Oamenii de ştiinţă au inventat un nou tip de cristal lichid care le va permite producătorilor de televizoare şi monitoare să tripleze rezoluţia ecranelor LCD şi să reducă, de asemenea, consumul de energie electrică al acestor dispozitive electronice.

Cristale lichide

Cristale lichide. Credit: Martelj/Wikimedia

Noul tip de cristal lichid este atât de eficient deoarece nu mai necesită filtrele de culoare care sunt utilizate în tehnologia actuală de realizare a ecranelor LCD. Doar prin această modificare constructivă se poate reduce  energia pierdută în timpul transmiterii luminii cu mai mult de 40%.

„Calculatoarele Mac de la Apple utilizează ecrane Retina care au o rezoluție de aproximativ 500 de pixeli pe inch”.

„Prin noua noastră tehnologie s-ar putea obţine o rezoluţie de 1.500 de pixeli pe inch. Această rezoluţie înaltă este foarte utilă în special pentru căştile de realitate virtuală (VR) sau pentru realitatea augmentată, acolo unde avem nevoie de o rezoluție ridicată pe un ecran mic,  pentru ca imaginile să fie clare atunci când le privim de aproape”, a declarat fizicianul Shin-Tson Wu de la University of Central Florida.

Ecranele LCD actuale utilizează o lumină albă de fundal cu LED-uri care este modulată de un strat subțire de cristale lichide nematice. Cristalele îşi modifică orientarea în funcție de tensiunea electrică aplicată.

Tranzistori de mici dimensiuni livrează tensiunea electrică necesară pentru transmiterea luminii de fundal cu LED-uri prin fiecare pixel din ecran, iar filtrele de culoare sunt aplicate pentru a genera pixeli având culoarea roșu, verde și albastru.

Noul cristal lichid de fază albastră (una din fazele de cristal lichid) nu mai necesită utilizarea filtrelor de culoare, datorită vitezei ridicate cu care acesta poate controla variaţia de culoare.

Potrivit lui Wu și echipei sale de cercetători, noul cristal lichid poate fi comutat de 10 ori mai repede decât un cristal lichid de tipul nematic, ceea ce înseamnă că în mai puțin de o milisecundă fiecare culoare LED poate fi trimisă prin „subpixeli” ai cristalului la momente diferite.

Pentru că un subpixel poate genera toate cele trei culori la un moment dat, aceasta înseamnă că prin această tehnologie se pot împacheta de trei ori mai mulți pixeli în același spațiu, în comparaţie cu ecranele LCD care folosesc cristale lichide nematice.

„Cu ajutorul filtrelor de culoare, culorile roșu, verde și albastru sunt generate în același timp”.

„În cazul cristalelor lichide de fază albastră, putem folosi un subpixel pentru a genera toate cele trei culori, dar la momente diferite. În acest fel putem tripla rezoluţia”, explică Wu.

Noua tehnologie este încă în faza de concept, dar dacă aceasta va putea fi integrată în televizoare și în monitoare atunci se va putea tripla rezoluţia ecranelor LCD şi se va economisi energie electrică, pentru că nu se vor mai folosi filtrele de culoare care limitează transmiterea luminii.

Cercetătorii au anunţat că filtrele de culoare pot limita transmitanţa luminii, adică cantitatea de lumină absorbită de o substanță, până la 30%, ceea ce înseamnă că doar 30% din lumina de fundal cu LED-uri este utilizată în ecranele LCD actuale la un moment dat.

Pe de altă parte, prin utilizarea noului tip de cristal lichid se poate obţine o transmitanţă a luminii de 74%, la o tensiune de funcționare de 15 volți pe pixel. În acest fel, noua tehnologie ar putea asigura rezoluția înaltă de care dezvoltatorii echipamentelor de realitate virtuală au nevoie cu disperare chiar acum.

Cu toate acestea, nu trebuie să ne facem speranțe până când nu vom vedea aceste lucruri pe piață.

„Creşterea rezoluţiei prin utilizarea noului tip de cristal lichid este foarte importantă, deoarece rezoluția ecranelor LCD bazate pe tehnologia actuală se apropie de limită”, a declarat Yuge Huang, un alt membru al echipei de cercetători.

Cercetarea a fost publicată în Optical Materiale Express.

Sursă: Science Alert