Uma equipe da Faculdade de Física, MSU juntamente com seus colegas estrangeiros desenvolveram um novo material de cristal líquido com alto potencial como base para mais mais rápido, monitores de economia de energia com resolução superior. Os resultados do trabalho foram publicados em Materiais Funcionais Avançados .

As imagens do display LCD consistem em muitos pixels, os menores elementos físicos de uma tela de cristal líquido. Cada pixel de um LCD convencional baseado em cristais líquidos nemáticos (NLCs) combina três subpixels:vermelho, azul, e verde. Um material LCD dentro de cada pixel é, na verdade, um filtro de cor formando uma estrutura semelhante a um sanduíche, em que o "enchimento" é formado pelas duas camadas com eletrodos transparentes em seu interior e um cristal líquido entre elas, enquanto o "pão" do sanduíche consiste nos polarizadores, que produzem a polarização linear da luz, mas em direções perpendiculares.

Cada pixel de um NLC tem orientação de molécula perpendicular nas camadas opostas. O primeiro polarizador produz a polarização linear da luz em uma direção particular. Sem o campo elétrico, o plano de polarização da luz gira 90 graus passando entre as camadas, de modo que o plano de polarização na saída da célula coincide com o plano de polarização do segundo polarizador. Nesse caso, a luz se propaga através da célula, e o pixel é brilhante. Quando o campo elétrico é aplicado, todas as moléculas são orientadas ao longo do campo elétrico (veja a imagem à direita), não há rotação do plano de polarização da luz entre as camadas. Portanto, o segundo polarizador corta quase toda a luz que se propaga através da célula, e a célula está escura. A cor em monitores convencionais é formada por vermelho, iluminação azul ou verde de cada subpixel particular, enquanto o cristal líquido dentro de cada pixel é transparente (se a voltagem estiver desligada) ou absorvente (se a voltagem estiver ligada) para a luz. No fim, a imagem colorida é formada por uma combinação particular do vermelho, subpixels azul e verde. Este princípio foi elaborado pelo físico soviético Vsevolod Frederiks, e atualmente é usado na maioria dos dispositivos LCD.

"Desenvolvemos um material de cristal líquido de outro tipo - um cristal líquido ferroelétrico (FLC), que é estável ao estresse mecânico (o maior problema em FLC's). O FLC possui a polarização elétrica espontânea que permite ampliar a ordem da velocidade de operação em várias vezes de magnitude. Os materiais FLC permitem que se use a exibição de cores sequencial de campo, em que a luz vermelha azul e verde são calculadas pelos olhos humanos no tempo, mas não no espaço, "diz Alexander Emelyanenko, professor da Academia Russa de Ciências.

O material desenvolvido pelos cientistas tem a estrutura FLC estável em uma ampla gama de temperaturas, o que o torna resistente às flutuações de temperatura. Em novos visores, todas as três cores de luz de fundo podem ser ativadas em uma certa sequência rápida em toda a tela, enquanto cada pixel de cristal líquido pode ser "aberto" e "fechado" mais rapidamente. Experimentos têm mostrado que a substituição dos três subpixels pelo único permitirá ao público desfrutar de uma visão mais realista, contraste e imagens brilhantes sem o desfoque das cores.

Os LCDs convencionais baseados em NLC absorvem cerca de 2/3 da luz de fundo devido ao uso de três filtros de cores separados que estão embutidos na estrutura de uma tela para criar uma imagem colorida. Esses monitores requerem fontes de luz mais potentes. Em novas telas, cada pixel será aberto para a propagação da luz durante um determinado tempo, que é necessário para misturar as cores no tempo. "O desenvolvimento dos visores em cores sequenciais em campo tornará sua produção consideravelmente mais barata e melhorará suas características ópticas, como brilho, Gama de cores, e resolução (já que cada pixel funcionará por conta própria, não como um dos três subpixels). Isso também ajudará a economizar até 70 por cento da energia consumida por um monitor, como a fonte de luz pode ser tornada muito menos brilhante sem afetar o brilho da tela, "conclui Alexander Emelyanenko.