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Un nuovo concorrente per LCD
Un pixel che utilizza una coppia di specchi per bloccare o trasmettere la luce potrebbe portare a display più veloci, più luminosi e più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai display a cristalli liquidi (LCD). Ricercatori presso Microsoft Research che hanno pubblicato il loro nuovo design pixel in Fotonica della natura dicono che il loro design è anche più semplice e facile da fabbricare, il che dovrebbe renderlo più economico.
Trucco dello specchio : un'immagine microscopica mostra una matrice bidimensionale di pixel larghi 100 micrometri. Il nuovo design dei pixel dei ricercatori Microsoft utilizza due microspecchi, uno con un'apertura e l'altro posizionato direttamente davanti all'apertura. Nello stato acceso, il primo specchio si piega, inviando la luce che rimbalza sul secondo specchio e fuoriesce dal pixel.
Gli LCD coprono metà del mercato televisivo globale e sono la tecnologia più popolare per telefoni cellulari e monitor a schermo piatto. Ma per tre ragioni, non vantano la migliore qualità d'immagine. Innanzitutto, i pixel non si spengono completamente. In secondo luogo, occorrono in media dai 25 ai 40 millisecondi affinché i pixel passino dal bianco al nero, il che è abbastanza lento da sfocare le immagini in rapido movimento. In terzo luogo, gli LCD sono quasi impossibili da utilizzare in condizioni di luce ambientale intensa. Non c'è niente nella tecnologia LCD che si distingue, afferma Sriram Peruvemba, vice presidente del marketing presso pioniere della carta elettronica E inchiostro , con sede a Cambridge, MA. L'unico motivo per cui ha funzionato bene è che oggi è il display [a schermo piatto] al prezzo più basso.
I nuovi pixel telescopici si spengono e si accendono completamente in 1,5 millisecondi. Michael Sinclair di Microsoft Research afferma che il tempo di risposta ultrarapido si traduce in display a colori più semplici ed economici. Negli LCD, un pixel è composto da tre subpixel, rosso, verde e blu, che vengono illuminati simultaneamente a diverse intensità per creare, ad esempio, il giallo. Ogni subpixel è controllato con un circuito a transistor separato, il che rende i circuiti complessi. Poiché il display telescopico cambia così rapidamente, potresti mettere diodi emettitori di luce rossi, verdi e blu dietro ogni pixel, dice Sinclair, e farli illuminare in sequenza per creare una sfumatura di colore. Ciò ridurrebbe la complessità e il costo degli LCD di oggi, afferma.
Anche i pixel telescopici sono significativamente più luminosi. In un LCD, quando la luce passa attraverso le pellicole polarizzanti, lo strato di cristalli liquidi e i filtri colorati, ne esce solo il 5-10 percento. I pixel telescopici, d'altra parte, lasciano passare circa il 36 percento della luce. Potrei cavarmela con una retroilluminazione meno potente, perché il pixel telescopico è più efficiente, afferma Sinclair. La maggiore luminosità renderebbe anche il display più visibile in pieno sole.
I nuovi pixel utilizzano due minuscoli microspecchi per far passare o bloccare la luce. Il primo è un disco di alluminio largo 100 micrometri e spesso 100 nanometri con un foro al centro. L'altro specchio, anch'esso una sottile pellicola di alluminio, è grande quanto il foro e posizionato direttamente di fronte ad esso. La luce viene proiettata sullo specchio a forma di disco da dietro il secondo specchio.
Nello stato spento, entrambi gli specchi riflettono la luce verso la sorgente, quindi nulla esce dal foro. Nello stato acceso, una tensione applicata tra il disco e un elettrodo trasparente piega il disco verso l'elettrodo. Ora, la luce rimbalza sul disco verso il secondo specchio e poi fuori attraverso il foro.
Sinclair e i suoi colleghi fabbricano i pixel in una modalità a strati simile a quella dei chip di silicio. Dice che il design dei pixel telescopici è più semplice del design di un LCD, con meno strati, quindi la fabbricazione richiederebbe meno passaggi. In questo momento, i ricercatori utilizzano l'ossido di indio e titanio, lo standard industriale per la produzione di elettrodi trasparenti. Ma suggeriscono di realizzare gli elettrodi con uno strato di alluminio estremamente sottile e modellato che sarebbe quasi trasparente. Ciò potrebbe semplificare il processo di produzione del display e ridurne ulteriormente i costi.
La nuova tecnologia dei pixel presenta vantaggi rispetto agli attuali LCD, afferma Peruvemba, ma le parti meccaniche potrebbero compromettere la robustezza. Ci sono letteralmente centinaia di migliaia o milioni di piccoli dispositivi simili ad otturatori che hanno un movimento meccanico, dice. Nella maggior parte dei dispositivi, ciò che si guasta per primo sono le parti meccaniche.
Mentre l'LCD e il nuovo display telescopico trasmettono la luce da una retroilluminazione, altri hanno escogitato pixel promettenti che riflettono la luce ambientale. Il nuovo display di Qualcomm, dotato di pixel basati su MEMS, debutterà quest'anno su tre diversi telefoni cellulari. (Vedi E-Paper Displays Video.) L'azienda ha anche annunciato il suo primo schermo a colori per un lettore MP3. Nel frattempo, E Ink, che vende display e-paper in bianco e nero, ha ora realizzato prototipi a colori e video. (Vedi E-Paper Comes Alive.) Le tecnologie e-paper hanno un mercato di nicchia: schermi a bassa potenza per uso esterno.
Questi display non hanno bisogno di retroilluminazione e i loro pixel non hanno bisogno del costante aggiornamento richiesto in un LCD, che riduce il loro consumo energetico. E più luce c'è, migliore è l'aspetto degli schermi. Non siamo in competizione con la luce ambientale brillante: stiamo sfruttando tutta quella luce solare, afferma Brian Gally, direttore dell'ingegneria presso Tecnologie MEMS di Qualcomm . Quindi è davvero analogo alla carta.
Sinclair afferma che Microsoft Research si rivolge a schermi di computer di grandi dimensioni ea basso costo. Questo potrebbe essere il sogno di un lavoratore IT. Invece di avere un piccolo monitor desktop su cui è necessario passare da una finestra all'altra, un tecnico potrebbe avere uno schermo sottile delle dimensioni di una lavagna su cui lavorare, afferma Sinclair.