211service.com
En ny konkurrent til LCD
En pixel, der bruger et par spejle til at blokere eller transmittere lys, kan føre til skærme, der er hurtigere, lysere og mere strømeffektive end LCD-skærme. Forskere ved Microsoft Research der udgav deres nye pixeldesign i Naturfotonik sige, at deres design også er enklere og nemmere at fremstille, hvilket burde gøre det billigere.
Spejl trick : Et mikroskopisk billede viser et todimensionalt array af 100 mikrometer brede pixels. Det nye pixeldesign fra Microsoft-forskere bruger to mikrospejle, det ene med en blænde og det andet placeret direkte foran blænden. I tændt tilstand bøjer det første spejl, hvilket sender lys, der hopper fra det andet spejl og ud af pixlen.
LCD-skærme udgør halvdelen af det globale tv-marked og er den mest populære teknologi til mobiltelefoner og fladskærme til computerskærme. Men af tre grunde kan de ikke prale af den bedste billedkvalitet. For det første slukker pixels ikke helt. For det andet tager det 25 til 40 millisekunder i gennemsnit for pixels at skifte mellem sort og hvid, hvilket er langsomt nok til at sløre billeder i hurtig bevægelse. For det tredje er LCD-skærme næsten umulige at bruge i skarpt omgivende lys. Der er intet i LCD-teknologi, der skiller sig ud, siger Sriram Peruvemba, vicepræsident for marketing hos pioneren inden for elektronisk papir. E blæk , baseret i Cambridge, MA. Den eneste grund til, at det har gjort det godt, er, at det er den laveste pris [fladskærm] i dag.
De nye teleskopiske pixels slukker og tænder helt inden for 1,5 millisekunder. Michael Sinclair hos Microsoft Research siger, at den ultrahurtige responstid oversættes til enklere, billige farveskærme. I LCD-skærme er en pixel lavet af tre underpixel - rød, grøn og blå - der lyser op samtidigt med forskellige intensiteter for at skabe, for eksempel, gul. Hver subpixel styres med et separat transistorkredsløb, som gør kredsløbene komplekse. Fordi det teleskopiske display skifter så hurtigt, kan du sætte røde, grønne og blå lysdioder bag hver pixel, siger Sinclair, og få dem til at lyse sekventielt for at skabe en farvenuance. Dette ville reducere kompleksiteten og omkostningerne ved nutidens LCD, siger han.
De teleskopiske pixels er også væsentligt lysere. I en LCD, når lyset passerer gennem de polariserende film, det flydende krystallag og farvefiltrene, kommer kun 5 til 10 procent af det ud. De teleskopiske pixels lader derimod omkring 36 procent af lyset slippe igennem. Jeg kunne klare mig med en mindre kraftig baggrundsbelysning, fordi den teleskopiske pixel er mere effektiv, siger Sinclair. Den større lysstyrke ville også gøre skærmen mere synlig i stærkt sollys.
De nye pixels bruger to små mikrospejle til at sende eller blokere lys. Den første er en 100 mikrometer bred, 100 nanometer tyk aluminiumsskive med et hul i midten. Det andet spejl, også en tynd aluminiumsfilm, er lige så stort som hullet og placeret direkte foran det. Lys projiceres på det skiveformede spejl bag det andet spejl.
I slukket tilstand reflekterer begge spejle lyset tilbage til kilden, så der kommer intet ud af hullet. I tændt tilstand bøjer en spænding påført mellem disken og en gennemsigtig elektrode disken mod elektroden. Nu hopper lyset af disken mod det andet spejl og derefter ud gennem hullet.
Sinclair og hans kolleger fremstiller pixels på en lagdelt måde svarende til fremstillingen af siliciumchips. Han siger, at det teleskopiske pixeldesign er enklere end designet af en LCD, med færre lag, så fremstillingen ville kræve færre trin. Lige nu bruger forskerne indium titaniumoxid, industristandarden til fremstilling af gennemsigtige elektroder. Men de foreslår at lave elektroderne med et ekstremt tyndt, mønstret aluminiumslag, der ville være næsten gennemsigtigt. Dette kan forenkle skærmens produktionsproces og reducere omkostningerne endnu mere.
Den nye pixelteknologi har fordele i forhold til nuværende LCD'er, siger Peruvemba, men de mekaniske dele kan kompromittere robustheden. Der er bogstaveligt talt hundredtusinder til millioner af små skodderlignende enheder, der har en mekanisk bevægelse, siger han. I de fleste enheder er det, der fejler først, de mekaniske dele.
Mens LCD og det nye teleskopiske display transmitterer lys fra en baggrundsbelysning, er andre kommet med lovende pixels, der reflekterer det omgivende lys. Qualcomms nye skærm, som har MEMS-baserede pixels, er indstillet til at debutere i år på tre forskellige mobiltelefoner. (Se E-Paper viser video.) Virksomheden har også annonceret sin første farveskærm til en MP3-afspiller. I mellemtiden har E Ink, som sælger sort-hvide e-papirskærme, nu lavet farve- og videoprototyper. (Se E-Paper Comes Alive .) E-papirteknologierne har et nichemarked: skærme med lav effekt til udendørs brug.
Disse skærme har ikke brug for baggrundsbelysning, og deres pixels behøver ikke den konstante forfriskning, der kræves i en LCD, hvilket reducerer deres strømforbrug. Og jo mere lys, jo bedre ser skærmene ud. Vi konkurrerer ikke med skarpt omgivende lys – vi udnytter alt det sollys, siger Brian Gally, direktør for ingeniør hos Qualcomm MEMS Technologies . Så det er virkelig analogt med papir.
Sinclair siger, at Microsoft Research er rettet mod store, billige computerskærme. Det kunne være en it-medarbejders drøm. I stedet for at have en lille skrivebordsskærm, hvor du skal skifte mellem vinduer, kunne en tekniker have en tynd skærm på størrelse med whiteboard at arbejde på, siger Sinclair.