211service.com
Ljusare färg för reflekterande e-lässkärmar
Elektroniskt papper som reflekterar ljus, istället för att filtrera det från en bakgrundsbelysning, som de flesta konventionella skärmar gör, är lätt för ögonen och sparar batteritid. Men detta beroende av omgivande ljus blir ett handikapp när man försöker skapa en ljus, vacker färgskärm. Forskare vid HP tar itu med problemet genom att utveckla nya material som använder omgivande ljus för att skapa en mer levande färg för videokompatibla lågeffektskärmar.
Levande reflektioner: Röda, gula och magenta testprover gjorda av nya självlysande material visas bredvid en rad färgstandarder som används för att utvärdera kvaliteten på bildskärmar. Forskare vid HP använder dessa material för att utveckla mer livfulla reflekterande displayer.
Konventionella bildskärmar, inklusive LCD-skärmar, använder bakgrundsbelysning för att producera ljus och lager av optik för att filtrera det för att skapa olika färger. Den här typen av display behöver mycket ström eftersom det mesta av ljuset går förlorat under filtreringen.
Reflekterande displayer behöver ingen bakgrundsbelysning. Till exempel pixlarna i skärmarna gjorda av E Ink , det dominerande elektronikpappersföretaget, är fyllda med svarta och vita kapslar av motsatt laddning; när pixlarna byts flyttas de vita eller svarta partiklarna till ytan och reflekterar eller absorberar omgivande ljus.
Att tillverka elektroniskt färgpapper är en stor utmaning, och de prototyper som gjorts hittills ser leriga och mörka ut jämfört med konventionella displayer. Att lägga till färgfilter över svartvita pixelmatriser – det tillvägagångssätt som E Ink använder – introducerar samma ljusförlustproblem som LCD-skärmar lider av. Men i en LCD kan bakgrundsbelysningen pumpas upp för att bibehålla ljusstyrkan. Reflekterande skärmar är begränsade till omgivande ljus, och den förlusten kan inte återställas. Ett annat problem är att de färgade subpixlarna som används i färgskärmar vanligtvis sitter sida vid sida, med en tredjedel av arean av varje pixel som ges över till varje färg: röd, blå och grön. När pixeln reflekterar rött ljus försvinner helt enkelt två tredjedelar av det infallande ljuset, oavsett hur bra filtret är.
Gary Gibson , en forskare i informationsytlabbet vid företagets Palo Alto, CA, är involverad i ett projekt som syftar till att ta itu med dunkelproblemet med ljusare, självlysande material. Företaget har utvecklat ett kompositmaterial som omvandlar blått och grönt ljus till rött och ett annat som omvandlar blått ljus till grönt. Det är inte praktiskt att göra en blå självlysande pixel. En snabbväxling av flytande kristallslutare sitter ovanför varje pixel och släpper in och ut ljus; speglar nedan hjälper också ljuset att fly.
Att utveckla självlysande material som omvandlar ljusets färg är en stor materialvetenskaplig utmaning. Det finns inga material i naturen som gör allt vi vill, säger Gibson. Gruppen har tagit fram kompositer för varje färg. I den röda kompositen skickas till exempel blått och grönt ljus från färgämnesmolekyl till färgämnesmolekyl, och omvandlar det gradvis till den röda våglängden med så liten förlust som möjligt. Blått är fortfarande en utmaning eftersom det inte finns tillräckligt med ljus med högre våglängder i solljus eller rumsbelysning för att konvertera till blått. Så företagets prototyper använder antingen en konventionell, större blå subpixel eller förlitar sig på blått ljus i en vit subpixel för att uppnå tillräcklig ljusstyrka.
I teorin borde HP-materialen vara ljusare än en perfekt färgreflektor, säger Gibson. Hittills, säger Gibson, har de gjort material som är stabila över tid, och har demonstrerat dessa material i optiska system som liknar de som kan användas i en display. När de fortsätter att mixtra med materialen utvecklar HP-forskare tillverkningssystem för kompletta bildskärmar. Gibson säger att de borde vara kompatibla med produktionsprocesser med stora volymer som bläckstråleutskrift.
iPadens popularitet visar att det helt klart finns en aptit på elektroniska färgprylar för att läsa tidningar, böcker och annat innehåll, säger Nick Colaneri , direktör för Flexible Display Center vid Arizona State University. Levande, färgat e-papper kommer att mata ut det och kommer att multiplicera marknaden, förutspår han.
På vägen kan HP kombinera reflekterande skärmar med flexibel, robust plastelektronik som utvecklas som en del av ett annat projekt från Palo Alto-labbet. Det skulle vara riktigt innovativt, säger Paul Semenza , en senior analytiker på industriundersökningsföretaget Display Search. En flexibel färgskärm med låg effekt är den heliga gralen, tillägger han. Det viktiga är, kan de identifiera och tillverka allt material och få det att fungera som det verkar?
Samtidigt säger E Ink produktchef Lawrence Schwartz att företagets elektroniska färgpapper kommer att finnas i produkterna i slutet av året. Företaget kompenserar för en del av ljusförlusten genom färgfiltren genom att dra nytta av förbättringar i sina bläckformuleringar för att producera högre kontrast mellan vitt och svart. Företaget förbättrar också växlingshastigheten för sina skärmar, vilket så småningom kommer att innebära mer animation och video.