студия дизайна

Исследователи из Тайваня рассказали о своем проекте по созданию плоских экранов для мобильных и других устройств на базе крохотных зеркал с электромеханическим приводом. По убеждению авторов, такие экраны будут работать на ярком свету не хуже электронной бумаги E-Ink. Цветное изображение будет создавать за счет сложной картины отражений и интерференции при повороте отдельных частей каждого пикселя в луче белого цвета. Также предполагается, что дисплеи на базе микромеханических компонентов будут потреблять гораздо меньше энергии, чем современные жидкокристаллические экраны.

Руководителем работы на микромеханическими экранами выступает Уоллен Мфепо (Wallen Mphepo) из Национального университета Чиао Тун в г. Хсинчу.

В опытных образцах новых экранов пиксели представляют собой пластинки из диоксида циркония диаметром около 30 микрон. С одной стороны эти пластинки покрыты слоем серебра 1,23 микрон в толщину. Управление зеркальцами осуществляется с помощью электростатического заряда – для этого нужно приложить напряжение к таким же тонкопленочным транзисторам, которые используются для управления пикселями в ЖК-экранах. В результате получается небольшой отражатель, угол направления которого можно менять по команде. Звучит парадоксально, но нанесенный сверху слой серебра является не отражателем, а прозрачным слоем – он слишком тонкий, чтобы отражать свет. Роль отражателя берет на себя как раз поверхность диоксида циркония, которая в обычных условиях является прозрачной преломляющей средой.

Все дело в том, что диоксид циркония имеет гораздо больший коэффициент отражения, чем серебро. Другими словами, свет сильнее замедляется и преломляется в диоксиде циркония, чем в тонком слое серебра. Граница между этими материалами образует высокоточную отражающую поверхность. При попадании света на зеркальце можно контролировать длину пути, который проходит свет, попадая в слой серебра и возвращаясь в глаза наблюдателя, в зависимости от угла наклона зеркальца. В итоге одни цвета (то есть фотоны с определенной длиной волны) в отраженном свете усиливаются, а другие ослабляются до минимума, что позволяет получать необходимый цвет пикселя.

Толщина серебряного слоя в 1,23 микрон выбрана не случайно – это удвоенная средняя длина волны видимого света. Такая толщина прозрачного слоя обеспечивает достаточный диапазон для процессов усиления или ослабления цветов. Таким образом, небольшие повороты микро-зеркал оказывают огромный эффект на то, какие цвета в отраженном от экрана световом луче будут усиливаться, а какие нет.

Примечательно, что схожая технология уже используется в некоторых дисплеях американской компании Qualcomm. Мы об этой технологии под названием Mirasol, однако в разработке американских инженеров микро-электронно-механические устройства, или MEMS, применяются только лишь для включения и выключения пикселей (либо отражаются только волны одной длины, либо никакие). Изобретение Мфепо реализует гораздо более сложный и продуктивный подход, причем не требует разбиения пикселя на отдельных суб-пиксели для каждого из трех основных цветов, составляющих все видимые цвета спектра. Новый подход может улучшить разрешение экранов, поскольку при той же плотности элементов число пикселей вырастет втрое. Кроме того, на две трети снижается число транзисторов, необходимых для управления экраном – это поможет снизить стоимость продукции. Если тайваньским ученым удастся воплотить свой проект в жизнь, история дисплеев может получить совершенно новое направление.

По материалам сайтов TechCrunch и The Economist.