Жидкокристаллический дисплей ( ЖКД ) — это плоский дисплей или другое электронно-модулированное оптическое устройство , которое использует светомодулирующие свойства жидких кристаллов в сочетании с поляризаторами для отображения информации. Жидкие кристаллы не излучают свет напрямую [1] , а вместо этого используют подсветку или отражатель для создания цветных или монохромных изображений . [2]
ЖК-дисплеи могут отображать произвольные изображения (как на дисплее компьютера общего назначения) или фиксированные изображения с низким содержанием информации, которые могут быть отображены или скрыты: предустановленные слова, цифры и семисегментные дисплеи (как в цифровых часах) — все это примеры устройств с такими дисплеями. Они используют ту же базовую технологию, за исключением того, что произвольные изображения создаются из матрицы маленьких пикселей , в то время как другие дисплеи имеют более крупные элементы.
ЖК-дисплеи могут быть либо нормально включенными (положительными), либо выключенными (отрицательными) в зависимости от расположения поляризатора. Например, символьный позитивный ЖК-дисплей с подсветкой имеет черные буквы на фоне, который является цветом подсветки, а символьный негативный ЖК-дисплей имеет черный фон с буквами того же цвета, что и подсветка.
ЖК-дисплеи используются в широком спектре приложений, включая ЖК-телевизоры , компьютерные мониторы , приборные панели , дисплеи кабины самолета , а также внутренние и наружные вывески. Небольшие ЖК-экраны распространены в ЖК-проекторах и портативных потребительских устройствах, таких как цифровые камеры , часы , калькуляторы и мобильные телефоны , включая смартфоны . ЖК-экраны заменили тяжелые, громоздкие и менее энергоэффективные дисплеи с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) почти во всех приложениях.
ЖК-дисплеи не подвержены выгоранию экрана, как ЭЛТ. Однако ЖК-дисплеи все еще подвержены остаточному изображению . [3]
Каждый пиксель ЖК-дисплея обычно состоит из слоя молекул, выровненных между двумя прозрачными электродами , часто изготовленными из оксида индия и олова (ITO), и двух поляризационных фильтров (параллельных и перпендикулярных поляризаторов), оси пропускания которых (в большинстве случаев) перпендикулярны друг другу. Без жидкого кристалла между поляризационными фильтрами свет, проходящий через первый фильтр, блокировался бы вторым (скрещенным) поляризатором. До приложения электрического поля ориентация молекул жидкого кристалла определяется выравниванием на поверхностях электродов. В скрученном нематическом (TN) устройстве направления выравнивания поверхности на двух электродах перпендикулярны друг другу, и поэтому молекулы располагаются в спиральной структуре или скручиваются. Это вызывает вращение поляризации падающего света, и устройство выглядит серым. Если приложенное напряжение достаточно велико, молекулы жидкого кристалла в центре слоя почти полностью раскручиваются, и поляризация падающего света не вращается при прохождении через слой жидкого кристалла. Этот свет затем будет в основном поляризован перпендикулярно второму фильтру и, таким образом, будет заблокирован, а пиксель будет казаться черным. Управляя напряжением, приложенным к жидкокристаллическому слою в каждом пикселе, можно позволить свету проходить в разных количествах, таким образом составляя различные уровни серого.
Химическая формула жидких кристаллов, используемых в ЖК-дисплеях, может различаться. Формулы могут быть запатентованы. [4] Примером может служить смесь 2-(4-алкоксифенил)-5-алкилпиримидина с цианобифенилом, запатентованная Merck and Sharp Corporation . Патент, который покрывал эту конкретную смесь, истек. [5]
Большинство цветных ЖК-систем используют одну и ту же технику, с цветными фильтрами, используемыми для создания красных, зеленых и синих субпикселей. Цветные ЖК-фильтры изготавливаются с помощью процесса фотолитографии на больших стеклянных листах, которые затем склеиваются с другими стеклянными листами, содержащими матрицу тонкопленочных транзисторов (TFT), прокладки и жидкий кристалл, создавая несколько цветных ЖК-дисплеев, которые затем разрезаются друг от друга и ламинируются листами поляризатора. Для создания цветных фильтров используются фоторезисты (резисты) красного, зеленого, синего и черного цветов. Все резисты содержат тонко измельченный порошкообразный пигмент с частицами размером всего 40 нанометров в поперечнике. Первым наносится черный резист; это создаст черную сетку (известную в отрасли как черная матрица), которая отделит красные, зеленые и синие субпиксели друг от друга, увеличивая коэффициент контрастности и предотвращая утечку света из одного субпикселя на другие окружающие субпиксели. [6] После того, как черный резист высушен в печи и подвергнут воздействию УФ-излучения через фотошаблон, неэкспонированные области смываются, создавая черную сетку. Затем тот же процесс повторяется с оставшимися резистами. Это заполняет отверстия в черной сетке соответствующими цветными резистами. [7] [8] [9] Черные матрицы, изготовленные в 1980-х и 1990-х годах, когда большая часть цветного производства ЖК-дисплеев предназначалась для ноутбуков, изготавливались из хрома из-за его высокой непрозрачности, но из-за экологических проблем производители перешли на черный фоторезист с углеродным пигментом в качестве материала черной матрицы. [10] [11] [12] Другой метод генерации цвета, используемый в ранних цветных КПК и некоторых калькуляторах, был реализован путем изменения напряжения в сверхскрученном нематическом ЖК-дисплее, где переменное скручивание между плотно расположенными пластинами вызывает переменное двойное преломление , тем самым изменяя оттенок. [13] Обычно они были ограничены 3 цветами на пиксель: оранжевый, зеленый и синий. [14]
Оптический эффект устройства TN в состоянии включенного напряжения гораздо меньше зависит от изменений толщины устройства, чем в состоянии выключенного напряжения. Из-за этого дисплеи TN с низким информационным содержанием и без подсветки обычно работают между скрещенными поляризаторами, так что они кажутся яркими без напряжения (глаз гораздо более чувствителен к изменениям в темном состоянии, чем в ярком состоянии). Поскольку большинство ЖК-дисплеев эпохи 2010 года используются в телевизорах, мониторах и смартфонах, они имеют матрицы пикселей высокого разрешения для отображения произвольных изображений с использованием подсветки с темным фоном. Когда изображение не отображается, используются другие расположения. Для этой цели ЖК-дисплеи TN работают между параллельными поляризаторами, тогда как ЖК-дисплеи IPS имеют скрещенные поляризаторы. Во многих приложениях ЖК-дисплеи IPS заменили ЖК-дисплеи TN, особенно в смартфонах . Как жидкокристаллический материал, так и материал выравнивающего слоя содержат ионные соединения . Если электрическое поле одной определенной полярности применяется в течение длительного периода времени, этот ионный материал притягивается к поверхностям и ухудшает работу устройства. Этого можно избежать либо путем применения переменного тока , либо путем изменения полярности электрического поля при обращении к устройству (реакция слоя жидких кристаллов одинакова, независимо от полярности приложенного поля).
Дисплеи для небольшого количества отдельных цифр или фиксированных символов (как в цифровых часах и карманных калькуляторах ) могут быть реализованы с независимыми электродами для каждого сегмента. [15] Напротив, полные алфавитно-цифровые или переменные графические дисплеи обычно реализуются с пикселями, расположенными в виде матрицы, состоящей из электрически соединенных строк на одной стороне слоя LC и столбцов на другой стороне, что позволяет адресовать каждый пиксель на пересечениях. Общий метод матричной адресации состоит в последовательной адресации одной стороны матрицы, например, путем выбора строк по одной и применения информации об изображении на другой стороне в столбцах строка за строкой. Подробности о различных схемах матричной адресации см. в пассивно-матричной и активно-матричной адресуемой ЖК-дисплеях.
ЖК-дисплеи производятся в чистых помещениях, заимствуя технологии из полупроводникового производства и используя большие листы стекла, размер которых увеличился с течением времени. Несколько дисплеев производятся одновременно, а затем вырезаются из листа стекла, также известного как материнское стекло или стеклянная подложка ЖК-дисплея. Увеличение размера позволяет изготавливать больше дисплеев или более крупные дисплеи, как и при увеличении размеров пластин в полупроводниковом производстве. Размеры стекла следующие:
До Gen 8 производители не договаривались о едином размере стекла, и в результате разные производители использовали немного разные размеры стекла для одного поколения. Некоторые производители приняли листы стекла Gen 8.6, которые лишь немного больше, чем Gen 8.5, что позволяет производить больше 50- и 58-дюймовых ЖК-дисплеев на одно стекло, особенно 58-дюймовых ЖК-дисплеев, в этом случае на стекле Gen 8.6 можно производить 6 штук против всего 3 на стекле Gen 8.5, что значительно сокращает отходы. [22] Толщина стекла также увеличивается с каждым поколением, поэтому большие размеры стекла лучше подходят для больших дисплеев. Модуль ЖК-дисплея (LCM) — это готовый к использованию ЖК-дисплей с подсветкой. Таким образом, завод, который производит модули ЖК-дисплеев, не обязательно производит ЖК-дисплеи, он может только собирать их в модули. Стеклянные подложки ЖК-дисплеев производятся такими компаниями, как AGC Inc. , Corning Inc. и Nippon Electric Glass .
Происхождение и сложная история жидкокристаллических дисплеев с точки зрения инсайдера в ранние дни были описаны Джозефом А. Кастеллано в книге « Жидкое золото: история жидкокристаллических дисплеев и создание отрасли» . [7] Другой отчет о происхождении и истории ЖК-дисплеев с другой точки зрения до 1991 года был опубликован Хироши Кавамото, он доступен в IEEE History Center. [27] Описание швейцарского вклада в развитие ЖК-дисплеев, написанное Питером Дж. Уайлдом , можно найти в Engineering and Technology History Wiki . [28]
В 1888 году [29] Фридрих Райнитцер (1858–1927) открыл жидкокристаллическую природу холестерина, извлеченного из моркови (то есть две точки плавления и образование цветов) и опубликовал свои выводы. [30] В 1904 году Отто Леманн опубликовал свою работу «Flüssige Kristalle» (Жидкие кристаллы). В 1911 году Шарль Моген впервые провел эксперименты с жидкими кристаллами, заключенными между пластинами в тонких слоях.
В 1922 году Жорж Фридель описал структуру и свойства жидких кристаллов и классифицировал их на три типа (нематики, смектики и холестерики). В 1927 году Всеволод Фредерикс изобрел электрически переключаемый световой клапан, названный переходом Фредерикса , существенный эффект всей технологии ЖК-дисплеев. В 1936 году компания Marconi Wireless Telegraph запатентовала первое практическое применение технологии, «Жидкокристаллический световой клапан» . В 1962 году первая крупная публикация на английском языке «Молекулярная структура и свойства жидких кристаллов » была опубликована доктором Джорджем У. Греем . [31] В 1962 году Ричард Уильямс из RCA обнаружил, что жидкие кристаллы обладают некоторыми интересными электрооптическими характеристиками, и он реализовал электрооптический эффект, генерируя полосатые узоры в тонком слое жидкокристаллического материала путем приложения напряжения. Этот эффект основан на электрогидродинамической нестабильности, образующей то, что сейчас называется «доменами Уильямса» внутри жидкого кристалла. [32]
Основываясь на ранних МОП-транзисторах , Пол К. Ваймер из RCA в 1962 году разработал тонкопленочный транзистор (TFT). [33] Это был тип МОП-транзистора, отличный от стандартного объемного МОП-транзистора. [34]
В 1964 году Джордж Х. Хейлмейер , работавший в лабораториях RCA над эффектом, открытым Ричардом Уильямсом, добился переключения цветов путем индуцированной полем перестройки дихроичных красителей в гомеотропно ориентированном жидком кристалле. Практические проблемы с этим новым электрооптическим эффектом заставили Хейлмейера продолжить работу над эффектами рассеяния в жидких кристаллах и, наконец, создать первый рабочий жидкокристаллический дисплей, основанный на том, что он назвал динамическим режимом рассеяния (DSM). Приложение напряжения к дисплею DSM переключает изначально чистый прозрачный слой жидкого кристалла в молочно-мутное состояние. Дисплеи DSM могли работать в пропускающем и отражающем режиме, но для их работы требовался значительный ток. [35] [36] [37] [38] Джордж Х. Хейлмейер был включен в Национальный зал славы изобретателей [39] и ему приписывают изобретение ЖК-дисплеев. Работа Хейлмейера является важной вехой IEEE . [40]
В конце 1960-х годов новаторская работа по жидким кристаллам была предпринята Королевским радиолокационным учреждением Великобритании в Малверне , Англия. Команда RRE поддержала продолжающуюся работу Джорджа Уильяма Грея и его команды в Университете Халла , которые в конечном итоге открыли цианобифениловые жидкие кристаллы, которые имели правильную стабильность и температурные свойства для применения в ЖК-дисплеях. [41]
Идея жидкокристаллического дисплея (ЖКД) на основе TFT была задумана Бернардом Лехнером из RCA Laboratories в 1968 году. [42] Лехнер, Ф. Дж. Марлоу, Э. О. Нестер и Дж. Тултс продемонстрировали эту концепцию в 1968 году с помощью ЖК-дисплея с матрицей 18x2 и динамическим режимом рассеяния (DSM), в котором использовались стандартные дискретные МОП-транзисторы . [43]
4 декабря 1970 года патент на эффект скрученного нематического поля (TN) в жидких кристаллах был подан компанией Hoffmann-LaRoche в Швейцарии (швейцарский патент № 532 261, архивировано 9 марта 2021 года в Wayback Machine ), а изобретателями были указаны Вольфганг Хельфрих и Мартин Шадт (тогда работавший в Центральных исследовательских лабораториях). [35] Компания Hoffmann-La Roche передала лицензию на изобретение швейцарскому производителю Brown, Boveri & Cie , своему партнеру по совместному предприятию в то время, который в 1970-х годах производил дисплеи TN для наручных часов и других приложений для международных рынков, включая японскую электронную промышленность, которая вскоре выпустила первые цифровые кварцевые наручные часы с TN-LCD и множество других продуктов. Джеймс Фергасон , работая с Сардари Аророй и Альфредом Саупе в Институте жидких кристаллов Кентского государственного университета , подал идентичный патент в Соединенных Штатах 22 апреля 1971 года. [44] В 1971 году компания Фергасона, ILIXCO (теперь LXD Incorporated ), выпустила ЖК-дисплеи на основе TN-эффекта, которые вскоре вытеснили некачественные типы DSM благодаря улучшениям в виде более низких рабочих напряжений и более низкого энергопотребления. Тетсуро Хама и Изухико Нисимура из Seiko получили патент США от февраля 1971 года на электронные наручные часы, включающие TN-LCD. [45] В 1972 году на рынке были выпущены первые наручные часы с TN-LCD: Gruen Teletime, которые представляли собой часы с четырехзначным дисплеем.
В 1972 году концепция жидкокристаллической панели дисплея с активной матрицей тонкопленочных транзисторов (TFT) была прототипирована в Соединенных Штатах командой Т. Питера Броди в Westinghouse , в Питтсбурге, штат Пенсильвания . [46] В 1973 году Броди, JA Asars и GD Dixon в Westinghouse Research Laboratories продемонстрировали первый жидкокристаллический дисплей с тонкой пленкой транзисторов (TFT LCD). [47] [48] По состоянию на 2013 год [обновлять]все современные высококачественные электронные визуальные устройства отображения с высоким разрешением используют дисплеи с активной матрицей на основе TFT . [49] Броди и Фан-Чен Ло продемонстрировали первый плоский жидкокристаллический дисплей с активной матрицей (AM LCD) в 1974 году, а затем Броди ввел термин «активная матрица» в 1975 году. [42]
В 1972 году компания North American Rockwell Microelectronics Corp. представила использование ЖК-дисплеев DSM для калькуляторов для маркетинга Lloyds Electronics Inc., хотя для них требовался внутренний источник света для подсветки. [50] В 1973 году компания Sharp Corporation выпустила ЖК-дисплеи DSM для карманных калькуляторов [51] , а затем в 1975 году начала массовое производство ЖК-дисплеев TN для часов. [52] Вскоре другие японские компании заняли лидирующие позиции на рынке наручных часов, например, Seiko с ее первыми 6-разрядными кварцевыми наручными часами TN-LCD и Casiotron от Casio . Цветные ЖК-дисплеи, основанные на взаимодействии «гость-хост», были изобретены командой RCA в 1968 году. [53] Конкретный тип такого цветного ЖК-дисплея был разработан японской корпорацией Sharp в 1970-х годах, получив патенты на свои изобретения, такие как патент Синдзи Като и Такааки Миядзаки в мае 1975 года, [54] а затем усовершенствованный Фумиаки Фунадой и Масатакой Мацуурой в декабре 1975 года. [55] ЖК-дисплеи TFT, похожие на прототипы, разработанные командой Westinghouse в 1972 году, были запатентованы в 1976 году командой Sharp, состоящей из Фумиаки Фунады, Масатаки Мацууры и Томио Вады, [56] а затем усовершенствованные в 1977 году командой Sharp, состоящей из Кохеи Киши, Хиросаку Нономуры, Кэйитиро Симидзу и Томио Вады. [57] Однако эти TFT-LCD еще не были готовы к использованию в продуктах, поскольку проблемы с материалами для TFT еще не были решены.
В 1983 году исследователи из исследовательского центра Brown, Boveri & Cie (BBC), Швейцария , изобрели структуру суперскрученного нематика (STN) для ЖК-дисплеев с пассивной матричной адресацией. Х. Амштуц и др. были указаны в качестве изобретателей в соответствующих патентных заявках, поданных в Швейцарии 7 июля 1983 года и 28 октября 1983 года. Патенты были выданы в Швейцарии CH 665491, Европе EP 0131216, [58] патент США 4 634 229 и во многих других странах. В 1980 году Brown Boveri основала совместное предприятие Videlec с голландской компанией Philips с долевым участием 50/50. [59] У Philips были необходимые ноу-хау для проектирования и создания интегральных схем для управления большими ЖК-панелями. Кроме того, у Philips был лучший доступ к рынкам электронных компонентов, и она намеревалась использовать ЖК-дисплеи в новых поколениях продуктов hi-fi, видеооборудования и телефонов. В 1984 году исследователи Philips Теодорус Вельцен и Адрианус де Ваан изобрели схему управления скоростью видео, которая решила проблему медленного времени отклика STN-LCD, обеспечив высокое разрешение, высокое качество и плавное движение видеоизображений на STN-LCD. [ необходима цитата ] В 1985 году изобретатели Philips Теодорус Вельцен и Адрианус де Ваан решили проблему управления STN-LCD высокого разрешения с помощью низковольтной (на основе КМОП) электроники привода, что позволило применять высококачественные (высокое разрешение и скорость видео) ЖК-панели в портативных продуктах с батарейным питанием, таких как ноутбуки и мобильные телефоны. [60] В 1985 году Philips приобрела 100% компании Videlec AG, базирующейся в Швейцарии. После этого Philips перенесла производственные линии Videlec в Нидерланды. Спустя годы компания Philips успешно производила и продавала готовые модули (состоящие из ЖК-экрана, микрофона, динамиков и т. д.) в больших объемах для бурно развивающейся индустрии мобильных телефонов.
Первые цветные ЖК-телевизоры были разработаны как портативные телевизоры в Японии. В 1980 году группа исследований и разработок Hattori Seiko начала разработку цветных карманных ЖК-телевизоров. [61] В 1982 году Seiko Epson выпустила первый ЖК-телевизор, Epson TV Watch, наручные часы, оснащенные небольшим ЖК-телевизором с активной матрицей. [62] [63] Sharp Corporation представила точечно-матричный TN-LCD в 1983 году. [52] В 1984 году Epson выпустила ET-10, первый полноцветный карманный ЖК-телевизор. [64] В том же году Citizen Watch , [65] представила Citizen Pocket TV, [61] 2,7-дюймовый цветной ЖК-телевизор, [65] с первым коммерческим TFT LCD . [61] В 1988 году Sharp продемонстрировала 14-дюймовый, активно-матричный, полноцветный, полнофункциональный TFT-LCD. Это привело к тому, что Япония запустила индустрию ЖК-дисплеев, которая разработала ЖК-дисплеи большого размера, включая компьютерные мониторы TFT и ЖК-телевизоры. [66] Epson разработала проекционную технологию 3LCD в 1980-х годах и лицензировала ее для использования в проекторах в 1988 году. [67] Модель VPJ-700 компании Epson, выпущенная в январе 1989 года, стала первым в мире компактным полноцветным ЖК-проектором . [63]
В 1990 году под разными названиями изобретатели задумали электрооптические эффекты как альтернативу ЖК-дисплеям с эффектом скрученного нематического поля (ЖК-дисплеи TN и STN). Один из подходов заключался в использовании встречно-штыревых электродов только на одной стеклянной подложке для создания электрического поля, по существу параллельного стеклянным подложкам. [68] [69] Чтобы в полной мере воспользоваться свойствами этой технологии коммутации в плоскости (IPS), потребовалась дальнейшая работа. После тщательного анализа подробности выгодных вариантов реализации были поданы в Германии Гюнтером Бауром и др. и запатентованы в разных странах. [70] [71] Институт Фраунгофера ISE во Фрайбурге, где работали изобретатели, передает эти патенты компании Merck KGaA, Дармштадт, поставщику ЖК-веществ. Вскоре после этого в 1992 году инженеры Hitachi разработали различные практические детали технологии IPS для соединения массива тонкопленочных транзисторов в матрицу и избежания нежелательных полей рассеяния между пикселями. [72] [73] Первый настенный ЖК-телевизор был представлен корпорацией Sharp в 1992 году. [74]
Hitachi также улучшила зависимость угла обзора, оптимизировав форму электродов ( Super IPS ). NEC и Hitachi стали первыми производителями ЖК-дисплеев с активной матрицей, основанных на технологии IPS. Это важный этап для внедрения ЖК-дисплеев с большим экраном, имеющих приемлемые визуальные характеристики для плоских компьютерных мониторов и телевизионных экранов. В 1996 году Samsung разработала технологию оптического шаблонирования, которая позволяет использовать многодоменные ЖК-дисплеи. Многодоменные и плоскостные коммутации впоследствии остаются доминирующими конструкциями ЖК-дисплеев вплоть до 2006 года. [75] В конце 1990-х годов индустрия ЖК-дисплеев начала смещаться из Японии в сторону Южной Кореи и Тайваня , [66] а затем в сторону Китая.
В этот период тайваньские, японские и корейские производители были доминирующими фирмами в производстве ЖК-дисплеев. [76] : 126 С 2001 по 2006 год Samsung и пять других крупных компаний провели 53 встречи на Тайване и в Южной Корее, чтобы зафиксировать цены в отрасли ЖК-дисплеев. [76] : 127 Эти шесть компаний были оштрафованы на 1,3 миллиарда долларов США Соединенными Штатами, на 650 миллионов евро Европейским Союзом и на 350 миллионов юаней Национальной комиссией по развитию и реформам Китая . [76] : 127
В 2007 году качество изображения ЖК-телевизоров превзошло качество изображения телевизоров на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). [77] В четвертом квартале 2007 года ЖК-телевизоры впервые превзошли ЭЛТ-телевизоры по мировым продажам. [78] Согласно прогнозам Displaybank, ЖК-телевизоры должны были составить 50% из 200 миллионов телевизоров, которые будут поставлены по всему миру в 2006 году. [79] [80]
В октябре 2011 года Toshiba анонсировала 2560 × 1600 пикселей на 6,1-дюймовой (155 мм) ЖК-панели, подходящей для использования в планшетном компьютере , [81] особенно для отображения китайских иероглифов. В 2010-х годах также широкое распространение получила технология TGP (Tracking Gate-line in Pixel), которая перемещает схему управления с границ дисплея в пространство между пикселями, что позволяет использовать узкие рамки. [82]
В 2016 году Panasonic разработала IPS LCD с контрастностью 1 000 000:1, конкурируя с OLED. Эта технология была позже запущена в массовое производство как двухслойные, двухпанельные или LMCL (Light Modulating Cell Layer) LCD. Технология использует 2 слоя жидких кристаллов вместо одного и может использоваться вместе с подсветкой mini-LED и квантовыми точками. [83] [84]
ЖК-дисплеи с пленкой для улучшения квантовых точек или цветными фильтрами на основе квантовых точек были представлены с 2015 по 2018 год. Квантовые точки получают синий свет от подсветки и преобразуют его в свет, который позволяет ЖК-панелям обеспечивать лучшую цветопередачу. [85] [86] [87] [88] [89] [90] Цветные фильтры на основе квантовых точек изготавливаются с использованием фоторезистов, содержащих квантовые точки вместо цветных пигментов, [91] и квантовые точки могут иметь специальную структуру для улучшения их нанесения на цветовой фильтр. Цветные фильтры на основе квантовых точек обеспечивают превосходную светопропускаемость по сравнению с пленками для улучшения квантовых точек. [92]
В 2020-х годах Китай стал крупнейшим производителем ЖК-дисплеев, а доля китайских фирм на мировом рынке составила 40%. [76] : 126 В число китайских фирм, которые превратились в мировых лидеров отрасли, вошли BOE Technology , TCL-CSOT, TIANMA и Visionox. [76] : 126 Местные органы власти сыграли значительную роль в этом росте, в том числе в результате их инвестиций в производителей ЖК-дисплеев через государственные инвестиционные компании. [76] : 126 Ранее Китай импортировал значительные объемы ЖК-дисплеев, а рост его отрасли ЖК-дисплеев снизил цены на другие потребительские товары, в которых используются ЖК-дисплеи, и привел к росту в других секторах, таких как мобильные телефоны. [76] : 126
ЖК-дисплеи не производят свет сами по себе, поэтому для создания видимого изображения им требуется внешний свет. [93] [94] В пропускающем типе ЖК-дисплеев источник света находится на задней стороне стеклянного пакета и называется подсветкой . ЖК-дисплеи с активной матрицей почти всегда имеют подсветку. [95] [96] Пассивные ЖК-дисплеи могут иметь подсветку, но многие из них являются отражающими, поскольку они используют отражающую поверхность или пленку на задней стороне стеклянного пакета для использования окружающего света. Трансфлективные ЖК-дисплеи сочетают в себе особенности пропускающего дисплея с подсветкой и отражающего дисплея.
Распространенные реализации технологии подсветки ЖК-дисплеев:
Сегодня большинство ЖК-экранов проектируются со светодиодной подсветкой вместо традиционной CCFL-подсветки, при этом эта подсветка динамически управляется видеоинформацией (динамическое управление подсветкой). Сочетание с динамическим управлением подсветкой, изобретенным исследователями Philips Дугласом Стэнтоном, Мартинусом Стромером и Адрианусом де Вааном, одновременно увеличивает динамический диапазон системы отображения (также продается как HDR , телевидение с высоким динамическим диапазоном или FLAD , затемнение локальной области по всей площади ). [109] [110] [100]
Системы подсветки ЖК-дисплеев стали высокоэффективными за счет применения оптических пленок, таких как призматическая структура (призматический лист), для получения света в желаемых направлениях зрителя, и отражающих поляризационных пленок, которые повторно используют поляризованный свет, который ранее поглощался первым поляризатором ЖК-дисплея (изобретен исследователями Philips Адрианусом де Вааном и Паулюсом Шаареманом), [111] обычно достигаемый с помощью так называемых пленок DBEF, производимых и поставляемых 3M. [112] Улучшенные версии призматического листа имеют волнистую, а не призматическую структуру и вводят волны сбоку в структуру листа, а также изменяют высоту волн, направляя еще больше света к экрану и уменьшая наложение или муар между структурой призматического листа и субпикселями ЖК-дисплея. Волнистую структуру легче производить массово, чем призматическую, с использованием обычных алмазных станков, которые используются для изготовления валиков, используемых для печати волнистой структуры на пластиковых листах, таким образом производя призматические листы. [113] Рассеивающий лист размещается по обе стороны призматического листа для равномерного распределения света подсветки, в то время как зеркало размещается позади световодной пластины для направления всего света вперед. Призматический лист с его рассеивающими листами размещается поверх световодной пластины. [114] [97] Поляризаторы DBEF состоят из большого пакета одноосных ориентированных двулучепреломляющих пленок, которые отражают бывшую поглощенную поляризационную моду света. [115]
Поляризаторы DBEF, использующие одноосно ориентированные полимеризованные жидкие кристаллы (двулучепреломляющие полимеры или двулучепреломляющий клей), были изобретены в 1989 году исследователями компании Philips Дирком Броэром, Адрианусом де Вааном и Йоргом Брамбрингом. [116] Сочетание таких отражающих поляризаторов и динамического управления подсветкой светодиодов [100] делает современные ЖК-телевизоры гораздо более эффективными, чем телевизоры на основе ЭЛТ, что приводит к мировой экономии энергии в размере 600 ТВт·ч (2017 г.), что равно 10% потребления электроэнергии всеми домохозяйствами по всему миру или в 2 раза больше выработки энергии всеми солнечными элементами в мире. [117] [118]
Стандартный экран телевизионного приемника, современная ЖК-панель, имеет более шести миллионов пикселей, и все они индивидуально питаются от проводной сети, встроенной в экран. Тонкие провода, или пути, образуют сетку с вертикальными проводами по всему экрану с одной стороны экрана и горизонтальными проводами по всему экрану с другой стороны экрана. С этой сеткой каждый пиксель имеет положительное соединение с одной стороны и отрицательное соединение с другой стороны. Таким образом, общее количество проводов, необходимых для дисплея 1080p, составляет 3 x 1920 по вертикали и 1080 по горизонтали, всего 6840 проводов по горизонтали и вертикали. Это три для красного, зеленого и синего и 1920 столбцов пикселей для каждого цвета, всего 5760 проводов по вертикали и 1080 рядов проводов по горизонтали. Для панели шириной 28,8 дюйма (73 сантиметра) это означает плотность проводов 200 проводов на дюйм вдоль горизонтального края.
ЖК-панель питается от ЖК-драйверов, которые тщательно подгоняются к краю ЖК-панели на заводе. Драйверы могут быть установлены несколькими способами, наиболее распространенными из которых являются COG (Chip-On-Glass) и TAB ( Tape-automated bonding ). Эти же принципы применимы и к экранам смартфонов, которые намного меньше экранов телевизоров. [119] [120] [121] ЖК-панели обычно используют тонкопокрытые металлические проводящие дорожки на стеклянной подложке для формирования схемы ячейки для работы панели. Обычно невозможно использовать методы пайки для прямого подключения панели к отдельной медной протравленной печатной плате. Вместо этого интерфейс выполняется с помощью анизотропной проводящей пленки или, для более низкой плотности, эластомерных разъемов .
Монохромные и более поздние цветные пассивно-матричные ЖК-дисплеи были стандартными в большинстве ранних ноутбуков (хотя некоторые использовали плазменные дисплеи [122] [123] ) и оригинальном Nintendo Game Boy [124] до середины 1990-х годов, когда цветная активная матрица стала стандартом для всех ноутбуков. Коммерчески неудачный Macintosh Portable (выпущенный в 1989 году) был одним из первых, кто использовал активно-матричный дисплей (хотя все еще монохромный). Пассивно-матричные ЖК-дисплеи все еще используются в 2010-х годах для приложений, менее требовательных, чем ноутбуки и телевизоры, таких как недорогие калькуляторы. В частности, они используются на портативных устройствах, где необходимо отображать меньше информационного контента, требуется наименьшее энергопотребление (без подсветки ) и низкая стоимость или требуется читаемость при прямом солнечном свете.
Дисплеи с пассивно-матричной структурой используют сверхскрученный нематический STN (изобретенный исследовательским центром Brown Boveri, Баден, Швейцария, в 1983 году; научные подробности были опубликованы [125] ) или двухслойную технологию STN (DSTN) (последняя из которых решает проблему смещения цвета с первой), и цветную STN (CSTN), в которой цвет добавляется с помощью внутреннего цветового фильтра. STN LCD были оптимизированы для адресации пассивной матрицы. Они демонстрируют более острый порог характеристики контрастности по сравнению с оригинальными TN LCD. Это важно, поскольку пиксели подвергаются воздействию частичных напряжений, даже если они не выбраны. Перекрестные помехи между активированными и неактивированными пикселями должны обрабатываться должным образом, поддерживая среднеквадратичное напряжение неактивированных пикселей ниже порогового напряжения, как обнаружил Питер Дж. Уайлд в 1972 году, [126], в то время как активированные пиксели подвергаются воздействию напряжений выше порогового (напряжения согласно схеме управления «Alt & Pleshko»). [127] Управление такими STN-дисплеями по схеме Alt & Pleshko требует очень высоких напряжений адресации линий. Вельзен и де Ваан изобрели альтернативную схему управления (не схему управления "Alt & Pleshko"), требующую гораздо более низких напряжений, так что STN-дисплей может управляться с использованием низковольтных технологий CMOS. [60] Бело-голубые ЖК-дисплеи являются STN и могут использовать синий поляризатор или двулучепреломление, что придает им их отличительный вид. [128] [129] [130]
ЖК-дисплеи STN должны непрерывно обновляться с помощью чередующихся импульсных напряжений одной полярности в течение одного кадра и импульсов противоположной полярности в течение следующего кадра. Отдельные пиксели адресуются соответствующими цепями строк и столбцов. Этот тип дисплея называется пассивно-матричной адресацией , потому что пиксель должен сохранять свое состояние между обновлениями без преимущества постоянного электрического заряда. По мере увеличения количества пикселей (и, соответственно, столбцов и строк) этот тип дисплея становится менее осуществимым. Медленное время отклика и плохая контрастность типичны для ЖК-дисплеев с пассивно-матричной адресацией со слишком большим количеством пикселей и управляемых по схеме привода «Alt & Pleshko». Вельцен и де Ваан также изобрели схему привода без RMS, позволяющую управлять дисплеями STN с видеочастотами и позволяющую отображать плавно движущиеся видеоизображения на дисплее STN. [ необходима цитата ] Citizen, среди прочих, лицензировал эти патенты и успешно вывел на рынок несколько карманных ЖК-телевизоров на основе STN. [ необходима цитата ]
Бистабильные ЖК-дисплеи не требуют постоянного обновления. Перезапись требуется только для изменения информации об изображении. В 1984 году HA van Sprang и AJSM de Vaan изобрели дисплей типа STN, который мог работать в бистабильном режиме, обеспечивая изображения с чрезвычайно высоким разрешением до 4000 строк и более, используя только низкие напряжения. [131] Поскольку пиксель может находиться как во включенном, так и в выключенном состоянии в тот момент, когда новая информация должна быть записана в этот конкретный пиксель, метод адресации этих бистабильных дисплеев довольно сложен, поэтому эти дисплеи не вышли на рынок. Это изменилось, когда в 2010 году стали доступны ЖК-дисплеи с «нулевым энергопотреблением» (бистабильные). Потенциально пассивно-матричная адресация может использоваться с устройствами, если их характеристики записи/стирания подходят, что было в случае с электронными книгами, которым нужно показывать только неподвижные изображения. После записи страницы на дисплей дисплей можно отключить от питания, сохранив при этом читаемые изображения. Преимущество такого подхода в том, что такие электронные книги могут работать в течение длительного времени, питаясь всего лишь от небольшой батареи.
Высокоразрешающие цветные дисплеи, такие как современные ЖК- мониторы компьютеров и телевизоры, используют активно-матричную структуру. Матрица тонкопленочных транзисторов (TFT) добавляется к электродам, контактирующим со слоем LC. Каждый пиксель имеет свой собственный выделенный транзистор , что позволяет каждой строке столбца получать доступ к одному пикселю. Когда выбирается строка строки, все строки столбца подключаются к строке пикселей, и напряжения, соответствующие информации об изображении, подаются на все строки столбца. Затем строка строки деактивируется, и выбирается следующая строка строки. Все строки строки выбираются последовательно во время операции обновления . Дисплеи с активной матрицей адресации выглядят ярче и четче, чем дисплеи с пассивной матрицей адресации того же размера, и, как правило, имеют более быстрое время отклика, создавая гораздо более качественные изображения. Sharp производит бистабильные отражательные ЖК-дисплеи с 1-битной ячейкой SRAM на пиксель, которым требуется лишь небольшое количество энергии для поддержания изображения. [132]
Сегментные ЖК-дисплеи также могут иметь цвет с помощью Field Sequential Color (FSC LCD). Этот тип дисплеев имеет высокоскоростную пассивную сегментную ЖК-панель с подсветкой RGB. Подсветка быстро меняет цвет, делая его белым для невооруженного глаза. ЖК-панель синхронизирована с подсветкой. Например, чтобы сделать сегмент красным, сегмент включается только тогда, когда подсветка красная, а чтобы сделать сегмент пурпурным, сегмент включается, когда подсветка синяя, и продолжает быть включенным, пока подсветка становится красной, и выключается, когда подсветка становится зеленой. Чтобы сделать сегмент черным, сегмент всегда включен. FSC LCD делит цветное изображение на 3 изображения (одно красное, одно зеленое и одно синее) и отображает их по порядку. Из-за инерционности зрения 3 монохромных изображения выглядят как одно цветное изображение. FSC LCD требует LCD-панель с частотой обновления 180 Гц, а время отклика сокращается до 5 миллисекунд по сравнению с обычными STN LCD-панелями, у которых время отклика составляет 16 миллисекунд. [133] [134] FSC LCD содержат драйверную микросхему Chip-On-Glass, которую также можно использовать с емкостным сенсорным экраном. Эту технологию также можно применять в дисплеях, предназначенных для отображения изображений, поскольку она может обеспечить более высокую светопропускаемость и, таким образом, потенциал для снижения энергопотребления в подсветке из-за отсутствия цветных фильтров в LCD. [135]
Samsung представила дисплеи UFB (Ultra Fine & Bright) еще в 2002 году, используя эффект супердвойного лучепреломления. Он обладает яркостью, цветовой гаммой и большей частью контрастности TFT-LCD, но потребляет столько же энергии, сколько и STN-дисплей, по данным Samsung. Он использовался в различных моделях сотовых телефонов Samsung, выпускавшихся до конца 2006 года, когда Samsung прекратила выпуск UFB-дисплеев. UFB-дисплеи также использовались в некоторых моделях мобильных телефонов LG.
Скрученные нематические дисплеи содержат жидкие кристаллы, которые скручиваются и раскручиваются в разных градусах, чтобы пропускать свет. Когда на жидкокристаллическую ячейку TN не подается напряжение, поляризованный свет проходит через скрученный на 90 градусов слой LC. Пропорционально приложенному напряжению жидкие кристаллы раскручиваются, изменяя поляризацию и блокируя путь света. Правильно регулируя уровень напряжения, можно достичь практически любого уровня серого или пропускания.
In-plane switching — это технология ЖК-дисплеев, которая выравнивает жидкие кристаллы в плоскости, параллельной стеклянным подложкам. В этом методе электрическое поле прикладывается через противоположные электроды на той же стеклянной подложке, так что жидкие кристаллы могут быть переориентированы (переключены) по существу в той же плоскости, хотя краевые поля препятствуют однородной переориентации. Для этого требуется два транзистора для каждого пикселя вместо одного транзистора, необходимого для стандартного дисплея на тонкопленочных транзисторах (TFT). Технология IPS используется во всем: от телевизоров, компьютерных мониторов и даже носимых устройств, в частности, почти все ЖК-панели смартфонов работают в режиме IPS/FFS. Дисплеи IPS относятся к типу экранов семейства ЖК-панелей. Два других типа — VA и TN. До того, как в 2001 году компания Hitachi представила на рынке 17-дюймовый монитор с технологией LG Enhanced IPS, дополнительные транзисторы блокировали большую площадь пропускания, что требовало более яркой подсветки и большего потребления энергии, что делало этот тип дисплея менее привлекательным для ноутбуков. В Panasonic Himeji G8.5 использовалась улучшенная версия IPS, также LGD в Корее, а в настоящее время крупнейший в мире производитель ЖК-панелей BOE в Китае также использует телевизионные панели в режиме IPS/FFS.
Позднее была представлена технология Super-IPS после коммутации в плоскости с еще лучшим временем отклика и цветопередачей. [136]
В 2015 году компания LG Display объявила о внедрении новой технологии под названием M+, которая представляет собой добавление белого субпикселя к обычным точкам RGB в их технологии IPS-панелей. [137]
Большая часть новой технологии M+ использовалась на телевизорах 4K, что привело к спорам после того, как тесты показали, что добавление белого субпикселя, заменяющего традиционную структуру RGB, также сопровождалось снижением разрешения примерно на 25%. Это означало, что телевизор M+ «4K» не будет отображать полный стандарт UHD TV. СМИ и пользователи интернета называли их телевизорами «RGBW» из-за белого субпикселя. Хотя LG Display разработала эту технологию для использования в дисплеях ноутбуков, на открытом воздухе и смартфонах, она стала более популярной на рынке телевизоров из-за объявленного разрешения «4K UHD», но все еще неспособной достичь настоящего разрешения UHD, определенного CTA как 3840x2160 активных пикселей с 8-битным цветом. Это отрицательно повлияло на рендеринг текста, сделав его немного более размытым, что было особенно заметно, когда телевизор использовался в качестве монитора ПК. [138] [139] [140] [141]
В 2011 году LG заявила, что смартфон LG Optimus Black (IPS LCD (LCD NOVA)) имеет яркость до 700 нит , в то время как у конкурента есть только IPS LCD с 518 нит и двойной активно-матричный OLED (AMOLED) дисплей с 305 нит. LG также заявила, что дисплей NOVA на 50 процентов эффективнее обычных ЖК-дисплеев и потребляет только 50 процентов мощности AMOLED-дисплеев при отображении белого цвета на экране. [142] Когда дело доходит до коэффициента контрастности, AMOLED-дисплей по-прежнему работает лучше всего благодаря своей базовой технологии, где уровни черного отображаются как черный как смоль, а не как темно-серый. 24 августа 2011 года Nokia анонсировала Nokia 701 и также сделала заявление о самом ярком дисплее в мире с яркостью 1000 нит. Экран также имел слой Clearblack от Nokia, улучшающий коэффициент контрастности и приближающий его к уровню экранов AMOLED.
Известное как переключение полей кромки (FFS) до 2003 года, [143] усовершенствованное переключение полей кромки похоже на IPS или S-IPS, предлагая превосходную производительность и цветовую гамму с высокой яркостью. AFFS была разработана Hydis Technologies Co., Ltd, Корея (ранее Hyundai Electronics, LCD Task Force). [144] Приложения для ноутбуков, применяемые с AFFS, минимизируют искажение цвета, сохраняя при этом более широкий угол обзора для профессионального дисплея. Цветовой сдвиг и отклонение, вызванные утечкой света, корректируются путем оптимизации белой гаммы, что также улучшает воспроизведение белого/серого. В 2004 году Hydis Technologies Co., Ltd лицензировала AFFS японской Hitachi Displays. Hitachi использует AFFS для производства высококачественных панелей. В 2006 году HYDIS лицензировала AFFS компании Sanyo Epson Imaging Devices Corporation. Вскоре после этого Hydis представила эволюцию дисплея AFFS с высоким коэффициентом пропускания, названную HFFS (FFS+). Hydis представила AFFS+ с улучшенной читаемостью на открытом воздухе в 2007 году. Панели AFFS в основном используются в кабинах новейших коммерческих авиационных дисплеев. Однако с февраля 2015 года они больше не производятся. [145] [146] [147]
Дисплеи с вертикальным выравниванием — это разновидность ЖК-дисплеев, в которых жидкие кристаллы естественным образом выравниваются вертикально по отношению к стеклянным подложкам. Когда напряжение не подается, жидкие кристаллы остаются перпендикулярными подложке, создавая черный дисплей между скрещенными поляризаторами. Когда напряжение подается, жидкие кристаллы смещаются в наклонное положение, позволяя свету проходить сквозь них и создавая дисплей в оттенках серого в зависимости от величины наклона, создаваемого электрическим полем. Он имеет более глубокий черный фон, более высокий коэффициент контрастности, более широкий угол обзора и лучшее качество изображения при экстремальных температурах, чем традиционные скрученные нематические дисплеи. [148] По сравнению с IPS, уровни черного все еще глубже, что обеспечивает более высокий коэффициент контрастности, но угол обзора уже, при этом цвет и особенно смещение контрастности более очевидны, а стоимость VA ниже, чем IPS (но выше, чем TN). [149]
ЖК-дисплеи с синей фазой были показаны в качестве инженерных образцов в начале 2008 года, но они не находятся в массовом производстве. Физика ЖК-дисплеев с синей фазой предполагает, что можно достичь очень короткого времени переключения (≈1 мс), поэтому возможно реализовать последовательное управление цветом во времени, а дорогие цветные фильтры станут устаревшими. [ необходима цитата ]
Некоторые ЖК-панели имеют дефектные транзисторы , что приводит к постоянно светящимся или несветящимся пикселям, которые обычно называют застрявшими пикселями или мертвыми пикселями соответственно. В отличие от интегральных схем (ИС), ЖК-панели с несколькими дефектными транзисторами обычно все еще пригодны для использования. Политика производителей относительно приемлемого количества дефектных пикселей сильно различается. В какой-то момент Samsung придерживалась политики нулевой терпимости для ЖК-мониторов, продаваемых в Корее. [150] С 2005 года [обновлять]Samsung придерживается менее строгого стандарта ISO 13406-2 . [151] Известно, что другие компании допускают до 11 мертвых пикселей в своей политике. [152]
Политика в отношении мертвых пикселей часто является предметом жарких споров между производителями и клиентами. Чтобы регулировать приемлемость дефектов и защищать конечного пользователя, ISO выпустила стандарт ISO 13406-2 , который устарел в 2008 году с выпуском ISO 9241 , в частности, ISO-9241-302, 303, 305, 307:2008 дефектов пикселей. Однако не каждый производитель ЖК-дисплеев соответствует стандарту ISO, и стандарт ISO довольно часто интерпретируется по-разному. ЖК-панели чаще имеют дефекты, чем большинство ИС, из-за их большего размера. [153]
Некоторые производители, особенно в Южной Корее, где расположены некоторые из крупнейших производителей ЖК-панелей, такие как LG, теперь имеют гарантию нулевого дефектного пикселя, которая является дополнительным процессом проверки, который затем может определить панели класса «A» и «B». [ оригинальное исследование? ] Многие производители заменили бы продукт даже с одним дефектным пикселем. Даже если таких гарантий не существует, расположение дефектных пикселей важно. Дисплей с несколькими дефектными пикселями может быть неприемлемым, если дефектные пиксели находятся близко друг к другу. ЖК-панели также обычно имеют дефект, известный как помутнение , эффект грязного экрана или, реже, мура , который включает в себя неравномерные пятна яркости на панели. Он наиболее заметен в темных или черных областях отображаемых сцен. [154] По состоянию на 2010 год [обновлять]большинство производителей компьютерных ЖК-панелей премиум-класса указывают, что их продукты не имеют дефектов.
Зенитное бистабильное устройство (ZBD), разработанное Qinetiq (ранее DERA ), может сохранять изображение без питания. Кристаллы могут существовать в одной из двух стабильных ориентаций («черный» и «белый»), и питание требуется только для изменения изображения. ZBD Displays — это дочерняя компания QinetiQ, которая производила как устройства ZBD в оттенках серого, так и цветные. Kent Displays также разработала дисплей «без питания», который использует полимерно-стабилизированный холестерический жидкий кристалл (ChLCD). В 2009 году Kent продемонстрировал использование ChLCD для покрытия всей поверхности мобильного телефона, что позволило ему менять цвета и сохранять этот цвет даже при отключении питания. [155]
В 2004 году исследователи из Оксфордского университета продемонстрировали два новых типа бистабильных ЖК-дисплеев с нулевой мощностью, основанных на бистабильных методах Zenithal. [156] Несколько бистабильных технологий, таких как 360° BTN и бистабильный холестерик, в основном зависят от объемных свойств жидкого кристалла (ЖК) и используют стандартное сильное закрепление с пленками выравнивания и смесями ЖК, аналогичными традиционным моностабильным материалам. Другие бистабильные технологии, например , технология BiNem, в основном основаны на поверхностных свойствах и требуют определенных слабых материалов закрепления.
Некоторые из этих проблем связаны с полноэкранными дисплеями, другие — с небольшими дисплеями, например, на часах и т. д. Многие сравнения проводятся с дисплеями на ЭЛТ.
В жидкокристаллических дисплеях используются несколько различных семейств жидких кристаллов. Используемые молекулы должны быть анизотропными и проявлять взаимное притяжение. Распространены поляризуемые стержнеобразные молекулы ( бифенилы , терфенилы и т. д.). Распространенной формой является пара ароматических бензольных колец с неполярным фрагментом (пентил, гептил, октил или алкилоксигруппа) на одном конце и полярным (нитрил, галоген) на другом. Иногда бензольные кольца разделяются ацетиленовой группой, этиленом, CH=N, CH=NO, N=N, N=NO или сложноэфирной группой. На практике используются эвтектические смеси нескольких химикатов для достижения более широкого диапазона рабочих температур (−10..+60 °C для дисплеев с низкими характеристиками и −20..+100 °C для дисплеев с высокими характеристиками). Например, смесь E7 состоит из трех бифенилов и одного терфенила: 39 мас.% 4'-пентил[1,1'-бифенил]-4-карбонитрила (нематический диапазон 24..35 °C), 36 мас.% 4'-гептил[1,1'-бифенил]-4-карбонитрила (нематический диапазон 30..43 °C), 16 мас.% 4'-октокси[1,1'-бифенил]-4-карбонитрила (нематический диапазон 54..80 °C) и 9 мас.% 4 -пентил[1,1':4',1 -терфенил]-4-карбонитрила (нематический диапазон 131..240 °C). [173]
В производстве ЖК-экранов в качестве травильной жидкости при производстве тонкопленочных компонентов используется трифторид азота (NF 3 ). NF 3 является мощным парниковым газом , и его относительно длительный период полураспада может сделать его потенциально вредным фактором глобального потепления . Отчет в Geophysical Research Letters предполагает, что его воздействие теоретически намного больше, чем у более известных источников парниковых газов, таких как углекислый газ . Поскольку NF 3 в то время не использовался широко, он не был включен в Киотский протокол и считался «недостающим парниковым газом». [174] NF 3 был добавлен в Киотский протокол на второй период соблюдения в ходе Дохийского раунда. [175]
Критики отчета указывают на то, что он предполагает, что весь произведенный NF 3 будет выброшен в атмосферу. В действительности, подавляющее большинство NF 3 распадается во время процессов очистки; два более ранних исследования показали, что только 2–3% газа избегают разрушения после его использования. [176] Кроме того, в отчете не сравниваются эффекты NF 3 с тем, что он заменил, перфторуглеродом , другим мощным парниковым газом, из которого где-то от 30 до 70% выбрасывается в атмосферу при обычном использовании. [176]
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)