211service.com
Vienkāršs filtrs var padarīt LCD ekrānus efektīvākus
Jauna veida krāsu filtrs varētu ievērojami palielināt šķidro kristālu displeju (LCD) energoefektivitāti, kas dominē tirgū visās jomās, sākot no televizoriem līdz mobilajiem tālruņiem.
Krāsu filtrs: Augšējā attēlā redzamais režģis filtrē dažādas gaismas krāsas atkarībā no spraugu platuma un attāluma starp tām. Apakšējā attēlā redzamas krāsas, ko rada filtrs, kad tas ir izgaismots ar baltu gaismu.
Mūsdienās labākie LCD izstaro tikai aptuveni 8 procentus no fona apgaismojuma radītās gaismas. Tas nozīmē, ka tie iztukšo portatīvās elektronikas baterijas un palielina elektrības rēķinus mājās (Kalifornijas Enerģētikas komisija lēš, ka televizori patērē 10 procenti par elektrību mājās).
Parasti LCD izmanto vairākus optisko ierīču slāņus, lai krāsotu, polarizētu un aizslēgtu gaismu no fona apgaismojuma, un neefektivitāte parādās ik uz soļa. Tagad Mičiganas universitātes pētnieki ir izveidojuši optisko plēvi, kas sola palielināt LCD kopējo efektivitāti par vairāk nekā 400 procentiem, lai 36 procenti gaismas tiktu cauri. Jauno optisko plēvi izstrādāja pētnieki, kuru vadīja L. Džejs Guo , universitātes elektrotehnikas un datorzinātņu profesors. Filma iekrāso un polarizē gaismu, kas iziet cauri LCD daudz efektīvāk nekā parastie komponenti.
Krāsu filtrs ir trīsslāņu sviestmaize no izolācijas materiāla starp diviem alumīnija slāņiem; visa kaudze ir mazāka par 200 nanometriem un ir iegravēta ar periodiskām spraugām, piemēram, režģi. Attālums starp spraugām un to platums nosaka krāsu, ko tie radīs, ja tos apgaismos balts fona apgaismojums. Tas ir tāpēc, ka režģa modeļi ir tādā pašā izmēra skalā kā redzamās gaismas viļņa garums. Pagājušajā nedēļā žurnālā tiešsaistē publicētajā rakstā Dabas sakari , Mičiganas pētnieki parāda, ka viņi var izveidot krāsu varavīksni, izmantojot šādu filtru.
Guo saka, ka filtrs ir ne tikai efektīvāks, bet arī vienkāršāk izgatavojams nekā pašreizējie LCD. Ir iespējams izveidot sarkanus, zilus un zaļus apakšpikseļus, rakstot dažāda platuma režģus blakus vienā ražošanas posmā. Parastie LCD izmanto pigmentus, lai definētu sarkanos, zaļos un zilos apakšpikseļus, kas filtrē gaismu no fona apgaismojuma. Katra no šīm krāsvielām tiek uzklāta pa vienai un pēc tam veidota ar rakstiem, lai izveidotu apakšpikseli. Jaunie režģi izlaiž vairāk gaismas nekā filtri uz krāsvielu bāzes; tā kā tradicionālais zaļais filtrs pārraida aptuveni 40 procentus gaismas; zaļš, uz režģiem balstīts filtrs pārraida 60 procentus. Citām krāsām ir līdzīgas efektivitātes priekšrocības.
Režģi arī ļoti efektīvi polarizē gaismu. Tas ir ļoti svarīgi, jo šķidro kristālu slēģi, kas atveras un aizveras, lai izlaistu gaismu no katra pikseļa, darbojas tikai ar polarizētu gaismu. Tradicionālajos displejos tiek izmantoti polarizācijas filtri, kas absorbē pusi gaismas — daļu ar nepareizu polarizāciju. Guo režģi tomēr ļauj iziet cauri labās polarizācijas gaismai, taču tie neuzsūc pārējos 50 procentus – tā vietā šī gaisma tiek atstarota atpakaļ otrā virzienā. Spogulis atstaro šo gaismu un apgriež daļu no tās polarizācijas, ļaujot vairāk gaismas iziet atpakaļ caur režģiem.
Citi pētnieki ir izveidojuši līdzīgas režģu struktūras, lai fokusētu gaismu vai iegūtu vairāk gaismas no displejiem vai saules baterijām. Tā ir ļoti viegli uzbūvējama un modelējama struktūra, saka Pīters Katriss , Stenfordas universitātes pētnieks. Viņš piebilst, ka Guo krāsu filtrs un polarizators parāda daudzpusību un pielāgojamību, kas liecina, ka lauks tuvojas celtniecības komponentiem, kurus var izmantot praktiskiem mērķiem.
Nikolass Fans , mehāniskās zinātnes un inženierzinātņu profesors Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign, redz citus darba virzienus. Viņš to atzīmē Qualcomm strādā pie vēl mazākas jaudas atstarojošiem displejiem. Apvienojot šāda veida displeju ar jauno filtru, fona apgaismojums var tikt pilnībā novērsts. Viņš saka, ka šo [režģi] ir iespējams izveidot kā atstarojošu krāsu filtru.
Mičiganas pētnieki tagad koncentrējas uz to, lai filtru ražošana būtu cienīga vai saderīga ar iekārtām, ko izmanto displeju masveida ražošanai, saka Guo. Pagājušajā gadā viņa grupa demonstrēja veidu, kā izmantot tos pašus nanorakstu veidošanas paņēmienus lielās platībās ar lielu ātrumu ruļļa uz ruļļa printeros. Viņš saka, ka mēs esam izmantojuši nepārtrauktu ruļļu ražošanu, lai izveidotu ļoti līdzīgas struktūras. Tur ir atsevišķi elementi, un tagad tas ir integrācijas jautājums.