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Display del telefono più efficienti
La popolarità dell'iPhone di Apple dimostra che gli schermi grandi e di buona qualità sono importanti sui dispositivi mobili. Ma più grande è il display, maggiore è la potenza della batteria utilizzata. Ora, una startup chiamata Unipixel, con sede a Woodlands, TX, afferma di avere un design per un display portatile che è il 60% più efficiente dei display tradizionali. Il risultato netto, afferma Tod Cox, vicepresidente dell'ingegneria di Unipixel, è che i display possono raddoppiare la durata della batteria di un telefono cellulare. L'azienda sta collaborando con un importante produttore di display, afferma Cox, e prevede di avere un prototipo pronto entro la fine dell'anno.
Visualizzazione dinamica: Un display Unipixel è costituito da un pannello posteriore in vetro o plastica in cui i LED rossi, verdi e blu brillano dal bordo. Una sottile membrana è posta sulla parte superiore del pannello, con un'intercapedine d'aria tra i due. Per accendere i pixel, e quindi emettere luce dalla superficie, la membrana entra in contatto con il pannello posteriore (in alto). La membrana è costituita da strutture microscopiche che dirigono la luce dal pannello posteriore al visore (in basso).
Il design di Unipixel utilizza molti dei componenti presenti nei display esistenti, come i diodi a emissione di luce (LED) a bassa potenza, ma li mette insieme in un modo nuovo che fornisce un'immagine ad alto contrasto che consuma meno energia e costa meno per la produzione . Altre persone hanno cercato di inventare nuove tecnologie da portare sul mercato e hanno richiesto nuovi materiali e nuovi processi, e questo è stato problematico, afferma Cox. Quello che stiamo cercando di fare è imparare dal passato e utilizzare ciò che è disponibile oggi.
I display a cristalli liquidi, la tecnologia con cui Unipixel è in competizione, utilizzano i LED per retroilluminare un display, spiega Cox, ma per produrre un'immagine reale, questa luce deve passare attraverso una serie di filtri e polarizzatori di luce. Solo il 5 percento della luce originale può arrivare dai LED al visore, a seconda del produttore. Al contrario, afferma Cox, i display di Unipixel lasciano passare il 61 percento della luce. Questa luce può essere utilizzata per rendere gli schermi più luminosi e più facilmente leggibili alla luce del giorno, ma la luminosità può anche essere ridotta per consentire il risparmio energetico e una maggiore durata della batteria. Il trucco per il design del display di Unipixel è rimuovere la retroilluminazione e tutti i filtri utilizzati in un display a cristalli liquidi e illuminare lo schermo utilizzando i LED lungo il bordo.
La luce che viene irradiata sul bordo di un materiale, come vetro o plastica, può essere intrappolata al suo interno, a seconda delle proprietà ottiche del materiale e del mezzo circostante. Lo stesso concetto spiega perché i bit di dati possono viaggiare lungo chilometri di cavo in fibra ottica senza troppe perdite. Nel caso dei display Unipixel, i LED brillano sul bordo di uno schermo in vetro o plastica. La luce rimane intrappolata all'interno dello schermo quando il mezzo circostante è l'aria, ma quando un altro materiale entra in contatto con lo schermo, la luce intrappolata si disperde e risplende dalla superficie. Per creare un'immagine che utilizza questo processo, noto come riflessione interna totale frustrata (FTIR), Unipixel utilizza una membrana con strutture microscopiche che piegano la luce verso un visualizzatore. Questa membrana è separata dallo schermo da un sottile traferro. Quando la membrana entra in contatto con lo schermo, un pixel si accende, facendo uscire la luce.
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Guarda come è progettato il display di Unipixel.
Ogni pixel in un display a cristalli liquidi è costituito da tre subpixel, uno rosso, uno verde e uno blu, che lavorano insieme per produrre una gamma di colori. Un display Unipixel non ha subpixel; il colore proviene dai LED rosso, verde e blu situati sul bordo dello schermo. Cox spiega che i LED lampeggiano così velocemente e la membrana apre e chiude i pixel a una velocità così rapida che l'occhio percepisce una gamma di colori ampia quanto quella di un display a cristalli liquidi. (Texas Instruments adotta questo approccio, chiamato colore sequenziale, per i suoi proiettori di luce digitali, che vengono utilizzati per presentazioni aziendali e film teatrali.)
FTIR è già utilizzato in display touch-screen di grandi dimensioni, come quelli realizzati da Jeff Han, ricercatore della New York University e fondatore della startup Perceptive Pixel. (Vedi video e Touch Screen for Many Fingers.) Han posiziona LED a infrarossi lungo i bordi dei suoi display e quando il dito di una persona tocca lo schermo, disperde la luce. Questa dispersione viene rilevata dalle telecamere e utilizzata per determinare la posizione del dito di una persona sullo schermo. Han afferma che i display di Unipixel mostrano un altro uso intelligente di un fenomeno elegante.
E il mercato è sempre alla ricerca di display più efficienti dal punto di vista energetico. Gli schermi di oggi gettano via così tanta luce, afferma Han. Le persone sono molto entusiaste della minore potenza nei dispositivi portatili, quindi se puoi ottenere un sostanziale miglioramento dell'efficienza energetica, è prezioso. La teoria di Unipixel è valida, dice, ma come molte tecnologie, il diavolo è nei dettagli. Han aggiunge che è difficile prevedere quanto l'azienda sarà in grado di competere con le tecnologie esistenti in un settore che si muove così velocemente da mostrare un calo del prezzo del 30% ogni anno.
Unipixel è a pochi anni di distanza da un prodotto reale, afferma Cox, ma sfruttando le tecnologie di visualizzazione preesistenti e i nuovi materiali che arrivano, la sua azienda può tenere il passo con il settore. A questo punto, Unipixel si sta concentrando sui display per dispositivi mobili, ma Cox prevede che la tecnologia funzionerà anche per display di grandi dimensioni.