Se ha desarrollado un método para calcular los parámetros óptimos de las pantallas de cristal líquido

Se ha desarrollado un método para calcular los parámetros óptimos de las pantallas de cristal líquido

Catedrático de RUDN University, junto con colegas de la Universidad Estatal de Saratov N.G. Chernyshevsky y la Universidad de Tecnología Química de Rusia D.I. Mendeleev, creó un método para calcular parámetros de los elementos ópticos difractivos que se utilizan en las pantallas de cristal líquido. El método propuesto se puede utilizar para ampliar el ángulo de visión en el que se conserva la resolución máxima y la reproducción cromática, por ejemplo.

Cada píxel de una pantalla corresponde a un grupo de fuentes de luz roja, verde y azul. Cuando tres diodos tienen un mismo brillo se obtiene luz blanca, y al cambiar la contribución de cada color se puede obtener el tono deseado. En las pantallas modernas, para cambiar el brillo de colores específicos se usan cristales líquidos. Cuando se aplica voltaje, estos giran y cambian la transparencia. Debido a esto, algunos colores se oscurecen y se obtiene el tono deseado. Sin embargo, al mirar la pantalla desde un ángulo se puede notar oscurecimiento o distorsión del color. Así, un catedrático de RUDN University, junto con colegas, ha creado un método mediante el cual es posible calcular los parámetros del sustrato de una pantalla de cristal líquido para que esta corresponda a las propiedades deseadas, por ejemplo, para aumentar el ángulo de visión. 

Para que el ángulo afecte menos a la calidad de la imagen, la luz de las pantallas es sometida a un procedimiento adicional. A partir del flujo desordenado de luz se aislan solo los rayos orientados en el plano deseado. Para esto, se utilizan elementos ópticos difractivos (DOE), tales como sustratos con microrelieve. Los parámetros de este relieve determinan las propiedades ópticas de los DOE, en particular, la intensidad de la luz que lo atraviesa. Los investigadores compararon tres relieves diferentes y desarrollaron un algoritmo para calcular sus parámetros ópticos. En el pasado, se han obtenido resultados similares para cristales con anisotropía óptica positiva. Este parámetro determina cómo entran los rayos dentro del cristal. En la investigación del catedrático de RUDN University se estudian los DOE producidos a partir de cristales líquidos discóticos que tienen anisotropía óptica negativa.

«Nuestro objetivo consistió en calcular la difracción en los DOE con anisotropía óptica negativa, los cuales pueden elaborarse a partir de cristales líquidos discóticos. Estos elementos se pueden utilizar para ampliar el rango de ángulos de visión de una pantalla de cristal líquido», dijo Victor Belyaev, Doctor en Ciencias Técnicas, catedrático del Departamento de Mecánica y Mecatrónica de RUDN University.

Los científicos usaron elementos ópticos difractivos con un perfil periódico ondulado y rectangular. El período de las ondas o de las protuberancias rectangulares en todos los casos fue de 2.52 micrómetros y el ancho de los valles para los DOE rectangulares fue de 0.63 o 1.25 micrómetros. Estos valores se eligieron de forma que fueran múltiplos de la longitud de onda de la luz incidente (luz roja), es decir, 0.63 micrómetros. La altura del relieve varió de 0.063 a 1.89 micrómetros. Para los tres tipos de DOE se calculó cómo la intensidad de la luz depende de la relación período-altura del relieve. De acuerdo con el algoritmo propuesto se pueden calcular los parámetros necesarios de los DOE en función de los requisitos específicos para la pantalla.

«Hemos calculado cómo el perfil periódico de microrelieve afecta a los parámetros de difracción. El método propuesto proporciona parámetros de relieve para las propiedades requeridas de una estructura anisotrópica espacialmente no homogénea», explicó Victor Belyaev, Doctor en Ciencias Técnicas, catedrático del Departamento de Mecánica y Mecatrónica de RUDN University.

Los resultados fueron publicados en la revista Journal of The Society for Information Display.

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