ЖК-экраны стали практически безальтернативным вариантом для вывода изображений в настольных и мобильных компьютерах, потому что предлагают наилучшее сочетание качества, цены и эффективности энергопотребления.
Тем не менее, жидкокристаллическим мониторам есть куда
развиваться – они передают пользователю лишь 5-10% суммарной мощности
подсветки, в потребление энергии составляет до 30% от мощности, потребляемой
ноутбуком.
Исследователи из Microsoft и Вашингтонского университета разработали
и испытали новую технологию вывода изображения под названием «телескопические
пиксели» (telescopic pixel). Новая технология позволяет эффективно передавать в
виде изображения 36% излучения, исходящего от ламп подсветки. По сути, новая
технология основана на принципе оптического телескопа-рефлектора, придуманного
еще Исааком Ньютоном примерно в 1670 г. Каждый пиксель состоит из двух
противостоящих зеркал, причем основное зеркало может менять форму в зависимости
от приложенного напряжения. Когда пиксель находится в неактивном режиме,
основное и вторичное зеркало расположены параллельно, а весь попадающий на них
свет возвращается к источнику света. Когда пиксель включен, основное зеркало
принимает форму параболы и фокусирует свет на вторичном зеркале. От вторичного
зеркала свет отражается и попадает в отверстие первичного зеркала и, наконец,
на экран.
Создание пикселя из двух половинок выполняется с помощью
стандартной технологии фотолитографии и травления. Вторичное зеркало создается
в виде литографических участков алюминия на задней стеклянной подложке.
Изготовление первичного зеркала гораздо сложнее. Сначала на переднюю стеклянную
подложку наносятся электроды из оксида индия и олова (ITO - Indium Tin Oxide) и
покрываются полиимид. Полиимид служит подложкой и изолятором для первичного
зеркала. После этого алюминиевая пленка наносится методом напыления на
полиимид. Методом фотолитографии в алюминиевой пленке проделываются отверстия
диаметром 20 нм, которые образуют плоскую решетку отверстий, перекрывающих
вторичные зеркала.
Последний этап в производстве первичного зеркала – это сухое
травление, при котором удаляются некоторые фрагменты полиимида под отверстиями
в слое алюминия. После удаления полиимида часть алюминиевой пленки повисает в воздухе.
Эти свободно висящие фрагменты алюминиевой пленки могут деформироваться в
зависимости от напряжения, прикладываемого между этой пленкой и электродом из
индий-оловянного оксида. После завершения производственного процесса каждый
пиксель получается около 100 нм в диаметре. Новая технология отличается
невысокой стоимостью и полной совместимостью с существующей инфраструктурой
производства ЖК-экранов (на основе жидких кристаллов).
Первые испытания экранов, изготовленных по технологии
«телескопических пикселей», показали эффективный вывод 36% излучения ламп
подсветки. Теоретические выкладки показывают, что этот показатель можно довести
до 56% за счет совершенствования конструкции. В современном ноутбуке, способном
5 часов работать от батарей, это означает продление автономной работы на 45
минут без уменьшения яркости экрана.
Время отклика пикселя уже сейчас составляет 0,625 мс, что
является значительным выигрышем по сравнению с обычным ЖК-экранами, в которых
время отклика составляет 2-10 мс. Высокая скорость отклика позволяет применять
в будущих экранах так называемую последовательную обработку цвета, когда нужный
цвет отображается последовательностью импульсов красного, синего и зеленого
цвета в каждом пикселе. Интенсивность свечения каждого пикселя плавно
регулируется о 0 до 100%, обеспечивая реалистичное изменение уровня серого и
цветовых оттенков.
Естественно, у новой технологии есть и недостатки. Первые
эксперименты показали, что контрастность новых экранов с использованием
нефокусированного света составляет всего 20:1. Тем не менее, компьютерные
модели показывают возможность увеличения контрастности до 800:1.
Неизвестно, как скоро устройства на базе новой технологии
попадут на столы массовых пользователей, но вполне вероятно, что ожидание
новостей о «телескопических пикселях» будет недолгим, пишет arstechnica.com.
|
