211service.com
Nowy konkurent LCD
Piksel, który wykorzystuje parę luster do blokowania lub przesyłania światła, może prowadzić do wyświetlaczy, które będą szybsze, jaśniejsze i bardziej energooszczędne niż wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD). Badacze w Badania firmy Microsoft którzy opublikowali swój nowatorski projekt pikseli w Fotonika przyrody mówią, że ich konstrukcja jest również prostsza i łatwiejsza w produkcji, co powinno sprawić, że będzie tańsza.
Sztuczka z lustrem : Obraz mikroskopowy przedstawia dwuwymiarową tablicę pikseli o szerokości 100 mikrometrów. Nowy projekt pikseli autorstwa badaczy Microsoftu wykorzystuje dwa mikrolustra, jedno z aperturą, a drugie umieszczone bezpośrednio przed aperturą. W stanie włączonym pierwsze lustro wygina się, wysyłając światło odbijające się od drugiego lustra i wychodzące na zewnątrz piksela.
Wyświetlacze LCD zajmują połowę światowego rynku telewizorów i są najpopularniejszą technologią w telefonach komórkowych i płaskich monitorach komputerowych. Ale z trzech powodów nie mogą pochwalić się najlepszą jakością obrazu. Po pierwsze, piksele nie wyłączają się całkowicie. Po drugie, przełączanie między czernią a bielą zajmuje średnio od 25 do 40 milisekund, co jest wystarczająco wolne, aby rozmyć szybko poruszające się obrazy. Po trzecie, wyświetlacze LCD są prawie niemożliwe do użycia w jasnym świetle otoczenia. W technologii LCD nie ma nic, co by się wyróżniało, mówi Sriram Peruvemba, wiceprezes ds. marketingu w pionierze papieru elektronicznego E Ink , z siedzibą w Cambridge, MA. Jedynym powodem, dla którego spisał się dobrze, jest to, że jest to obecnie najniższy [płaski] wyświetlacz.
Nowe teleskopowe piksele wyłączają się i włączają całkowicie w ciągu 1,5 milisekundy. Michael Sinclair w Microsoft Research twierdzi, że ultraszybki czas reakcji przekłada się na prostsze i tańsze kolorowe wyświetlacze. W wyświetlaczach LCD piksel składa się z trzech subpikseli — czerwonego, zielonego i niebieskiego — które świecą się jednocześnie z różną intensywnością, tworząc, powiedzmy, kolor żółty. Każdy subpiksel jest kontrolowany przez oddzielny obwód tranzystorowy, co komplikuje obwody. Ponieważ teleskopowy wyświetlacz przełącza się tak szybko, można umieścić czerwone, zielone i niebieskie diody emitujące światło za każdym pikselem, mówi Sinclair, i włączać je sekwencyjnie, aby uzyskać odcień koloru. To zmniejszyłoby złożoność i koszt dzisiejszego LCD, mówi.
Teleskopowe piksele są również znacznie jaśniejsze. W LCD, zanim światło przejdzie przez folie polaryzacyjne, warstwę ciekłokrystaliczną i filtry kolorów, wychodzi tylko od 5 do 10 procent światła. Z drugiej strony piksele teleskopowe przepuszczają około 36 procent światła. Mógłbym sobie poradzić z słabszym podświetleniem, ponieważ teleskopowy piksel jest bardziej wydajny, mówi Sinclair. Większa jasność sprawiłaby również, że wyświetlacz byłby bardziej widoczny w jasnym świetle słonecznym.
Nowe piksele wykorzystują dwa małe mikrolusterka do przepuszczania lub blokowania światła. Pierwszy to aluminiowy dysk o szerokości 100 mikrometrów i grubości 100 nanometrów z otworem pośrodku. Drugie lustro, również z cienkiej folii aluminiowej, jest wielkości otworu i znajduje się bezpośrednio przed nim. Światło jest rzucane na lustro w kształcie dysku zza drugiego lustra.
W stanie wyłączonym oba lustra odbijają światło z powrotem do źródła, więc nic nie wydostaje się z otworu. W stanie włączonym napięcie przyłożone między dyskiem a przezroczystą elektrodą wygina dysk w kierunku elektrody. Teraz światło odbija się od dysku w kierunku drugiego lustra, a następnie wychodzi przez otwór.
Sinclair i jego koledzy wytwarzają piksele w warstwowy sposób podobny do wytwarzania chipów krzemowych. Mówi, że konstrukcja teleskopowego piksela jest prostsza niż konstrukcja LCD, z mniejszą liczbą warstw, więc produkcja wymagałaby mniejszej liczby kroków. Obecnie naukowcy używają tlenku indowo-tytanowego, standardu branżowego do wytwarzania przezroczystych elektrod. Sugerują jednak wykonanie elektrod z niezwykle cienką, wzorzystą warstwą aluminium, która byłaby prawie przezroczysta. Mogłoby to uprościć proces produkcji wyświetlacza i jeszcze bardziej obniżyć jego koszt.
Nowa technologia pikseli ma przewagę nad obecnymi ekranami LCD, mówi Peruvemba, ale części mechaniczne mogą osłabić wytrzymałość. Mówi, że istnieją dosłownie setki tysięcy do milionów małych, podobnych do migawki urządzeń, które mają mechanizm mechaniczny. W większości urządzeń w pierwszej kolejności zawodzą części mechaniczne.
Podczas gdy LCD i nowy teleskopowy wyświetlacz przepuszczają światło z podświetlenia, inni wymyślili obiecujące piksele, które odbijają światło otoczenia. Nowy wyświetlacz Qualcomm, który ma piksele oparte na MEMS, ma zadebiutować w tym roku na trzech różnych telefonach komórkowych. (Patrz E-Paper wyświetla wideo.) Firma ogłosiła również swój pierwszy kolorowy ekran do odtwarzacza MP3. Tymczasem firma E Ink, która sprzedaje czarno-białe wyświetlacze e-papierowe, stworzyła teraz prototypy kolorowe i wideo. (Patrz E-papier ożywa). Technologie e-papieru mają niszę rynkową: ekrany o niskim poborze mocy do użytku na zewnątrz.
Wyświetlacze te nie potrzebują podświetlenia, a ich piksele nie potrzebują ciągłego odświeżania wymaganego w LCD, co zmniejsza ich zużycie energii. A im więcej światła, tym lepiej wyglądają ekrany. Nie konkurujemy z jasnym światłem otoczenia — wykorzystujemy całe to światło słoneczne — mówi Brian Gally, dyrektor ds. technicznych w firmie Technologie Qualcomm MEMS . Więc to jest naprawdę analogiczne do papieru.
Sinclair twierdzi, że Microsoft Research ma na celu duże, tanie ekrany komputerowe. To może być marzenie pracownika IT. Zamiast małego monitora biurkowego, na którym trzeba przełączać się między oknami, technik może mieć cienki ekran wielkości tablicy, mówi Sinclair.