|
|
 |
Νέες οθόνες
|
|
|
|
|
|
|
Τεχνητοί μύες ―πλαστικά τα οποία, εκτιθέμενα σε ηλεκτρικά πεδία, διογκώνονται, κατόπιν δε επανέρχονται στην αρχική τους κατάσταση― θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην παραγωγή αληθινών χρωμάτων στις οθόνες τηλεοράσεων και υπολογιστών του μέλλοντος. Μάλιστα, μέσα στην επόμενη δεκαετία, μικροσκοπικά «συντονιζόμενα πρίσματα» κατασκευασμένα με βάση αυτά τα υλικά θα μπορούσαν να αποτελέσουν τα πίξελ (εικονοστοιχεία) των βελτιωμένων οθονών.
Οι υπάρχουσες οθόνες ―όπως οι καθοδικού σωλήνα στις τηλεοράσεις, οι επίπεδες οθόνες υγρών κρυστάλλων ή οι οθόνες πλάσματος― δεν μπορούν να αναπαραγάγουν πιστά όλο το φάσμα χρωμάτων που μπορεί να διακρίνει το ανθρώπινο μάτι. Στις τεχνολογίες αυτές, το κάθε πίξελ αποτελείται από τρία φωτοεκπέμποντα στοιχεία, ένα για κάθε βασικό χρώμα ―κόκκινο, πράσινο και μπλε (RGB). Για τη δημιουργία των υπόλοιπων χρωμάτων, οι οθόνες συνδυάζουν τα παραπάνω χρώματα σε διάφορα επίπεδα φωτεινότητας· έτσι όμως, το επιτυγχανόμενο χρωματικό φάσμα είναι περιορισμένο.
Οι Manuel Aschwanden και Andreas Stemmer, του Ομοσπονδιακού Τεχνολογικού Ινστιτούτου (ΕΤΗ) της Ζυρίχης έχουν επινοήσει έναν νέο τρόπο χρωματισμού της οθόνης. Βασίζονται σε μια συστοιχία ανακλαστικών φραγμάτων περίθλασης ―μικροσκοπικών οπτικών στοιχείων, το καθένα αποτελούμενο από ένα σύνολο λεπτών, παράλληλων και ισαπεχουσών σχισμών. Αυτές οι σχισμές «αναλύουν» το λευκό φως σχηματίζοντας ένα ουράνιο τόξο, ίδιο όπως στα πρίσματα. « Έχουμε το ίδιο αποτέλεσμα όταν κοιτάζουμε ένα CD κάτω από το φως του ήλιου», λέει ο Aschwanden. «Το φάσμα προκύπτει εξαιτίας της χαραγμένης επιφάνειας.»
Για να αποδείξουν τη θεωρία τους, οι δύο ερευνητές έχουν κατασκευάσει μια συστοιχία 10 πίξελ, καθένα αποτελούμενο από ένα ανακλαστικό φράγμα περίθλασης. Όπως εξηγεί ο Aschwanden, το λευκό φως αρχικά εισέρχεται στο φράγμα περίθλασης, του οποίου η κάθε πλευρά έχει μήκος 75 περίπου μικρόμετρα. Οι σχισμές ―που απέχουν μεταξύ τους κατά 1 μικρόμετρο― βρίσκονται στη μία όψη λεπτής μεμβράνης από πολυμερές υλικό. Όταν εφαρμοστούν διαφορετικές τιμές ηλεκτρικής τάσης, το φράγμα διαστέλλεται ή συστέλλεται, οπότε μεταβάλλονται οι αποστάσεις μεταξύ των σχισμών. Εξ αυτού αλλάζουν και οι γωνίες υπό τις οποίες ανακλάται το φως, μετατοπίζοντας ουσιαστικά το προκύπτον φάσμα από άκρη σε άκρη. Το σύστημα απομονώνει συγκεκριμένα χρώματα με τη βοήθεια μιας μικρής οπής που υπάρχει μπροστά από το φράγμα. Αλλάζοντας την τάση, γίνονται ορατά διαφορετικά χρώματα διαμέσου της οπής.
Για την παραγωγή σύνθετων χρωμάτων σε μια οθόνη κανονικών διαστάσεων, κάθε πίξελ πρέπει να περιλαμβάνει δύο ή τρία φράγματα περίθλασης ―γεγονός απαραίτητο, καθώς κάποια χρώματα, όπως το καφέ, δεν αποτελούν μέρος του φάσματος λευκού φωτός.
Αν και πολύ μικρό για να φανεί χρήσιμο, το σύστημα έχει την ίδια πυκνότητα πίξελ, όπως μια υψηλής ποιότητας οθόνη υγρών κρυστάλλων, λέει ο Aschwanden, ο οποίος αναγνωρίζει ότι η ανακάλυψή του απέχει πολύ από την εφαρμογή της σε κάποιο προϊόν εικόνας. Το επόμενο πρωτότυπο θα περιλαμβάνει συστοιχία 400 φραγμάτων. Η τωρινή «οθόνη» λειτουργεί υπό τάση 300 βολτ, τιμή υψηλή για οικιακή χρήση, αλλά κάποια νέα υλικά που βρίσκονται στη φάση της ανάπτυξης θα μπορούσαν να επιτρέψουν τη χρήση μικρότερης τάσης ενεργοποίησης.
«Είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα προσέγγιση για τις έγχρωμες οθόνες», σχολιάζει ο Olav Solgaard, ηλεκτρολόγος μηχανικός στο Πανεπιστήμιο Stanford και ένας από τους ιδρυτές τής Silicon Light Machines ―πρωτοπόρου εταιρείας στη μικροοπτοηλεκτρονική τεχνολογία. «Ωστόσο, χρειάζεται πολλή προσπάθεια ακόμη για να φτάσουμε σε πρακτικές εφαρμογές.» Ο Solgaard παρέθεσε διάφορα πιθανά εμπόδια, όπως τη δυσκολία επίτευξης ενός «πραγματικά σκοτεινού πίξελ» για τη δημιουργία καλής αντίθεσης και αποτελεσματικής διατήρησης της φωτεινότητας της εικόνας, δεδομένου ότι το φράγμα «αποβάλλει μεγάλο μέρος της φωτεινής ενέργειας». Η νέα τεχνική ίσως αποδειχθεί περισσότερο χρήσιμη στις παθητικές οθόνες που ανακλούν λευκό φως του περιβάλλοντος, όπως για παράδειγμα οι οθόνες των κινητών τηλεφώνων.
Σε κάθε περίπτωση, οι ελβετοί ερευνητές σκέφτονται πιο πέρα από τις οθόνες. Έχουν ήδη αναπτύξει ένα πρωτότυπο μικροσκόπιο υψηλής ανάλυσης, το οποίο αλλάζει τη διεύθυνση των μονοχρωματικών φωτεινών δεσμών με τη βοήθεια ηλεκτροενεργών πολυμερών. «Η μεταβολή του μήκους κύματος ή η αλλαγή της διεύθυνσης του φωτός είναι κάτι βασικό σε πολλά οπτικά συστήματα», παρατηρεί ο Aschwanden. «Η συγκεκριμένη προσέγγιση προσφέρει έναν φτηνό και ακριβή τρόπο για την πραγματοποίησή τους.»
|
|
|
|
|
|
