Polska

Od CRT do LCD – oraz film, który pomógł to urzeczywistnić!

Nie tak dawno temu wyświetlacze telewizorów i komputerów zawierały duże i ciężkie kineskopy (CRT) w celu tworzenia obrazu. Obecnie korzystamy z lekkich i cienkich wyświetlaczy ciekłokrystalicznych (LCD), które sprawiają, że telewizory i komputery są znacznie bardziej atrakcyjną i wygodną częścią naszego codziennego życia.

Również LCD przeszły olbrzymią ewolucję. Niewielkie, czarno-białe ekrany LCD z przeszłości przeobraziły się w olbrzymie, kolorowe panele LCD, pozwalając na łatwe wyświetlanie różnorodnych treści. Czy wiesz jednak, że za tą innowacją stoi film opracowany i wyprodukowany przez Fujifilm? Cienki arkusz foli WV (szerokokątnej) usprawnia nasze życie w biurach i salonach na całym świecie.

Przezwyciężenie największego problemu LCD

Mimo że ekrany LCD odgrywają ważną rolę w kalkulatorach kieszonkowych oraz zegarkach już od lat 70-tych, zaledwie od drugiej połowy lat 90-tych weszły do użytku jako wyświetlacze komputerów. Aby stworzyć te zaawansowane wyświetlacze kolorowe, konieczne było pokonanie różnych problemów technicznych w celu poprawy jakości obrazu LCD i zwiększenia prędkości reakcji. Co więcej, koszty produkcji musiały zostać obniżone, aby zapewnić, że będą to rozwiązania w przystępnej cenie.

W tamtych czasach rodzajem ekranu LCD, który najlepiej radził sobie z wymaganiami technologicznymi i ekonomicznymi był ekran LCD twisted nematic (TN – o skręconej fazie nematycznej).* Jednak LCD TN miał jedną zasadniczą wadę: w przypadku spoglądania pod kątem, zamiast na wprost, kolory i poziom jasności obrazu ulegają zmianie. Problem ten sprawił, że LCD TN nie były odpowiednie do dużych wyświetlaczy, jednak z pomocą przybyła innowacja technologiczna Fujifilm: folia WV.

W ekranie LCD cząsteczki ciekłokrystaliczne każdego piksela odgrywają rolę przekazywania i blokowania światła, które przechodzi przez nie w stronę widza. Jeśli na LCD TN spogląda się z boku, z góry lub z dołu, cechy cząsteczek ciekłokrystalicznych sprawiają, że światło, które powinno być blokowane, przedostaje się, zmieniając kolor i poziom jasności obrazu. Folia WV optycznie kompensuje cząsteczki ciekłokrystaliczne ustawione w wielu kierunkach w ramach warstwy ciekłokrystalicznych pikseli w stanie czarnym, aby zapobiegać przedostawaniu się światła. W przypadku spoglądania na ekran LCD z folią WV pod różnymi kątami kolor czarny faktycznie wygląda na czarny.

Dzięki wyjątkowej jakości oraz bez zmiany bieżącego procesu produkcji LCD folia WV jest stosowana niemal w każdym panelu LCD TN produkowanym na świecie. Tak naprawdę istnieje duża szansa, że obecnie spoglądasz na tę stronę internetową na ekranie LCD komputera posiadającym folię WV Fujifilm.

*W tym czasie jedynym realnym pod względem komercyjnym LCD z tranzystorem cienkowarstwowym (TFT) korzystającym ze struktury matrycy aktywnej był LCD TN. Ze względu na to, że matryca aktywna pozwala na kontrolowanie każdego piksela poprzez dedykowany tranzystor, który może włączać lub wyłączać napięcie, oferuje ona jakość obrazu i czas reakcji przewyższające strukturę matrycy pasywnej. Ponadto ze względu na możliwość włączenia lub wyłączenia każdego piksela, struktura matrycy aktywnej dobrze się sprawdza w przypadku wyświetlania sygnału cyfrowego.

Pierwotny pomysł został zapoczątkowany przez precyzyjne, proste myślenie

W latach 90-tych producenci paneli LCD szukali rozwiązania ograniczonego kąta widzenia LCD TN. Ich badania skupiały się głównie na próbie zmiany samych komórek ciekłokrystalicznych, jednak wszelkie podejmowane zmiany kończyły się ograniczeniem przepuszczalności komórek, tworząc wadę podobną do tej, którą usiłowali wyeliminować.

Również firma Fujifilm miała problem do rozwiązania. W tym czasie głównym rodzajem LCD na rynku były LCD super-twisted nematic (STN) (z kryształami nematycznymi o dużym skręcie). Korporacja dostarczała materiały dla producentów do stosowania w STN LCD, jednak konkurencja na rynku coraz mocniej się rozwijała, a sprzedaż Fujifilm w tym segmencie spadała. Zespół ds. badań i rozwoju Fujifilm na ten rynek stanął przed trudnym wyborem: porzucić lub opracować rewolucyjnie nowy produkt. Jak można spodziewać się po zespole ds. badań i rozwoju Fujifilm, podjął on wyzwanie. Tych pięciu dwudziesto- i trzydziestoletnich badaczy nie nawykło do porażek i nie miało zamiaru poczuć ich smaku po raz pierwszy.

Piękna jakość obrazu nadchodzących LCD TN, przewyższająca jakość LCD STN, wystarczyła, aby przyciągnąć uwagę zespołu i wzmocnić ducha współzawodnictwa. Latem 1993 roku zespół rozpoczął badania nad metodą optycznej kompensacji kąta widzenia LCD TN. Kierowali się jedną zasadą: myśleć precyzyjnie i prosto. W rezultacie wpadli na pomysł opracowania folii optycznie kompensującej cząsteczki ciekłokrystaliczne ustawione w wielu różnych kierunkach w ramach warstwy ciekłokrystalicznej pikseli. Precyzyjne i proste myślenie doprowadziły do rozwiązania o niezwykle racjonalnym potencjale, jednak nadal nie mieli pomysłu, jaki materiał może zapewnić pożądany efekt.

LCD dyskotyczne: nieszablonowe osiągnięcie

Zimą 1993 roku jeden z członków zespołu odkrył szczególnie interesujący artykuł badawczy opisujący związki dyskotyczne lub o kształcie dysku. To był dokładnie kształt, którego szukali badacze, ponieważ był to najbardziej wydajny kształt umożliwiający kompensację cząsteczek LCD o kształcie piłki do rugby. Zespół natychmiast zaczął eksperymentować ze związkami dyskotycznymi rozmierzonymi po przekątnej folii. Związki dyskotyczne nie były do tej pory stosowane w produktach komercyjnych, jednak zespół eksperymentował z różnorodnymi rozwiązaniami w celu odkrycia ewentualnego skutecznego sposobu wyrównania cząsteczek. Folia posiadała jeszcze jedną cechę, która sprawiała, że była jeszcze bardziej nieszablonowa: cząsteczki wykazywały się orientacją hybrydową, nieustannie zmieniając kąt w odniesieniu do powierzchni folii oraz jej granicy z powietrzem. Zwykłe umieszczenie arkusza foli po obydwu stronach panelu LCD umożliwia widzom oglądanie obrazów pod różnymi kątami. Długoletni problem ekranów LCD TN dotyczący ograniczonego kąta widzenia został natychmiast rozwiązany i powstała rewolucyjna nowa folia.

Firma Fujifilm wkrótce zaczęła dostarczać folię WV, jak nazwała ten nowy produkt, do producentów paneli LCD, z którymi już współpracowała. W 1995 roku niewielki telewizor LCD z folią WV został wprowadzony na rynek. Gdy producenci paneli LCD na całym świecie przekonali się, jak zwykłe zastosowanie folii może zwiększyć jakość do takiego wyjątkowego poziomu, szybko przyjęli tę nową innowację. Na przestrzeni czasu panele LCD z folią WV mogły przyczynić się do dalszej popularyzacji komputerów osobistych i transmisji telewizji cyfrowej. Co więcej pomogły przyspieszyć niemal całkowity zanik CRT, czyli technologii dominującej od połowy XX do początku XXI wieku.

Cienka folia o olbrzymim znaczeniu

Technologia nieustannie ewoluuje, a od czasu wynalezienia folii WV pojawiły się nowe rodzaje LCD, włączając LCD vertical alignment (VA – wyrównanie w pionie), oraz in-plane switching (IPS – przełączanie w płaszczyźnie). Od 2000 roku innowacje te jeszcze bardziej zwiększyły jakość wyświetlaczy cyfrowych, wspierały wprowadzenie smartfonów i tabletów oraz pomogły wzbogacić życie ludzi na całym świecie. LCD oraz folia WV były fundamentalnymi technologiami, które pomogły urzeczywistnić te innowacje, a Fujifilm jest dumna z odegrania kluczowej roli w zmianie, którą zapoczątkowały, będącej tak bardzo korzystnej dla społeczeństwa.

Treść powiązana: