Gli schermi LCD sono pericolosi?
LCD (display a cristalli liquidi) consuma molto meno energia ed è più leggero, più sottile del CRT (tubo a raggi catodici). È la tecnologia di visualizzazione più popolare al mondo ora. È stato ampiamente utilizzato in telefoni cellulari, tablet, TV, laptop, monitor di computer, bancomat, chioschi, elettrodomestici, IoT, automobili, pannelli solari ecc. Le dimensioni stanno aumentando e le quantità stanno aumentando. Ci sono molte preoccupazioni sul fatto che gli schermi LCD siano sicuri o addirittura pericolosi o che influiscano sui cambiamenti climatici? C'era poca ricerca su di esso. Ci sono diversi articoli su Internet con informazioni contraddittorie. È importante esaminare il problema della sicurezza dall'angolo di visione di un produttore professionale di pannelli LCD. Per avere una comprensione profonda della domanda, dobbiamo avere una comprensione profonda della base LCD. Poiché la maggior parte degli LCD di grandi dimensioni sono a colori, ci concentreremo sugli LCD TFT.
Introduzione ai display LCD: struttura LCD TFT e come funziona
Display LCD TFT (Thin-Film-Transistor Liquid Crystal Display) ha una struttura a sandwich con materiale a cristalli liquidi riempito tra due lastre di vetro. Due filtri polarizzatori, filtri colorati (RGB, rosso/verde/blu) e due strati di allineamento determinano esattamente la quantità di luce che può passare e quali colori vengono creati. Ogni pixel in una matrice attiva è accoppiato con un transistor che include un condensatore che dà a ciascun sub-pixel la capacità di mantenere la sua carica, invece di richiedere una carica elettrica inviata ogni volta che deve essere cambiata. Il livello TFT controlla il flusso di luce, un filtro colorato mostra il colore e un livello superiore ospita lo schermo visibile. Vedere la Fig.1 per la struttura dell'LCD TFT.
Fig.1 Struttura del display LCD TFT
Utilizzando una carica elettrica che fa sì che il materiale a cristalli liquidi modifichi la propria struttura molecolare consentendo il "pass-through" di varie lunghezze d'onda della retroilluminazione. La matrice attiva del display TFT è in flusso costante e cambia o si aggiorna rapidamente a seconda del segnale in ingresso dal dispositivo di controllo.
I pixel dei display TFT sono determinati dalla densità (risoluzione) sottostante della matrice di colori e del layout TFT. Maggiore è il numero di pixel, maggiore è il dettaglio disponibile. Le dimensioni dello schermo disponibili, il consumo energetico, la risoluzione, l'interfaccia (come connettersi) definiscono i display TFT.
Lo stesso schermo TFT non può emettere luce come Display OLED, deve essere utilizzato con una retroilluminazione di luce bianca brillante per generare l'immagine. I pannelli più recenti utilizzano la retroilluminazione a LED (diodi emettitori di luce) per generare la loro luce e quindi utilizzano meno energia e richiedono meno profondità in base alla progettazione.
Il modulo display TFT include schermo TFT, retroilluminazione a LED e circuiti di guida.
OK, analizziamo uno strato dopo l'altro.
-Polarizzatori: In realtà, il polarizzatore è costituito da diversi strati di plastica normale. Principalmente sono PVA (alcool polivinilico) e TAC (tre film di acetato di cellulosa). Entrambi sono normali polimeri sicuri. La maggior parte della plastica al giorno d'oggi ha ritardanti di fiamma per evitare che prenda fuoco.
Fig. 2 Struttura del polarizzatore
- Bicchiere: Normalmente vengono utilizzati due tipi di vetro: Soda lime e alcalinobosicato. Entrambi sono al sicuro.-TFT: È un tipo di semiconduttore che ha principalmente silicio e metallo (oro, alluminio ecc.). Sono al sicuro.
– Filtro colore: Sono molto sottili e sono realizzati con polimeri di fotoresist. Il processo viene eseguito con il metodo della fotolitografia. Sono al sicuro.
– Circuito di guida: I circuiti di pilotaggio dell'LCD non hanno materiale diverso da altri componenti elettronici. Ha IC (circuito integrato) e PCB (circuito stampato).
– Retroilluminazione e materiale a cristalli liquidi: Entrambi sono i più sospetti. Ci immergeremo in profondità in queste due parti.
Vapori di mercurio
Alcuni articoli su Internet hanno affermato che lo schermo LCD utilizza il mercurio per generare luce visibile come parte del processo di visualizzazione. È il motivo per cui c'è la possibilità che i vapori possano fuoriuscire dove lo schermo si incrina. Sebbene i livelli di mercurio siano generalmente bassi, esiste il rischio di effetti collaterali come reazioni allergiche, eruzioni cutanee e persino difetti alla nascita.
Per la nostra comprensione, si tratta di un'affermazione falsa. Dalla nostra analisi della struttura sopra, lo schermo LCD non contiene affatto mercurio. Lo schermo LCD non può accendersi da solo; deve usare una fonte di luce per aiutarlo a essere visto. Le fonti di luce possono essere la luce del sole, la luce circostante o possiamo fare retroilluminazione sul retro degli schermi LCD.
Esistono due tipi di retroilluminazione: retroilluminazione LED (Light Emitting Diode) e retroilluminazione CCFL (lampada fluorescente a catodo freddo). Entrambi sono ampiamente utilizzati per la nostra normale illuminazione domestica. Se lo schermo LCD e il mercurio devono essere correlati. Può essere il CCFL che contiene metalli tossici e i loro sali, incluso il mercurio, per produrre luce fluorescente. Ma potresti notare che la maggior parte dei produttori di LCD pubblicizza display a LED che sono display LCD retroilluminati a LED. Orient Display ha smesso di utilizzare CCFL come retroilluminazione per 15 anni e siamo conformi al 100% alla direttiva RoHS (Restriction of Hazardous Substances Directive) per l'intera fabbrica, comprese le materie prime, i processi e i prodotti.
Fig. 3 Conformità ROHS
Materiale a cristalli liquidi
Il cristallo liquido è uno stato tra liquido (come l'acqua) e cristallo/solido (come il ghiaccio). Sebbene abbiamo schermi a cristalli liquidi intorno a noi, la maggior parte delle persone non vede mai che aspetto hanno i materiali a cristalli liquidi. In realtà, i materiali a cristalli liquidi commerciali sembrano latte. Ma non puoi berlo.
Fig. 4 Una bottiglia di materiali a cristalli liquidi
I monomeri di cristalli liquidi non hanno proteine. Le loro strutture chimiche sono le seguenti. L'effetto di queste sostanze chimiche è mostrato in MSDS (Scheda di sicurezza dei materiali).
Fig. 5 Formula tipica del materiale a cristalli liquidi
Impatto ambientale
Alcuni ricercatori hanno condotto uno studio approfondito sulle sostanze chimiche utilizzate nei display LCD e il risultato è il seguente:
– In Proceedings of the National Academy of Sciences, il team di ricerca di Giesy ha assemblato e analizzato un elenco completo di 362 monomeri di cristalli liquidi comunemente usati raccolti da 10 diverse industrie ed ha esaminato ogni sostanza chimica per la sua potenziale tossicità. Se inalate o ingerite, queste sostanze chimiche tossiche possono accumularsi nel corpo nel tempo con effetti tossici, causando potenzialmente problemi digestivi e altri problemi di salute.
- "Queste sostanze chimiche sono semi-liquide e possono entrare nell'ambiente in qualsiasi momento durante la produzione e il riciclaggio e vengono vaporizzate durante la combustione", ha affermato il tossicologo ambientale dell'Università del Saskatchewan e autore principale John Giesy in un comunicato stampa. "Ora sappiamo anche che queste sostanze chimiche vengono rilasciate dai prodotti semplicemente utilizzandole".
-I ricercatori hanno scoperto che i monomeri specifici isolati dagli smartphone erano potenzialmente pericolosi per gli animali e l'ambiente. Nei test di laboratorio, è stato scoperto che le sostanze chimiche hanno proprietà note per inibire la capacità degli animali di digerire i nutrienti e di interrompere il corretto funzionamento della cistifellea e della tiroide, simili alle diossine e ai ritardanti di fiamma che sono noti per causare effetti tossici negli esseri umani e nella fauna selvatica.
-Per essere chiari, i ricercatori non hanno osservato alcun effetto negativo sulla salute dall'accumulo di cristalli liquidi nel corpo umano; hanno scoperto solo che questi cristalli in realtà fuoriescono dai dispositivi e che hanno il potenziale per essere tossici. "Non sappiamo ancora se questo sia un problema, ma sappiamo che le persone sono esposte e queste sostanze chimiche hanno il potenziale per causare effetti negativi", ha affermato Giesy.
Ok, rilassati. Se comprendi correttamente la dichiarazione di ricerca di cui sopra e combini la nostra comprensione dei materiali a cristalli liquidi. I risultati sono:
-Qualsiasi sostanza chimica artificiale ha un potenziale rischio per la salute umana. Se leggi le note del tuo farmaco da prescrizione, la dichiarazione è probabilmente più allarmante di quanto sopra.
-Non bruciare i tuoi LCD, proprio come non puoi bruciare la batteria, i cavi o la benzina. Qualsiasi vapore può essere pericoloso.
-Se rompi gli schermi LCD e trovi la perdita di cristalli liquidi, niente panico. Ricorda solo che i materiali a cristalli liquidi potrebbero non essere più tossici dei tuoi detersivi per la stufa o il bagno. Basta lavarsi le mani con la zuppa dappertutto. Non provare mai a giocarci o peggio ancora ad assaggiarlo. Il liquido dello schermo del computer rotto non evaporerà, nessuna preoccupazione per le emissioni.
-Qualsiasi elettronica ha un impatto ambientale e non può essere utilizzata nelle discariche. Se vuoi sbarazzarti di vecchi monitor LCD o TV LCD, consegnali alle stazioni di raccolta elettronica. Lasciamo che siano i professionisti a gestirli. Estrarranno alcuni metalli/parti preziosi e li trasformeranno in qualcosa di utile o almeno non pericoloso. Cordiali saluti, i materiali a cristalli liquidi sono recuperabili.
Altri impatti
-Lo schermo LCD emetterà radiazioni ultraviolette o luce blu?
No, lo schermo LCD non emette luce da solo. Utilizza la retroilluminazione a LED per produrre luce visibile che non ha le lunghezze d'onda della luce UV o blu.
-Il mio TV LCD Samsung uhd da 65 pollici si è rotto. Si può riparare? .
No, il display LCD è di vetro che non può essere riparato. Si prega di inviare la TV alla società di gestione dei rifiuti locale per il riciclaggio.
-Ho sentito che lo schermo LCD può danneggiare lo strato di ozono, è vero?
Molti anni fa, il processo di produzione degli LCD utilizzava idro-fluorocarburi come solventi, che possono danneggiare lo strato di ozono. Ora, è vietato usare questa sostanza chimica.