Вышел, но не ушел
Дисплей компьютера, который показывает последнее изображение даже после того, как кто-то отключил его от сети, потребляет меньше энергии и увеличивает срок службы батарей в сотовых телефонах, карманных компьютерах и портативных компьютерах. Там, где безопасность имеет первостепенное значение, например, в отделении интенсивной терапии больницы или на авиационных приборах, экран, который может сохранять последнее изображение перед отключением питания, был бы неоценим. В апреле 1999 года исследователи из Агентства оборонных исследований и оценки (DERA) сделали последний шаг в разработке нового ЖК-дисплея. Новый экран экономит электроэнергию, отключаясь, если изображение не меняется в течение заданного периода времени. Обычные ЖК-дисплеи требуют постоянного питания, но новое устройство потребляет энергию только при обновлении.
Когда электрическое поле воздействует на стандартный ЖК-дисплей, оно меняет ориентацию палочковидных молекул в жидкокристаллическом веществе, а это, в свою очередь, изменяет поляризацию проходящего света. Таким образом, каждая ячейка или пиксель может переключаться со светлого на темный - но только до тех пор, пока вы поддерживаете соответствующее напряжение: если напряжение выходит из строя, изображение исчезает. Такие устройства называются моностабильными ЖК-дисплеями.
Предыдущие попытки разработать бистабильный ЖК-дисплей, сохраняющий свое последнее изображение, не увенчались успехом, говорит Гай Брайан-Браун, глава группы дисплеев DERA. Ряд материалов, известных как сегнетоэлектрические жидкие кристаллы, изначально выглядел многообещающе. «Проблема сегнетоэлектриков заключается в их высокой чувствительности к ударам», - говорит ученый. В отличие от стандартных жидких кристаллов, которые могут выравнивать свои молекулы в трех измерениях, сегнетоэлектрические жидкие кристаллы являются жидкими в двух направлениях и кристаллическими только в одном. Это означает, что когда сегнетоэлектрические жидкие кристаллы подвергаются удару, они теряют свою ориентацию и, следовательно, любое изображение, которое они представляют.
Ответ DERA на это заключается в использовании небольшого гофрированного электрода, похожего на оптическую решетку, чтобы заставить стержнеобразные молекулы сохранять свое расположение. Решетка ориентирует молекулы в непосредственной близости от нее в заданном направлении, которое зависит как от геометрии решетки, так и от приложенного напряжения. Экспериментируя с параметрами волнистой решетчатой поверхности, исследователи сделали бистабильный ЖК-дисплей ударопрочным. «Жидкий кристалл смачивает поверхность сетки и находится в непосредственном контакте с ней, поэтому молекулы никогда не теряют связи с профилем, даже если подвергаются удару», - говорит Брайан-Браун..
Исследователи указывают, что бистабильные дисплеи компьютеров могут потреблять до 1000 раз меньше энергии, а дисплеи мобильных телефонов - до 100 раз меньше энергии. Брайан-Браун говорит, что новые ЖК-дисплеи могут быть дешево изготовлены с использованием той же технологии печати на пленке, которая уже используется для производства миллионов голограмм кредитных карт.
Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft является оператором этого портала. Его электронные и печатные журналы, в том числе «Spektrum der Wissenschaft», «Gehirn&Geist» и «Spektrum - Die Woche», сообщают о текущих результатах исследований.