Ny färgskärm kombinerar skönhet, läsbarhet

Om du funderar på att köpa en e-läsare kan du välja mellan en vacker men batteritömmande LCD-skärm, som den i Apples nya iPad, eller en långsamt växlande men lättläst svart-och- vit, som den i Amazons Kindle. Vid Society for Information Displays årliga konferens denna vecka i Seattle, Qualcomm MEMS Technologies visar prototyper av en skärm som möter någonstans mellan dessa ytterligheter. Den visar video i färg och i fullt solljus, men utan att ladda ur batteriet. Visningen kommer att finnas i produkter i slutet av året.

Spegelseende: Denna prototypskärm använder speglar för att generera en färgbild utan bakgrundsbelysning.

Bakgrundsbelysningen i konventionella LCD-skärmar förbrukar majoriteten av strömmen i bärbara elektroniska enheter. Det beror på att en betydande mängd av det ljuset går förlorat i polarisatorer och filter inuti enheten. Dessa skärmar kräver också kontinuerlig kraft för att bibehålla en bild. Batterier utvecklas långsamt, och det finns ett ökande tryck för att minska denna strömförbrukning, säger Brian Galley, senior director of product management på Qualcomm MEMS Technologies.

iPaden har höjt ribban, säger Paul Semenza, senioranalytiker på Visa sökning , genom att visa att LCD-skärmar blir mer energieffektiva samtidigt som glaset de är byggda på blir tuffare och lättare. När saker och ting går i full färg och går video, är det svårt att gå tillbaka, säger han.

Qualcomms Mirasol-skärm, som kan spela upp video i färg, förlänger batteritiden med 51 procent jämfört med en LCD-skärm, enligt en rapport från Pike Research.

Många företag arbetar för att utveckla bättre reflekterande skärmar, som ger avsevärda energibesparingar eftersom de inte kräver någon bakgrundsbelysning och i de flesta fall kan bibehålla en bild utan att behöva ytterligare ström. E-Ink har varit ledande inom detta område men har ännu inte kommit ut med en färgskärm som kan video, även om företagsrepresentanter på konferensen säger att en kommer att vara klar i slutet av året.

E-Ink-pixlar innehåller elektriskt laddade svarta och vita partiklar; när en liten spänning appliceras flyttas den ena eller den andra till ytan för att få pixeln att reflektera ljus eller se svart ut. För att göra en färgskärm läggs filter till överst. Tidiga versioner av E-Inks färgskärm verkade urtvättade på grund av ljus som förlorats på grund av filtret och var relativt långsamma att uppdatera, vilket tog ungefär en kvarts sekund att uppdatera en sida. Svart-vita E-Ink-prototyper på konferensen har högre upplösning, snabbare växlande skärmar som såg skarpa ut; Företagsrepresentanter säger att dessa förbättringar också kommer att leda till bättre färgteknik.

Pixlarna i Qualcomms Mirasol-skärmar kan växla tillräckligt snabbt för att visa video och använder inte filter för att generera färg. Dessa skärmar genererar färg genom att utnyttja de störningseffekter som uppstår när ljus studsar av vissa strukturer.

Varje pixel består av rader av tvåskiktiga reflekterande ytor separerade av luft och fungerar som en liten interferenskammare. När omgivande ljus träffar var och en av dessa subpixlar kommer en del att reflekteras från den övre ytan, och en del kommer att passera genom och reflekteras från den undre ytan. De två vågorna interfererar konstruktivt med varandra och kombinerar för att skapa ljus vars färg bestäms av avståndet mellan de två ytorna - i storleksordningen hundratals nanometer. Inom varje pixel finns tre av dessa kamrar, var och en med olika djup, för att skapa rött, grönt och blått. För att stänga av pixeln appliceras en liten spänning för att kollapsa den nedre reflektorn mot toppen. När en subpixel är antingen på eller av kommer den att stanna där tills strömmen slås på igen.

Dessa Mirasol-pixlar kan växla mellan på och av på 10 miljondelar av en sekund. Eftersom det är mekaniskt är det väldigt snabbt, säger Galley. Mirasols prototyper med pekskärm på konferensen visade video nästan lika färgmättad och rik som en LCD, och svarsfrekvensen kändes snabbare än en E-Ink-skärm.

Företaget visade andra prototypskärmar med en frontlampa, som hade en skarpare bild. Framljus är mer energieffektiva än bakgrundsbelysningen, men är svåra att konstruera. Galley säger att den första produkten sannolikt kommer att innehålla en pekskärm och att frontljuset kommer att läggas till framtida generationer av produkter. Monokroma Mirasol-skärmar finns redan i ett fåtal produkter i Asien med mycket små skärmar, inklusive ett Bluetooth-headset och en mobiltelefon.

Kampen i reflekterande displayer är vem som kan få rimlig färg och rörelse, säger Semenza. Det är där Qualcomm har hoppat över andra företag. De störningsbaserade displayerna kan visa sig ha vissa kostnadsfördelar också. De flesta bildskärmar måste byggas på ett tunnfilmstransistorbakplan, vilket är en av de dyraste komponenterna; MEMS-systemet i Mirasol kräver ingen transistoruppsättning. Den verkliga kostnaden för bildskärmarna kommer dock inte att bli kända förrän de tillverkas i stora kvantiteter.

Qualcomm tillverkar för närvarande enheterna i storlekar på cirka en kvadratmeter vid en fabrik i Taiwan, men företaget vill inte kommentera deras nuvarande tillverkningskapacitet. Galley säger att Qualcomm har åtgärdat problem med tidigare prototyper, men vill inte gå in på detaljer. Förutom e-läsarprototyperna visar företagsrepresentanter små statiska displayer som visar ytterligare förbättringar av ljusstyrkan. Qualcomm samarbetar med en annan tillverkare för att utveckla e-läsare med Mirasol-skärmar.

Dölj