Технология LCD – дисплеев, разработанная в Гонконге, поддерживает отображение 3D-изображения без потребления дополнительной энергии.
В этом ЖК-дисплее для получения трехмерного изображения свет поворачивается в разные стороны.
На первый взгляд статический, отображающий только оттенки серого дисплей, созданный группой исследователей из Гонконгского университета науки и технологии, не привлек бы внимание потребителя на рынке электроники, который насыщен кричащими, красочными экранами. Однако более пристальный взгляд на особенности устройства может изменить это мнение: ультратонкий LCD-экран, описанный в журнале Optics Letters, способен удерживать трехмерные изображения без источника питания, что делает его компактным и энергоэффективным устройством для отображения визуальной информации.
Жидкокристаллические дисплеи (LCD) применяются в различных устройствах, начиная с телеэкранов до электронных часов. В традиционном LCD, молекулы жидких кристаллов находятся между поляризованными стеклянными пластинами. Через подключенные электроды пропускается ток, изменяющий ориентацию жидких кристаллов внутри устройства, что влияет на их взаимодействие с поляризованным светом. Светлые и темные участки дисплея контролируются величиной тока, протекающего через них.
В новых дисплеях отсутствуют электроды, что одновременно делает экран тоньше и снижает энергетические потребности. После того как изображение записывается на экран с помощью вспышки света, никакой энергии для удержания его не требуется. По этой причине так называемые бистабильные дисплеи потребляют энергию только при изменении изображения. Они особенно экономичны в приложениях, где экран в течение большей части времени отображает статическое изображение, таких как электронные книги или мониторы состояния батарей для электронных устройств.
“Поскольку предлагаемый LCD-дисплей не имеет управляющей электроники, то его изготовление чрезвычайно просто. Бистабильность обеспечивает низкое энергопотребления дисплея, который может хранить изображение в течение нескольких лет”, говорит исследователь Абхишек Шривастава, один из авторов работы.
Исследователи пошли дальше создания простого ЖК-дисплея, они создали экран для отображения 3D-изображения. Реальные объекты человеческий глаз воспринимает трехмерными, потому что расстояние между левым и правым глазами позволяет видеть их под разными углами. 3D-фильмы копируют этот эффект на плоском экране путем слияния двух изображений, снятых с разных ракурсов, используя очки, которые избирательно пропускают свет, позволяя одной его части достигать левого глаза, а другой правого, что и создает иллюзию трехмерности.
Вместо утомительного и трудоемкого процесса отображения нескольких изображений на отдельных панелях и тщательного их выравнивания, исследователи создали иллюзию глубины изображения путем изменения поляризации света, проходящего через дисплей. Изображение было разделено на три зоны: в первой свет поворачивается на 45 градусов по часовой стрелке, во второй он направлен на 45 градусов против часовой стрелки, а в третьей направление света не изменяется. После прохождения специального фильтра свет оказывается поляризован в разных направлениях. Зрительские очки затем делают изображение трехмерным, обеспечивая для каждого глаза свое изображение.
Эта технология не готова пока покорить телевизионный рынок. Созданный дисплей отображает только оттенки серого и не может перестраиваться достаточно быстро, чтобы показывать фильм. Тем не менее, Шривастава и его коллеги совершенствуют устройство для бытового использования, надеясь в ближайшем будущем сделать изображение цветным и повысить частоту его изменения. Небольшая толщина экрана и минимальное энергопотребление также может сделать технологию полезной для гибких дисплеев или для применения в системах безопасности кредитных карт.
Источник: “Optically Rewritable 3D Liquid Crystal Displays,” J. Sun et al., Optics Letters, Vol. 39, Issue 21, pp. 6209-6212 (2014).