Przełom w produkcji wyświetlaczy

Obecnie wykorzystywane wyświetlacze możemy podzielić na dwie kategorie: wolno działające energooszczędne urządzenia takie jak np. w czytnikach książek elektronicznych i szybko działające i zużywające dużo energii ekrany np. smartfonów. Specjaliści z University of Cincinnati i firm Gamma Dynamics, Dupont i Sun Chemicals połączyli zalety obu technologii.

Po siedmiu latach pracy opublikowali oni w Applied Physics Letters opis swojego wynalazku, nazwanego e-Design.

To przełom, dzięki któremu powstaną jasne szybko działające wyświetlacze, które nie zużywają wiele energii - mówi profesor Jason Heikenfeld z University of Cincinnati. Wyjaśnia, że prace trwały aż siedem lat, gdyż chciano upewnić się, że wynalazek można bez przeszkód wdrożyć do produkcji za pomocą obecnie używanych technologii.

Wyświetlacze w czytnikach książek korzystających z technologii E-Ink zużywają niewiele energii dlatego, że do zaprezentowania obrazu wykorzystują światło z otoczenia. Energia używana jest tylko do "zmiany strony", a zatem do wymieszania czarnych i białych kapsułek tak, by ułożyły się one w nowe znaki i obrazy. Proces ten jest powolny, ale pozwala na korzystanie z czytnika przez wiele dni bez konieczności ładowania baterii.

Na drugim biegunie mamy jasne, pełnokolorowe wyświetlacze o wysokiej rozdzielczości, które spotykamy np. w smartfonach czy monitorach komputerowych. One pracują bardzo szybko, ale wymagają użycia silnego podświetlenia i kolorowych filtrów. Za szybkość, jakość i jasność obrazu płacimy zużyciem dużej ilości energii.

e-Design, nowa metoda produkcji wyświetlaczy, korzysta z zalet obu technologii i eliminuje ich wady. Przede wszystkim zakłada eliminację podświetlenia i wykorzystywanie światła otaczającego urządzenie (tak, jak ma to miejsce w czytnikach książek elektronicznych). Jednak zadbano jednocześnie o to, by możliwe było szybkie wyświetlanie jasnych obrazów. I, jak się okazało, można to zrobić bez podświetlenia.

Nowy wyświetlacz składa się z dwóch warstw cieczy, w których rozpuszczony jest olej i pigmenty. Pomiędzy nimi znajduje się warstwa odbijających elektrod, działających jak lustro.

Światło z otoczenia dociera do wyświetlacza, przechodzi przez pierwszą warstwę płynów i dociera do elektrod, tam się odbija i biegnie do oka użytkownika, który widzi obrazy. Jest to możliwe dzięki temu, że niewielkie napięcie elektryczne steruje ruchem cieczy z olejami i pigmentami. Ruch ten odbywa się pomiędzy górną a dolną warstwą, które są przedzielone wspomnianymi elektrodami. Gdy ciecz z pigmentami znajdzie się w górnej warstwie (czyli tej, która jest pomiędzy światłem z zewnątrz a elektrodami), użytkownik widzi pełną gamę kolorów.

Sposób działania nowego wyświetlacza jest nieco podobny do technologii elektrochromatycznej, jednak daje znacznie jaśniejszy obraz, który tworzony jest znacznie szybciej.

Co ważne, nowe wyświetlacze można produkować za pomocą tej samej technologii, która jest obecnie używana do produkcji wyświetlaczy LCD. Dlatego też twórcy e-Design twierdzą, że pierwsze wyświetlacze nowego typu zadebiutują już za trzy lata.

University of Cincinnati e-Design wyświetlacz Jason Heikenfeld