Prosty filtr może poprawić efektywność wyświetlaczy LCD

Nowy typ kolorowego filtru może znacząco poprawić wydajność energetyczną wyświetlaczy ciekłokrystalicznych (LCD), które zdominowały rynki od telewizorów do telefonów komórkowych.

Najlepsze LCD emitują około 8% światła produkowanego w urządzeniu. Stanowi do duże obciążenie dla baterii oraz podnosi znacznie wysokość rachunków za energię elektryczną. Szacuje się, że pobór mocy generowany przez LCD stanowi 10% całkowitej mocy pobieranej przez gospodarstwa domowe.

Standardowe monitory LCD wykorzystują kilka warstw do kolorowania i polaryzacji, co niekorzystnie wpływa na wydajność energetyczną, ponieważ każda warstwa powoduje powstanie strat. Obecnie badacze z Uniwersytetu w Michigan stworzyli optyczną warstwę, która wydaje się być obiecująca w dziedzinie poprawy wydajności energetycznej urządzeń - ma ona wzrosnąć o 400%. Naukowcy szacują wydajność energetyczną przyszłych wyświetlaczy LCD na poziomie 36%. Warstwa ma spełniać funkcję filtracyjną i polaryzacyjną przechodzącego przez nią światła.

Filtr koloru jest 3-warstwową 'kanapką' zawierajacą 2 warstwy aluminium. Całkowita grubość filtru to około 200nm. Posiada również regularne szczeliny. Wielkość szczelin i ich szerokość warunkuje kolor jaki będzie emitowany po przejściu przez filtr światła. Technologia opiera się o generowanie wzorów o rozmiarze równym długości fali światła widzialnego. Naukowcy z Michigan pokazują jak geneerują tęczę kolorów używając nowego filtra w raporcie opublikowanym w ostatnim numerze Nature Communications.

Równie skutecznie jak wydajność energetyczna zostanie usprawniony proces technologiczny produkcji nowego typu LCD. Metoda wytwarzania nowego filtru jest znacznie prostsza niż te wykorzystywane przy produkcji konwencjonalnych LCD. Możliwe jest uzyskiwanie barw czerwonej, zielonej i niebieskiej dzięki jednemu krokowi produkcyjnemu. Konwencjonalne LCD używają pigmentów do definicji koloru (subpixele RGB) filtrujących światło pochodzące z warstwy podświetlającej. Nowy filtr będzie w stanie przepuścić więcej światła. Dla porównania tradycyjny LCD podczas generowania koloru zielonego przez filtry przepuszcza około 40% światła. Przez nowy filtr przy generacji koloru zielonego zostanie przepuszczone aż 60% światła.

Obecnie naukowcy pracują nad dostosowaniem obecnie popularnych procesów produkcyjnych do nowej technologii aby stworzyć urządzenia, w których filtracja koloru odbywałaby się w oparciu o nowy filtr i które byłyby konkurencyjne cenowo.

technologyreview.com