A folyadékkristályos (LCD) monitorok sikere nem véletlen: a jelenleg rendelkezésre állók megoldások közül ez a technológia adja a képminőség, ár és fogyasztás legjobb kombinációját. Ugyanakkor lenne még mit fejleszteni rajta, hiszen az LCD panelek mindössze 5-10 százalékát engedik át a háttérvilágítás teljes fényerejének, ugyanakkor egy noteszgép fogyasztásának 30 százalékáért felelősek.
A Microsoft és a Washington Egyetem kutatói most ismertették a "telescopic pixel" elnevezésű technológiát, mely a háttérvilágítás fényének 36 százalékát átengedi. (Hosszasan ízlelgettük a "teleszkópos pixel" és "távcsöves pixel" magyarításokat, de ezeket pont olyan frappánsnak találtuk, mint például a "rúgós nyalókát", így inkább maradtunk az eredetinél.)
Az új technológia egy másik, jól bevált megoldásra épít: az optikai távcsőre. Minden pixel két, egymással szemben álló tükröt tartalmaz, ahol az elsődleges tükör elektromos áram hatására képes megváltoztatni a formáját. Amikor a pixel kikapcsolt állapotban van - vagyis fekete -, az elsődleges és a másodlagos tükrök párhuzamosak, és visszaverik a bejövő fényt a fényforrás felé. Amikor a pixel bekapcsolt állapotban van, akkor az elsődleges tükör parabola formájúra deformálódik, és a fényt a másodlagos tükörre fókuszálja, utóbbi pedig visszaveri a fényt az elsődleges tükrön található lyukra - és ezzel a képernyőre.
Minden egyes pixel két félből tevődik össze, amelyeket szabványos fotólitográfiai és maratási eljárással készítenek. A másodlagos tükör nem más, mint litográfiai eljárással elrendezett alumínium szigetecskék mintázata az üvegen, az elsődleges tükör azonban sokkal összetettebb. Először is egy indium-ón oxid (indium tin oxide - ITO) elektródot visznek fel üveg alaprétegre, és az poliamid bevonatot kap. A poliamid a másodlagos tükör talapzataként, ugyanakkor elektromos szigetelésként is szolgál. A poliamidra ezután alumíniumréteget szórnak, és fotolitográfiai eljárással 20 mikrométeres átmérőjű lyukak mintázatát alakítják ki benne, mely végső fokon egy sorban áll a másodlagos tükrökkel.
Az utolsó lépés az elsődleges tükrök kialakításában egy száraz maratási eljárás, amely eltávolítja a poliamidot a lyukak alól az alumíniumrétegben, és így alumíniumszekciókat alakít ki, melyeket felfüggesztettek a szabad helyen. Ezek a szabadon lógó alumíniumszekciók változtatják meg a formájukat, amikor feszültséget vezetnek a fém és az ITO réteg közé. Amikor végül összeszerelik, minden pixel 100 mikrométer átmérőjű lesz. Ez a gyártási eljárás nem csupán olcsó, de kompatibilis a jelenlegi LCD-gyártáshoz használatos infrastruktúrával.
A tesztek szerint az új technológia nagyon ígéretes. Mint említettük a háttérvilágítás fényének 36 százalékát átengedi, és szimulációk arra engednek következtetni, hogy ez az érték 56 százalékra javítható. Egy mai, modern noteszgépben, mely nagyjából öt órás akku-üzemidőt kínál, ez közel 45 extra percet jelent anélkül, hogy csökkenne a kijelző fényereje. A pixel-válaszidő 0,625 milliszekundum, ami óriási előrelépést jelent a jelen LCD kijelőzinek 2-10 ms válaszidejéhez képest. A gyors válaszidő arra is elég lehet, hogy lehetővé tegye a szekvenciális színfeldolgozást, ahol a színeket az egyes pixelek gyors piros-kék-zöld pulzálásával "keverik ki". Ráadásként a pixelek intenzitása finoman változhat a nulla és száz százalék közötti tartományban, ami valósághű szürke- és színárnyalatokat eredményez.
A prototípusok egyetlen paraméterben maradnak el a jelenlegi LCD-ktől, és ez a kontrasztarány. Jelenleg ez 20:1-hez, de a szimulációk szerint a jövőben jelentősen tudnak javítani rajta.
Forrás: Nature Photonics DOI:10.1038/nphoton.2008.133
