Окно или жидкокристаллический дисплей? Оптические затворы позволят устанавливать любой «вид из окна»

Оптические затворы

Тайное желание всех городских мечтателей – любоваться из окна офиса не на бетонные стены соседнего здания, а на волшебные природные пейзажи – скоро можно будет осуществить. Новая жидкокристаллическая технология позволит переключать дисплей между прозрачным и непрозрачным состоянием.

Полимерная сетка жидких кристаллов, легированных красителями, помещена на лист бумаги с отпечатанным рисунком. На левой картинке представлен дисплей в прозрачном «режиме», на левой – в непрозрачном. В прозрачном состоянии отпечатанное изображение хорошо видно благодаря высокой пропускающей способности ЖК дисплея. В непрозрачном состоянии изображение не просматривается, поскольку падающий свет рассеивается и поглощается.

Новая жидкокристаллическая технология, разработанная группой инженеров из Пусанского национального университета, позволяет переключать дисплей между прозрачным и непрозрачным состояниями. Переключение между прозрачным состоянием и изображением отнимает менее миллисекунды.

Ученые вынашивали идею создания прозрачного дисплея несколько лет. Однако обычные органические светодиоды не позволяли создать такую технологию.

«За прозрачным слоем обычно тоже находится какой-нибудь источник света, - поясняет руководитель исследования Тэ-Хун Юн, - из-за которого сложно достичь качественной затемненности дисплея».

Оптические затворы, в которых используются жидкие кристаллы, которые могут быть прозрачными или непрозрачными (рассеивать или поглощать падающий свет) – единственное подходящее решение, но оно также имеет ряд сложностей.

Например, в то время как эта технология позволяет повысить пропускную способность дисплея, оптические затворы, работающие на рассеяние, не могут обеспечить черный цвет дисплея, а оптические затворы, поглощающие свет, не могут полностью закрыть фон. Также эти оптические затворы недостаточно энергоэффективны и требуют постоянной подачи электроэнергии для поддержания прозрачного состояния. Последний недостаток – замедленное время реагирования на включение и выключение экрана.

Ученые из группы Тэ-Хун Юн пришли к выводу, что решить все эти проблемы можно следующим образом: режимы рассеяния и поглощения должны использоваться одновременно. Для этого инженерами была создана полимерная сетка жидких кристаллов, легированных дихроичными красителями.

Структура полимерной сети рассеивает падающий свет, который затем поглощается дихроичными красителями. Оптические затворы используют параллельную схему электродов, расположенных под и над вертикально расположенными жидкими кристаллами.

Когда электроды попадают в электрическое поле, оси молекул красителя располагаются параллельно падающему свету, что позволяет поглощать и рассеивать его. Это позволяет не пропускать свет с обратной стороны экрана: дисплей совершенно непрозрачен, и зритель видит качественное изображение.

На этом этапе разработки, помимо хорошего качества технологии, достигнута и значительная экономичность устройства: электричество необходимо только при включении непрозрачного состояния. А поскольку включение и выключение осуществляется при возникновении и устранении электрического поля, время отклика составляет менее одной миллисекунды – это намного быстрее, чем переключаются современные оптические затворы, где при выключении дисплея происходит медленная релаксация жидких кристаллов.

В планы рабочей группы входит повышение и снижение пропускной способности дисплея в прозрачном и непрозрачном состояниях, соответственно. Также планируется разработка бистабильного оптического затвора, который позволит затрачивать электроэнергию только при переключении между прозрачным и непрозрачным состояниями. 

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?