Российские и зарубежные ученые создали новый тип жидкокристаллических дисплеев с рекордно низким временем отклика и крайне малым энергопотреблением, говорится в статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.
"Создание дисплеев с последовательным во времени чередованием цветов подсветки значительно удешевит их производство и улучшит их характеристики. Каждый пиксель будет полноценным пикселем, а не комбинацией трех субпикселей, что позволит сэкономить до 70% энергии, потребляемой дисплеем, поскольку можно будет использовать гораздо менее яркий источник света, не уменьшая при этом яркость самого дисплея", — заявил Александр Емельяненко, физик из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.
Первые жидкокристаллические дисплеи появились примерно 50 лет назад, и с тех пор технологии их изготовления сделали огромный шаг вперед – подобные экраны постепенно научились выводить миллионы разных цветов и "рисовать" картинки, состоящие из нескольких миллионов пикселей.
Несмотря на то, что сегодня существует около десятка различных методик сборки ЖК-дисплеев, все они устроены и работают примерно одинаковым образом. Каждая точка на их экране представляет собой своеобразный "бутерброд" из жидких кристаллов и покрывающих их сверхтонких транзисторов.
Когда на такой транзистор подается напряжение, создаваемое им электрическое поле заставляет кристалл повернуться, изогнуться или поменять форму другим образом. Это открывает или закрывает путь лучам света, которые вырабатывает лампа подсветки, расположенная под этим "бутербродом", что и формирует изображение. Для получения цветной картинки инженеры покрывают пиксели специальными световыми фильтрами, которые пропускают только красный, синий или зеленый свет.
Американские и финские ученые превратили контактные линзы в дисплей
У подобного подхода есть несколько фундаментальных недостатков – жидкие кристаллы реагируют на колебания электрического поля далеко не мгновенно, что замедляет вывод и обновление картинки, а сами кристаллы или не пропускают весь свет в "открытом" состоянии, или не полностью блокируют его, что заметно понижает контрастность картинки и делает ее блеклой.
"Мы разработали другой тип материала — жидкокристаллический сегнетоэлектрик, обладающий спонтанной электрической поляризацией, благодаря которой быстродействие материала увеличивается на несколько порядков. Это необходимо для реализации другой идеи — дисплеев с последовательным во времени чередованием цветов подсветки, — продолжает Емельяненко.
Подобные жидкие кристаллы, как отмечают ученые, уже создавались отечественными и зарубежными химиками, однако они приобретали нужные свойства или при очень высоких температурах, или работали только в очень узком диапазоне температур.
Емельяненко и его коллеги смогли создать более удобную и интересную версию таких соединений, экспериментируя с различными соединениями бензола, многоатомными спиртами и прочей органикой. В конечном итоге им удалось создать жидкие кристаллы, способные самостоятельно преобразовать попадающий в них "белый" свет в лучи определенного цвета, и почти мгновенно реагирующие на изменения в силе электрического поля.
Используя это вещество, физики создали первый прототип дисплея, который выводит цветное изображение, поочередно выводя точки разных цветов. Благодаря высокой частоте обновления пикселей, превышающей 500 герц, эти цвета "перемешиваются" на сетчатке глаза и человек видит сверхчеткое полноцветное изображение.
Подобный подход, помимо фантастической скорости работы, интересен тем, что он позволяет снизить энергетические аппетиты дисплея в несколько раз, что особенно важно для мобильных устройств, где экран является главным потребителем энергии. Все это, как надеются ученые, позволит их детищу заменить или хотя бы потеснить обычные тонкопленочные ЖК-экраны, безраздельно доминирующие сегодня на рынке.
По информации https://ria.ru/science/20180314/1516319445.html
Обозрение "Terra & Comp".
