Un equipo de la Facultad de Física, MSU, junto con sus colegas extranjeros, desarrollaron un nuevo material de cristal líquido con un alto potencial como base para más brillantes, más rápido, Pantallas de ahorro de energía con mayor resolución. Los resultados del trabajo fueron publicados en Materiales funcionales avanzados .

Las imágenes de la pantalla LCD constan de muchos píxeles, los elementos físicos más pequeños de una pantalla de cristal líquido. Cada píxel de una pantalla LCD convencional basada en cristales líquidos nemáticos (NLC) combina tres subpíxeles:rojo, azul, y verde. Un material LCD dentro de cada píxel es, De hecho, un filtro de color que forma una estructura similar a un sándwich, en el que el "relleno" está formado por las dos capas con electrodos transparentes en su interior y un cristal líquido entre ellas, mientras que el "pan" del sándwich consiste en los polarizadores, que producen la polarización lineal de la luz, pero en direcciones perpendiculares.

Cada píxel de un NLC tiene una orientación de molécula perpendicular en las capas opuestas. El primer polarizador produce la polarización lineal de la luz en una dirección particular. Sin el campo eléctrico el plano de polarización de la luz gira 90 grados pasando entre las capas, de modo que el plano de polarización en la salida de la celda coincida con el plano de polarización del segundo polarizador. En este caso, la luz se propaga a través de la celda, y el píxel es brillante. Cuando se aplica el campo eléctrico, todas las moléculas están orientadas a lo largo del campo eléctrico (vea la imagen de la derecha), no hay rotación del plano de polarización de la luz entre capas. Por lo tanto, el segundo polarizador corta casi toda la luz que se propaga a través de la celda, y la celda está oscura. El color en las pantallas convencionales está formado por rojo, iluminación azul o verde de cada subpíxel en particular, mientras que el cristal líquido dentro de cada píxel es transparente (si el voltaje está apagado) o absorbe (si el voltaje está encendido) para la luz. En el final, la imagen en color está formada por una combinación particular del rojo, subpíxeles azules y verdes. Este principio fue elaborado por el físico soviético Vsevolod Frederiks, y se utiliza actualmente en la mayoría de dispositivos LCD.

"Hemos desarrollado un material de cristal líquido de otro tipo:un cristal líquido ferroeléctrico (FLC), que es estable a la tensión mecánica (el mayor problema en FLC). FLC posee la polarización eléctrica espontánea que permite aumentar el orden de la velocidad de operación varias veces su magnitud. Los materiales FLC permiten utilizar la pantalla en color secuencial de campo, en el que los ojos humanos promedian la luz roja, azul y verde en el tiempo, pero no en el espacio, "dice Alexander Emelyanenko, profesor de la Academia de Ciencias de Rusia.

El material desarrollado por los científicos tiene la estructura FLC estable en un amplio rango de temperaturas, lo que lo hace resistente a las fluctuaciones de temperatura. En las pantallas nuevas, los tres colores de retroiluminación se pueden activar en una secuencia rápida determinada en toda la pantalla, mientras que cada píxel de cristal líquido se puede "abrir" y "cerrar" más rápido. Los experimentos han demostrado que la sustitución de los tres subpíxeles por el único permitirá a la audiencia disfrutar de una imagen más realista, contraste e imágenes brillantes sin que el color se vuelva borroso.

Las pantallas LCD convencionales basadas en NLC absorben aproximadamente 2/3 de la luz de fondo debido al uso de tres filtros de color separados que están integrados en la estructura de una pantalla para crear una imagen a todo color. Estas pantallas requieren fuentes de luz más potentes. En nuevas pantallas, cada píxel estará abierto para la propagación de la luz durante un tiempo determinado, que se necesita para mezclar los colores a tiempo. "El desarrollo de las pantallas en color secuenciales de campo hará que su producción sea considerablemente más barata y mejorará sus características ópticas, como el brillo, gama de colores, y resolución (ya que cada píxel funcionará por sí solo, no como uno de los tres subpíxeles). Esto también ayudará a ahorrar hasta el 70 por ciento de la energía consumida por una pantalla, como la fuente de luz puede hacerse mucho menos brillante sin afectar el brillo de la pantalla, "concluye Alexander Emelyanenko.