Московское время
:
EUR 74.90 USD 65.99
Курс валют на 17.11.2018
Технологии / Авторские материалы

Ученые разработали материал для нового типа жидкокристаллических дисплеев

Команда из физического факультета МГУ совместно со своими зарубежными коллегами разработала новый жидкокристаллический материал с высоким потенциалом в качестве основы для более ярких, быстрых энергосберегающих дисплеев с более высоким разрешением. Результаты работы были опубликованы в журнале «Расширенные функциональные материалы».



Изображения на ЖК-дисплее состоят из множества пикселей, наименьших физических элементов жидкокристаллического дисплея. Каждый пиксель обычного ЖК-дисплея на основе нематических жидких кристаллов (NLC) объединяет три подпикселя: красный, синий и зеленый. Материал LCD в каждом пикселе является, по сути, цветным фильтром, образующим подобную сэндвич-структуру, в которой «заполнение» образовано двумя слоями с прозрачными электродами внутри и жидким кристаллом между ними, а «хлеб» сэндвича состоит из поляризаторов, которые производят линейную поляризацию от света, но в перпендикулярных направлениях.

Каждый пиксель жидкокристаллического дисплея имеет ориентацию перпендикулярной молекулы на противоположных слоях. Первый поляризатор создает линейную поляризацию света в определенном направлении. Без электрического поля плоскость поляризации света вращается на 90 градусов между слоями, так что плоскость поляризации на выходе ячейки совпадает с плоскостью поляризации второго поляризатора. В этом случае свет распространяется через ячейку, а пиксель становится ярким. При приложении электрического поля все молекулы ориентированы вдоль него, а вращение плоскости поляризации света между слоями отсутствует. По этой причине второй поляризатор отсекает почти весь свет, распространяющийся через ячейку, и клетка становится темной. Цвет в обычных дисплеях формируется красным, синим или зеленым освещением каждого конкретного субпикселя, тогда как жидкий кристалл внутри каждого пикселя либо прозрачен (если напряжение выключено), либо поглощается (если напряжение включено) для света. В конце концов, цветное изображение формируется определенной комбинацией красных, синих и зеленых подпикселей. Этот принцип был разработан советским физиком Всеволодом Фредериком и в настоящее время используется на большинстве ЖК-устройств.



«Мы разработали жидкокристаллический материал другого типа - сегнетоэлектрический жидкий кристалл (FLC), который устойчив к механическому напряжению (основная проблема в FLC). FLC обладает спонтанной электрической поляризацией, что позволяет увеличить скорость работы в несколько раз. Материалы FLC позволяют использовать полевой последовательный цветной дисплей, при котором красный, синий и зеленый свет усредняются глазами человека во времени, но не в пространстве», - говорит Александр Емельяненко, профессор Российской академии наук.

Материал, разработанный учеными, имеет стабильную структуру FLC в широком диапазоне температур, что делает его устойчивым к их колебаниям. В новых дисплеях все три цвета подсветки могут быть активированы с определенной быстрой последовательностью по всему экрану, тогда как каждый жидкокристаллический пиксель может быть «открыт» и «закрыт» быстрее.

Эксперименты показали, что замена трех субпикселей на один позволяет аудитории наслаждаться более реалистичными, контрастными и яркими изображениями без размытия цвета.

Обычные ЖК-дисплеи, основанные на NLC, поглощают около 2/3 задней подсветки благодаря использованию трех отдельных цветовых фильтров, встроенных в структуру дисплея для создания полноцветного изображения. Такие дисплеи требуют более мощных источников света. В новых дисплеях каждый пиксель будет открыт для распространения света в определенное время, что необходимо для смешения цветов во времени.



«Разработка полевых последовательных цветных дисплеев сделает их производство значительно дешевле и улучшит их оптические характеристики, такие как яркость, цветовая гамма и разрешение (поскольку каждый пиксель будет работать сам по себе, а не как один из трех подпикселей). Это также помогает экономить до 70 процентов энергии, потребляемой дисплеем, поскольку источник света может быть намного менее ярким, не влияя на яркость экрана», - заключает Александр Емельяненко.

Отметим, что над разработкой новых кристаллов работают ученые со всего мира. Так, группа физиков из Университета Центральной Флориды (University of Central Florida) разработала технологию, которая в три раза улучшает качество изображения ЖК-дисплеев. Если в стандартных дисплеях разрешение составляет 500 пикселей на дюйм, то применение новых кристаллов позволит увеличить показатель до 1500 пикселей на дюйм.

Ранее инсайдеры сообщали о том, что iPhone 9 будет оснащен жидкокристаллическим дисплеем.

Читайте также: Самый надежный флагман: Обзор нового HTC U12

Автор: Сергей Сидорин


Читайте также
Добавление комментария
Последние новости