी तंत्रज्ञानात प्रत्येक पिक्सेलसाठी एक ट्रान्झिस्टर वापरला जातो. त्यामुळे पिक्सेल्सना अतिशय अचूकपणे दाखवता किंवा लपवता येतं. साहजिकच या स्क्रीनचा दर्जा चांगला असतो. १९७२ साली अमेरिकेत पीटर ब्रॉडी याने प्रथमच अॅक्टिव्ह एलसीडी स्क्रीन तयार केला. आता जगभर विकल्या जाणाऱ्या २० कोटी टीव्ही सेट्सपैकी साधारण निम्मे टीव्ही सेट्स एलसीडी असतात. त्यात दोन्ही काचांवर अगदी छोटेछोटे ठिपके (पिक्सेल्स) असतात. तर या प्रत्येक ठिपक्याला पडद्यावर दाखवायचं आहे का नाही, आणि असेल तर कोणत्या रंगात, याचा विचार करून आतल्या काचेवरच्या ठिपक्याला त्याप्रमाणात रंगवलं जातं. हेच ठिपके दोन काचांमधल्या त्या लिक्विड क्रिस्टल्सना कमीजास्त प्रमाणात इकडून तिकडे पळवतात. त्याचप्रमाणात त्याचे पडसाद बाहेरच्या पडद्यावर उमटतात, आणि आपल्याला हवं तसं चित्र दिसतं. 'लिक्विड क्रिस्टल्स'चा एक मजेशीर गुणधर्म म्हणजे साधारणत: ते पारदर्शक असतात., पण जेव्हा त्यांच्यावर आपण इलेक्ट्रॉन फवारतो , तेव्हा ते अपारदर्शक होतात! पण सीआरटी मध्ये जसे फॉस्फरसचे कण प्रकाश दाखवतात तसं एलसीडीमध्ये लिक्विड क्रिस्टल्सचं नसतं. त्यामुळे एलसीडी मॉनिटर्सवरची अक्षरं वाचणं कठीण होतं. त्यावर उपाय म्हणून एलसीडी मॉनिटर्सना वेगळा प्रकाश लागतो. त्यासाठी 'बॅकलाइट' वापरून लॅपटॉप वगैरेचे स्क्रीन्स ही अडचण दूर करतात. एलसीडी स्क्रीनमध्ये १६:९ किंवा ४:३ असा 'अॅस्पेक्ट रेशो' असतो. म्हणजे आपल्याला स्क्रीनवर दिसत असणाऱ्या चित्राची रूंदी : लांबी हे गुणोत्तर अर्थातच उंचीच्या तुलनेत चित्राची रूंदी जितकी जास्त तितका 'अॅस्पेक्ट रेशो' सुध्दा जास्तच. ४:३ हा 'अॅस्पेक्ट रेशो' सर्वसाधारणपणे टीव्ही आणि कम्प्युटर्सच्या स्क्रीनसाठी वापरला जातो. पण आणखी चांगल्या दर्जाच्या चित्रांचं प्रसारण करणाऱ्या 'हाय डेफिनेशन टीव्ही' किंवा 'एचडीटीव्ही'चा 'अॅस्पेक्ट रेशो' १६:९ असतो. १६:९ च्या 'अॅस्पेक्ट रेशो'मध्ये मूळ चित्राला आडवं 'ओढल्यासारखं' केल्याने त्यात चित्राचे बारकावे अजून छान दिसतात. 'एचडीटीव्ही'मध्ये एकूण १२५० रांगांमध्ये पडद्यावरचे ठिपके दाखवले जातात. आपल्या नेहेमीच्या टीव्हीत ठिपक्यांच्या ५२५ रांगा असतात. म्हणून 'एचडीटीव्ही'त चित्राचे जवळजवळ दुपटीने बारकावे दिसतात. म्हणजेच त्याचा दर्जा नेहमीच्या टीव्हीपेक्षा दुप्पट चांगला असतो! अलिकडे 'प्लाझ्मा स्क्रीन्स' खूपच लोकप्रिय होताहेत. यात दोन इलेक्ट्रोडस्मध्ये भरलेल्या निऑन आणि झेनॉन या वायुंच्या मधून वीजप्रवाह जातो. त्यामुळे या वायूंमधले अणु अल्ट्राव्हॉयलेट किरणं सोडायला लागतात. ही किरणं पडद्यावरच्या फॉस्फरसच्या कणांवर आदळतात. त्यामुळे सीआरटीत होतं त्याप्रमाणे इथेही प्रकाश दिसतो. एलसीडी आणि प्लाझ्मा स्क्रीन्सची जाडी दोन इंचांपेक्षा पण कमी असते. त्यामुळे ते चक्क पेंटींग्ज् सारखे भिंतीवर टांगता येतात !