211service.com
Efficiëntere telefoonschermen
De populariteit van Apple's iPhone illustreert dat grote schermen van goede kwaliteit belangrijk zijn op mobiele apparaten. Maar hoe groter het scherm, hoe meer batterijvermogen het gebruikt. Nu beweert een startup genaamd Unipixel, gevestigd in Woodlands, TX, een ontwerp te hebben voor een handheld-scherm dat 60 procent efficiënter is dan traditionele schermen. Het netto resultaat, zegt Tod Cox, vice-president engineering bij Unipixel, is dat de schermen de batterijduur van een mobiele telefoon kunnen verdubbelen. Het bedrijf werkt samen met een grote fabrikant van beeldschermen, zegt Cox, en verwacht tegen het einde van het jaar een prototype klaar te hebben.
Dynamische weergave: Een Unipixel-display bestaat uit een achterpaneel van glas of kunststof waarin vanaf de rand rode, groene en blauwe LED's schijnen. Bovenop het paneel wordt een dun membraan geplaatst met daartussen een luchtspleet. Om de pixels aan te zetten en daardoor licht van het oppervlak uit te zenden, maakt het membraan contact met het achterpaneel (bovenkant). Het membraan bestaat uit microscopisch kleine structuren die het licht van het achterpaneel naar de kijker (onderkant) leiden.
Het ontwerp van Unipixel maakt gebruik van veel van de componenten die te vinden zijn in bestaande schermen, zoals low-power light-emitting diodes (LED's), maar het voegt ze op een nieuwe manier samen die een contrastrijk beeld oplevert dat minder stroom verbruikt en minder kost om te produceren . Andere mensen hebben geprobeerd nieuwe technologieën uit te vinden om op de markt te brengen, en ze hadden nieuwe materialen en nieuwe processen nodig, en dat was problematisch, zegt Cox. Wat we proberen te doen, is leren van het verleden en gebruiken wat er vandaag beschikbaar is.
Liquid-crystal displays, de technologie waarmee Unipixel concurreert, gebruiken LED's om een display te verlichten, legt Cox uit, maar om een echt beeld te produceren, moet dit licht door een reeks filters en lichtpolarisatoren gaan. Afhankelijk van de fabrikant kan slechts 5 procent van het oorspronkelijke licht van de LED's naar de kijker gaan. Daarentegen, zegt Cox, laten de displays van Unipixel 61 procent van het licht door. Dit licht kan worden gebruikt om de schermen helderder en beter leesbaar te maken bij daglicht, maar de helderheid kan ook worden teruggedraaid om energie te besparen en de levensduur van de batterij te verlengen. De truc van het displayontwerp van Unipixel is om de achtergrondverlichting en alle filters die worden gebruikt in een LCD-scherm te verwijderen en het scherm te verlichten met LED's langs de rand.
Licht dat in de rand van een materiaal, zoals glas of plastic, schijnt, kan erin worden opgesloten, afhankelijk van de optische eigenschappen van het materiaal en het omringende medium. Hetzelfde concept verklaart waarom stukjes data zonder veel verlies over kilometers glasvezelkabel kunnen reizen. In het geval van Unipixel-displays schijnen LED's in de rand van een glazen of plastic scherm. Licht blijft in het scherm opgesloten wanneer het omringende medium lucht is, maar wanneer een ander materiaal in contact komt met het scherm, verstrooit het opgesloten licht en schijnt uit het oppervlak. Om een afbeelding te maken met behulp van dit proces, dat bekend staat als gefrustreerde totale interne reflectie (FTIR), gebruikt Unipixel een membraan met microscopisch kleine structuren erop die licht naar een kijker buigen. Dit membraan is door een dunne luchtspleet van het scherm gescheiden. Wanneer het membraan in contact komt met het scherm, gaat er een pixel aan die het licht doorlaat.
multimedia
Bekijk hoe het display van Unipixel is ontworpen.
Elke pixel in een liquid-crystal display bestaat uit drie subpixels - een rode, een groene en een blauwe - die samenwerken om een kleurengamma te produceren. Een Unipixel-scherm heeft geen subpixels; de kleur komt van rode, groene en blauwe LED's aan de rand van het scherm. Cox legt uit dat de LED's zo snel knipperen en dat het membraan de pixels zo snel opent en sluit, dat het oog een kleurengamma waarneemt dat net zo breed is als dat van een LCD-scherm. (Texas Instruments gebruikt deze benadering, sequentiële kleur genoemd, voor zijn digitale lichtprojectoren, die worden gebruikt voor zakelijke presentaties en theaterfilms.)
FTIR wordt al gebruikt in grootschalige touchscreen-displays, zoals die van Jeff Han, een onderzoeker aan de New York University en oprichter van de startup Perceptive Pixel. (Zie video en touchscreen voor vele vingers.) Han plaatst infrarood-leds langs de randen van zijn beeldschermen en wanneer iemands vinger het scherm aanraakt, wordt het licht verstrooid. Deze spreiding wordt gedetecteerd door camera's en gebruikt om de positie van de vinger van een persoon op het scherm te bepalen. Han zegt dat de displays van Unipixel een ander slim gebruik van een elegant fenomeen laten zien.
En de markt is altijd op zoek naar energiezuinigere displays. De displays van vandaag werpen zoveel licht weg, zegt Han. Mensen zijn erg enthousiast over een lager vermogen in draagbare apparaten, dus als je een substantiële verbetering in energie-efficiëntie kunt krijgen, is het waardevol. De theorie van Unipixel is correct, zegt hij, maar zoals bij veel technologieën zit de duivel in de details. Han voegt eraan toe dat het moeilijk te voorspellen is hoe goed het bedrijf zal kunnen concurreren met bestaande technologieën in een sector die zo snel beweegt dat beeldschermen elk jaar met 30 procent in prijs dalen.
Unipixel is een paar jaar verwijderd van een echt product, zegt Cox, maar door gebruik te maken van reeds bestaande displaytechnologieën en nieuwe materialen die erbij komen, kan zijn bedrijf de industrie bijbenen. Op dit moment richt Unipixel zich op beeldschermen voor mobiele apparaten, maar Cox verwacht dat de technologie ook voor grote beeldschermen zal werken.