Новые технологии экраностроения
В скором времени на рынке должны появиться цветные экраны, отличающиеся особой яркостью, четкостью изображения и экономичностью, удачно совмещающие в себе преимущества жк-панелей и электронной бумаги.
В начале года перед открытием выставки CES 2011 ходили слухи, что на ней будут представлены образцы экранов, созданных в американской компании Qualcomm на основе технологии Mirasol. Кроме того, должны были быть представлены несколько гаджетов и электронных книг, использующих новые дисплеи. Но кроме прототипа, отображающего видео с частотой 30 кадров в секунду, на стенде компании ничего не было. Анонс новых изделий был в очередной раз отложен и перенесен на март 2011.
Технология Mirasol базируется на поколении МЭМС - микроэлектромеханических систем, представляющих собой кремниевый кристалл размером 20 мкм – 1 мм с размещенными на нем микроскопическими электронными и механическими компонентами.
Свое применение МЭМС нашли в портативной электронике – гироскопах, барометрических датчиках, различных анализаторах среды, датчиках угловых скоростей и ускорений. Кроме того - это сопла печатающих пьезоэлектрических головок струйных принтеров и микрозеркальные чипы для DLP-видеопроекторов.
Технология Mirasol использует новый вид МЭМС – IMOD (интерферометрические модуляторы). Это электромеханические микросхемы, состоящие из ячеек-пикселей, которые могут принимать открытое или закрытое состояние.
Каждый пиксель IMOD, шириной от 10 до 100 мкм, состоит из стеклянной основы с тонкой полупрозрачной металлической пленкой, светоотражающей мембраны и воздушного зазора между ними. При отсутствии питающего напряжения мембрана прижимается к пленке и полностью закрывает пиксель. При включении, мембрана смещается на определенное расстояние от основы. В зависимости от этого расстояния получается определенный цвет. При максимальном зазоре пиксель кажется красным, чуть поменьше – зеленым и при совсем маленьком – синим. Черный цвет получается при совсем закрытом пикселе.
Формирование цвета происходит из-за интерференции цветовых волн. Это же явление вызывает появление радужных разводов на мыльном пузыре или поверхности бензина, на крыльях бабочек, перьях павлина и ракушках.
Несмотря на то, что изображения формируются принципиально разными способами, дисплеи Mirasol и «электронная бумага» похожи друг на друга сразу по двум параметрам. Первый – электрический ток потребляется ими только при формировании картинки, а второй – изображение можно просматривать только в отраженном свете.
Дисплеи, использующие эту технологию, великолепно подходят для электронных читалок. Изображение на них не тускнеет при ярком освещении, и даже наоборот, его видно лучше, чем при слабом освещении.
Время отклика Mirasol последнего поколения сопоставимо со временем отклика жидких кристаллов, поэтому дисплеи Mirasol можно использовать для просмотра анимации или видео. Область применения новых дисплеев не ограничивается только электронными книгами. Их можно использовать в медиаплеерах, планшетах, цифровых фоторамках.
Однако границы применения Mirasol нескольку сужаются из-за отсутствия встроенной подсветки. В смартфонах, которыми иногда приходиться пользоваться и в полной темноте, такой дисплей вряд ли будет востребован.
В августе прошлого года стало известно о намерении Qualcomm MEMS Technologies построить на Тайване предприятие по производству дисплеев Mirasol, в которое собираются вложить примерно 1 млрд. долларов. Упор будет сделан на выпуск дисплеев с небольшой диагональю – около 5,7 дюймов (14,5 см) для навигаторов и электронных книг. К монтажу оборудования должны приступить осенью этого года. У компании уже есть одна фабрика, на которой можно производить экраны Mirasol – предприятие 4.5G, принадлежащее совместному с Foxlink предприятию SolLink (сейчас там сервис-центр - ремонт компьютеров). Этот завод начал работать в апреле 2010 и рассчитан на производство 5,7-дюймовых дисплеев с разрешением XGA.
Конкуренты Mirasol
В ноябре 2010 года руководство E Ink сообщило о создании новой технологии цветных экранов Triton. По своим параметрам эта технология уступает Mirasol – время отклика составляет 240-980 мс, число цветовых оттенков 4096, а оттенков серого – 16. Т.е. на Triton мы не увидим особой яркости и журнального «глянца». Среди других характеристик новой технологии – возможность изготовления дисплеев с диагональю 2-12 дюймов и коэффициент контрастности 10:1.
Скорее всего, E Ink в привлечении покупателей делает ставку на дешевизну нового продукта. Вряд ли первые серийные читалки на базе Mirasol будут отличаться доступными ценами, а китайские электронные книги eReader от компании Hanvon, использующие цветные дисплеи Triton уже в марте будут продаваться за 440 долларов (или дешевле). При этом устройство будет достаточно большое – с 9,68-дюймовым дисплеем, опциальным модулем сотовой связи 3G и поддержкой Wi-Fi.
Еще одна похожая технология - Pixel Qi. ЖК-дисплей, изготовленный по этой технологии, имеет три светофильтра и специальную отражающую подложку с отверстиями для субпикселей.
Световой поток, идущий от включенной подложки, поглощается отражающим покрытием, светофильтрами и жидкокристаллической панелью. Когда подсветка выключена, свет, пройдя через жк-панель, отразится от «зеркальной» подложки и, минуя светофильтры, возвратится обратно через матрицу. Т.е. в пассивном режиме формируется черно-белое изображение с разрешением в 3 раза большим, чем у цветного изображения в активном режиме.
При отключенной подсветке энергопотребление дисплея уменьшается на треть, при этом шестидюймовый экран может потреблять всего 50 мВт электроэнергии. Эта величина сопоставима с энергией, потребляемой дисплеями и монохромными «электронными чернилами», у которых больше энергии расходуется на перерисовку картинки, чем на поддержание статичного изображения.
На данный момент интерес к Mirasol значительно выше, чем к Triton. Несмотря на то, что прототипы цветных «электронных чернил» впервые были представлены уже несколько лет назад, их возможности пока не очень впечатляют. А дисплеи Pixel Qi, скорее всего, вообще не стоит зачислять в прямые конкуренты Mirasol, поскольку в режиме «цветности» они ведут себя точно так же, как и обычные жидкокристаллические. А от Mirasol все ожидают отличную цветопередачу с малым временем отклика и низкое энергопотребление.
Не стоит заранее определять победителя этой технологической гонки. Скоро на прилавках магазинов появятся устройства на базе Mirasol, Pixel Qi и Triton и тогда можно будет сказать, какая из них лучше.