Czy ekrany LCD są niebezpieczne?
LCD (wyświetlacz ciekłokrystaliczny) zużywa znacznie mniej energii, jest lżejszy i cieńszy niż CRT (Cathode Ray Tube). Jest to obecnie najpopularniejsza technologia wyświetlania na świecie. Jest szeroko stosowany w telefonach komórkowych, tabletach, telewizorach, laptopach, monitorach komputerowych, bankomatach, kioskach, sprzęcie AGD, IoT, motoryzacji, panelach słonecznych itp. Rozmiary są coraz większe, a ich ilość rośnie. Istnieje wiele obaw o to, czy ekrany LCD są bezpieczne, a nawet niebezpieczne lub czy mają jakikolwiek wpływ na zmiany klimatyczne? Niewiele było na ten temat badań. W Internecie jest kilka artykułów zawierających sprzeczne informacje. Ważne jest, aby spojrzeć na kwestię bezpieczeństwa z perspektywy profesjonalnego producenta paneli LCD. Aby dogłębnie zrozumieć pytanie, musimy mieć głębokie zrozumienie podstawy LCD. Ponieważ większość dużych wyświetlaczy LCD jest kolorowymi wyświetlaczami, skupimy się na wyświetlaczach TFT LCD.
Wprowadzenie do wyświetlaczy LCD: Struktura TFT LCD i jak to działa
Wyświetlacz LCD TFT (Thin-Film-Transistor Liquid Crystal Display) ma strukturę przypominającą kanapkę z materiałem ciekłokrystalicznym wypełnionym pomiędzy dwiema szklanymi płytami. Dwa filtry polaryzacyjne, filtry barwne (RGB, czerwony/zielony/niebieski) i dwie warstwy wyrównania dokładnie określają ilość światła, które może przepuścić i jakie kolory są tworzone. Każdy piksel w aktywnej matrycy jest sparowany z tranzystorem, który zawiera kondensator, który daje każdemu subpikselowi możliwość zachowania ładunku, zamiast wymagać wysyłania ładunku elektrycznego za każdym razem, gdy trzeba go zmienić. Warstwa TFT kontroluje przepływ światła, filtr kolorów wyświetla kolor, a górna warstwa zawiera widoczny ekran. Patrz rys. 1 dla struktury TFT LCD.
Rys. 1 Struktura wyświetlacza TFT LCD
Wykorzystując ładunek elektryczny, który powoduje, że materiał ciekłokrystaliczny zmienia swoją strukturę molekularną, umożliwiając „przechodzenie” różnych długości fali podświetlenia. Aktywna matryca wyświetlacza TFT jest w ciągłym ruchu i zmienia się lub odświeża szybko w zależności od sygnału przychodzącego z urządzenia sterującego.
Piksele wyświetlaczy TFT są określane przez podstawową gęstość (rozdzielczość) matrycy kolorów i układu TFT. Im więcej pikseli, tym więcej szczegółów jest dostępnych. Dostępny rozmiar ekranu, pobór mocy, rozdzielczość, interfejs (sposób podłączenia) definiują wyświetlacze TFT.
Sam ekran TFT nie może emitować światła, takiego jak Wyświetlacz OLED, musi być używany z podświetleniem białym jasnym światłem, aby wygenerować obraz. Nowsze panele wykorzystują podświetlenie LED (diody elektroluminescencyjne) do generowania światła, a zatem zużywają mniej energii i wymagają mniejszej głębokości w projekcie.
Moduł wyświetlacza TFT zawiera wyświetlacz TFT, podświetlenie LED i obwody sterujące.
OK, przeanalizujmy jedną warstwę po drugiej.
-polaryzatory: W rzeczywistości polaryzator składa się z kilku warstw zwykłego plastiku. Przeważnie są to PVA (alkohol poliwinylowy) i TAC (trzy folie z octanu celulozy). Oba są normalnym, bezpiecznym polimerem. Większość plastiku ma obecnie środki zmniejszające palność, aby zapobiec zapaleniu się ognia.
Rys. 2 Struktura polaryzatora
- Szkło: Zwykle stosuje się dwa rodzaje szkła: wapno sodowane i bosikat alkaliczny. Oba są bezpieczne.-TFT: Jest to rodzaj półprzewodnika, który zawiera głównie krzem i metal (złoto, aluminium itp.). Oni są bezpieczni.
– Filtr kolorów: Są bardzo cienkie i wykonane z polimerów fotorezystu. Proces odbywa się metodą fotolitografii. Oni są bezpieczni.
– Obwody napędowe: Obwody sterujące LCD nie mają materiału różniącego się od innych elementów elektronicznych. Posiada układ scalony (układ scalony) i PCB (obwód drukowany).
– Podświetlenie i materiał ciekłokrystaliczny: Obaj są najbardziej podejrzani. Zagłębimy się w te dwie części.
Opary rtęci
Niektóre artykuły internetowe twierdziły, że ekran LCD wykorzystuje rtęć do generowania światła widzialnego w ramach procesu oglądania. Jest to powód, dla którego istnieje szansa, że opary mogą wydostać się w miejscu pęknięcia ekranu. Chociaż poziom rtęci jest ogólnie niski, istnieje ryzyko wystąpienia działań niepożądanych, takich jak reakcje alergiczne, wysypki skórne, a nawet wady wrodzone.
W naszym rozumieniu jest to fałszywe stwierdzenie. Z powyższej analizy struktury wynika, że ekran LCD w ogóle nie zawiera rtęci. Ekran LCD nie może się zapalić; musi używać źródła światła, aby być widzianym. Źródłem światła może być światło słoneczne, otaczające światło lub możemy wykonać podświetlenie z tyłu ekranów LCD.
Istnieją dwa rodzaje podświetlenia: podświetlenie LED (dioda elektroluminescencyjna) i podświetlenie CCFL (lampa fluorescencyjna z zimną katodą). Oba są szeroko stosowane w naszym normalnym oświetleniu w domu. Jeśli ekran LCD i rtęć muszą być powiązane. Może to być CCFL, który zawiera toksyczne metale i ich sole, w tym rtęć, do wytwarzania światła fluorescencyjnego. Ale można zauważyć, że większość producentów LCD reklamuje wyświetlacze LED, które są wyświetlaczami LCD z podświetleniem LED. Orient Display ponownie przestał używać CCFL jako podświetlenia 15 lat i jesteśmy w 100% zgodni z dyrektywą RoHS (Restriction of Hazardous Substances Directive) dla całej fabryki, w tym surowców, procesów i produktów.
Rys. 3 Zgodność z ROHS
Materiał ciekłokrystaliczny
Ciekły kryształ to stan pomiędzy cieczą (jak woda) a kryształem/ciałem stałym (jak lód). Chociaż mamy wokół siebie wyświetlacze ciekłokrystaliczne, większość ludzi nigdy nie widzi, jak wyglądają materiały ciekłokrystaliczne. W rzeczywistości komercyjne materiały ciekłokrystaliczne wyglądają jak mleko. Ale nie możesz tego wypić.
Rys. 4 Butelka materiałów ciekłokrystalicznych
Monomery ciekłokrystaliczne nie zawierają białka. Ich struktury chemiczne wyglądają jak poniżej. Wpływ tych chemikaliów przedstawiono w MSDS (Karta Charakterystyki Substancji Niebezpiecznych).
Rys. 5 Typowa formuła materiału ciekłokrystalicznego
Wpływ na środowisko
Niektórzy badacze prowadzą dogłębne badania nad substancjami chemicznymi używanymi w wyświetlaczach LCD, a wynik jest następujący:
– W Proceedings of the National Academy of Sciences zespół badawczy Giesy zebrał i przeanalizował obszerną listę 362 powszechnie stosowanych monomerów ciekłokrystalicznych zebranych z 10 różnych branż i zbadał każdą substancję chemiczną pod kątem jej potencjalnej toksyczności. Wdychane lub spożywane te toksyczne chemikalia mogą z czasem gromadzić się w organizmie, powodując toksyczne skutki, potencjalnie powodując problemy trawienne i inne problemy zdrowotne.
„Te chemikalia są półpłynne i mogą przedostać się do środowiska w dowolnym momencie podczas produkcji i recyklingu, a także odparowują podczas spalania” – powiedział toksykolog środowiskowy University of Saskatchewan i główny autor John Giesy w komunikacie prasowym. „Teraz wiemy również, że te chemikalia są uwalniane przez produkty tylko dzięki ich użyciu”.
- Naukowcy odkryli, że określone monomery wyizolowane ze smartfonów są potencjalnie niebezpieczne dla zwierząt i środowiska. W testach laboratoryjnych stwierdzono, że chemikalia mają właściwości, o których wiadomo, że hamują zdolność zwierząt do trawienia składników odżywczych i zakłócają prawidłowe funkcjonowanie pęcherzyka żółciowego i tarczycy – podobnie jak dioksyny i środki zmniejszające palność, o których wiadomo, że powodują toksyczne skutki u ludzi i dzikich zwierząt.
- Żeby było jasne, naukowcy nie zaobserwowali żadnych negatywnych skutków zdrowotnych związanych z akumulacją ciekłych kryształów w ludzkim ciele; odkryli tylko, że kryształy te faktycznie wyciekają z urządzeń i mogą być toksyczne. „Nie wiemy jeszcze, czy to jest problem, ale wiemy, że ludzie są narażeni, a te chemikalia mogą potencjalnie powodować niekorzystne skutki” – powiedział Giesy.
OK, zrelaksuj się. Jeśli poprawnie zrozumiesz powyższe oświadczenie badawcze i połączysz nasze zrozumienie materiałów ciekłokrystalicznych. Wyniki to:
-Wszelkie sztuczne chemikalia mają potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. Jeśli przeczytasz notatki dotyczące swojego leku na receptę, stwierdzenie to jest prawdopodobnie bardziej niepokojące niż powyższe.
-Nie spalaj swoich wyświetlaczy LCD, tak jak nie możesz spalić baterii, przewodów lub benzyny. Każda para może stanowić zagrożenie.
-Jeśli pękniesz ekrany LCD i znajdziesz wyciek ciekłokrystaliczny, nie panikuj. Pamiętaj tylko, że materiały ciekłokrystaliczne mogą nie być bardziej toksyczne niż detergenty do kuchenek lub toalet. Po prostu umyj ręce zupą przez cały czas. Nigdy nie próbuj się nim bawić, a nawet gorzej próbować. Płyn z pękniętego ekranu komputera nie wyparuje, nie ma obaw o emisję.
-Każda elektronika ma wpływ na środowisko i nie może być wykorzystywana na wysypiskach. Jeśli chcesz pozbyć się starych monitorów LCD lub telewizorów LCD, oddaj je do elektronicznych punktów zbiórki. Niech poradzą sobie z nimi profesjonaliści. Będą wydobywać niektóre metale szlachetne/części i zamieniają je w coś pożytecznego lub przynajmniej niegroźnego. FYI, materiały ciekłokrystaliczne są dostępne.
Inne skutki
-Czy ekran LCD będzie emitował promieniowanie ultrafioletowe lub niebieskie światło?
Nie, ekran LCD sam nie emituje światła. Wykorzystuje podświetlenie LED do wytwarzania światła widzialnego, które nie ma długości fal światła UV ani niebieskiego.
- Pęknięty 65-calowy telewizor LCD Samsung uhd. Czy da się to naprawić? .
Nie, wyświetlacz LCD jest wykonany ze szkła, którego nie można naprawić. Prosimy o przesłanie telewizora do lokalnej firmy zajmującej się utylizacją odpadów w celu recyklingu.
-Słyszałem, że ekran LCD może uszkodzić warstwę ozonową, czy to prawda?
Wiele lat temu w procesie produkcji LCD jako rozpuszczalnik stosowano wodorofluorowęglowodory, które mogą uszkadzać warstwę ozonową. Teraz zabronione jest używanie tej substancji chemicznej.