Teleskopiske piksler sett fra siden mot skjermoverflaten. Den lyse ringen er primærspeilene. Alle pikslene er lukket.

Microsoft forsket fram ny type LCD-skjerm

«Teleskopiske piksler» kan gjøre skjermene tre til fem ganger mer lyssterke.

Tre forskere fra Microsoft og University of Washington har funnet en måte å gjøre flatskjerme tre til fem ganger mer lyssterke enn de er i dag.

Dagens LCD-skjermer er belyst bakfra. Bildepunktene bidrar til bildet ved at de enten slipper lyset gjennom, eller sperrer for den. Skjermens konstruksjonen innebærer imidlertid at selv om et punkt er «åpent», slipper det bare gjennom fra 5 til 10 prosent av lyset det mottar.

Oppfinnelsen som Microsoft-forskerne Anna L. Pyayt, Gary K. Starkweather og Michael J. Sinclair redegjør for i artikkelen A high-efficiency display based on a telescopic pixel design i siste utgave av magasinet Nature Photonics, gjør at et bildepunkt slipper gjennom 36 prosent av lyset.

Oppfinnelsen er døpt «teleskopiske piksler» («telescopic pixels»). I stedet for bare å lukke eller åpne et bildepunkt, brukes et system med speil som kan bøyes når de utsettes for elektrisk spenning.

Bildet nedenfor viser hvordan dette er virker.

I det øverste bildet (a) er bildepunktet slått av. Alle de ni lysstrålene som kommer inn fra venstre hindres fra å nå fram til selve skjermoverflaten til høyre. Tre lysstråler stanses av baksiden på det sekundære speilet, mens seks stanses av det primære speilet.

I bilde (b) har spenning på den transparente ITO-elektroden fått det primære speilet til å bøye seg. Det gjør at fire av de seks strålene som treffer primærspeilet, nå rettes mot sekundærspeilet. Derfra sendes de gjennom hullet i primærspeilet og når fram til skjermoverflaten.

Avstanden mellom primærspeilet og sekundærspeilet er 175 mikrometer. Primærspeilet har en radius på 50 mikrometer, sekundærspeilet har en radius på 25 mikrometer. Hullet har en radius på 20 mikrometer.

Det tar bare 1,5 millisekunder å primærspeilet til å bytte mellom tilstandene rett (lukket) og skjev (åpen). Det innebærer at LCD-skjermer med teleskopiske piksler kan reagere rundt seks ganger så raskt som dagens LCD-skjermer.

Teleskopiske piksler sett fra siden mot skjermoverflaten. Den lyse ringen er primærspeilene. Alle pikslene er lukket.
Teleskopiske piksler sett fra siden mot skjermoverflaten. Den lyse ringen er primærspeilene. Alle pikslene er lukket.

Forskerne mener teleskopiske piksler kan framstilles industrielt uten nevneverdige høyere kostnader enn dagens løsning, og at integreringen i produksjonsprosessen for hele skjermen heller ikke vil være vesentlig fordyrende. Teleskopiske piksler kan med andre ord gi flatskjermer til tv-er og PC-er som enten er vesentlig mer lyssterke, eller kan nøye seg med en brøkdel av bakgrunnsbelysningen som er påkrevet i dag.

Et mulig problem knyttes til primærspeilenes holdbarhet, det vil si til hvor mange ganger de vil kunne bøyes uten at de slites ut.

Ifølge Microsoft vil prototypen som ligger til grunn for artikkelen kunne forbedres ytterligere. De tror de vil kunne lage teleskopiske piksler som slipper gjennom opptil 75 prosent av lyset.

To av forskerne, Starkweather og Sinclair, er ansatt i Microsoft. Pyayt (bildet), leder arbeidet som ledd i hennes arbeid mot en doktorgrad ved University of Washington, Seattle. Det er Microsoft som dekker hennes utgifter.

Microsoft har rettighetene til oppfinnelsen og har søkt patent. Hvordan eventuell kommersiell produksjon skal skje er uvisst: Ferdige produkter vil ikke nå markedet før tidligst om fem år, heter det.

Til toppen