211service.com
Mer effektiva telefonskärmar
Populariteten för Apples iPhone illustrerar att stora skärmar av god kvalitet är viktiga på mobila enheter. Men ju större skärmen är, desto mer batteri förbrukar den. Nu påstår en startup som heter Unipixel, baserad i Woodlands, TX, ha en design för en handhållen skärm som är 60 procent effektivare än traditionella skärmar. Nettoresultatet, säger Tod Cox, vice vd för teknik på Unipixel, är att skärmarna kan fördubbla batteritiden för en mobiltelefon. Företaget samarbetar med en stor bildskärmstillverkare, säger Cox, och räknar med att ha en prototyp klar i slutet av året.
Dynamisk display: En Unipixel-skärm består av en bakpanel av glas eller plast i vilken röda, gröna och blå lysdioder lyser från kanten. Ett tunt membran placeras ovanpå panelen, med en luftspalt mellan de två. För att slå på pixlarna och därigenom avge ljus från ytan, kommer membranet i kontakt med bakpanelen (överst). Membranet består av mikroskopiska strukturer som riktar ljus från bakpanelen till betraktaren (botten).
Unipixels design använder många av komponenterna som finns i befintliga skärmar, såsom lågeffekts lysdioder (LED), men den sätter ihop dem på ett nytt sätt som ger en bild med hög kontrast som förbrukar mindre ström och kostar mindre att tillverka . Andra människor har försökt uppfinna ny teknik för att få ut på marknaden, och de har krävt nya material och nya processer, och det har varit problematiskt, säger Cox. Det vi försöker göra är att lära av det förflutna och använda det som finns tillgängligt idag.
Liquid-crystal displays, teknologin som Unipixel konkurrerar med, använder lysdioder för att bakgrundsbelysa en display, förklarar Cox, men för att producera en verklig bild måste detta ljus passera genom en serie filter och ljuspolarisatorer. Så lite som 5 procent av originalljuset kan ta sig från lysdioderna till betraktaren, beroende på tillverkare. Däremot, säger Cox, släpper Unipixels skärmar igenom 61 procent av ljuset. Detta ljus kan användas för att göra skärmarna ljusare och mer lättlästa i dagsljus, men ljusstyrkan kan också ställas in för att spara energi och förlänga batteritiden. Tricket med Unipixels skärmdesign är att ta bort bakgrundsbelysningen och alla filter som används i en flytande kristallskärm och lysa upp skärmen med lysdioder längs dess kant.
Ljus som lyser in i kanten av ett material, som glas eller plast, kan fångas inuti det, beroende på materialets och det omgivande mediets optiska egenskaper. Samma koncept förklarar varför bitar av data kan färdas längs miles av fiberoptisk kabel utan mycket förlust. När det gäller Unipixels skärmar lyser lysdioder i kanten av en glas- eller plastskärm. Ljus förblir fångat inuti skärmen när det omgivande mediet är luft, men när ett annat material kommer i kontakt med skärmen sprids och lyser det fångade ljuset ut från ytan. För att skapa en bild med denna process, som är känd som frustrerad total intern reflektion (FTIR), använder Unipixel ett membran med mikroskopiska strukturer på som böjer ljuset mot en betraktare. Detta membran är separerat från skärmen med en tunn luftspalt. När membranet kommer i kontakt med skärmen tänds en pixel som släpper ut ljus.
Multimedia
Se hur Unipixels skärm är designad.
Varje pixel i en skärm med flytande kristaller består av tre underpixlar – en röd, en grön och en blå – som samverkar för att producera en omfång av färger. En Unipixel-skärm har inte underpixlar; färgen kommer från röda, gröna och blå lysdioder placerade i kanten av skärmen. Cox förklarar att lysdioderna blinkar så snabbt, och membranet öppnar och stänger pixlarna i så snabb takt att ögat uppfattar ett färgomfång som är lika brett som på en flytande kristallskärm. (Texas Instruments använder det här tillvägagångssättet, kallat sekventiell färg, för sina digitala ljusprojektorer, som används för affärspresentationer och teaterfilmer.)
FTIR används redan i storskaliga pekskärmsskärmar, som de som gjorts av Jeff Han, en forskare vid New York University och grundare av startupen Perceptive Pixel. (Se video och pekskärm för många fingrar.) Han placerar infraröda lysdioder längs kanterna på sina skärmar, och när en persons finger rör vid skärmen sprider det ljuset. Denna spridning upptäcks av kameror och används för att bestämma positionen för en persons finger på skärmen. Han säger att Unipixels skärmar visar en annan smart användning av ett elegant fenomen.
Och marknaden letar alltid efter mer energieffektiva skärmar. Dagens skärmar kastar bort så mycket ljus, säger Han. Människor är väldigt intresserade av lägre effekt i bärbara enheter, så om du kan få en avsevärd förbättring av energieffektiviteten är det värdefullt. Unipixels teori är sund, säger han, men precis som många andra tekniker finns djävulen i detaljerna. Han tillägger att det är svårt att förutsäga hur väl företaget kommer att kunna konkurrera med befintliga teknologier i en bransch som rör sig så snabbt att skärmar faller med 30 procent i pris varje år.
Unipixel är några år borta från en verklig produkt, säger Cox, men genom att utnyttja redan existerande skärmteknologier och nya material som kommer, kan hans företag hänga med i branschen. Vid det här laget fokuserar Unipixel på skärmar för mobila enheter, men Cox förväntar sig att tekniken kommer att fungera även för stora skärmar.