Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 54

Опубликовано01 февраля 2011 года

Перед выставкой CES 2011, проходившей в начале января, циркулировали упорные слухи о том, что американская компания Qualcomm наконец-то представит предсерийные образцы экранов на основе технологии Mirasol. Ожидалась и презентация нескольких электронных книг и других гаджетов, в которых применялись бы дисплеи Mirasol. Тем не менее на стенде Qualcomm в очередной раз демонстрировался лишь прототип, способный отображать видео с частотой 30 кадров в секунду. Представление же готовых изделий снова отложили, и теперь их ожидают на выставке CeBIT 2011 в марте.

Что же представляет собой технология Mirasol? В её основе лежит новое поколение так называемых микроэлектромеханических систем (МЭМС или MEMS), в которых на одном кремниевом кристалле размером от 20 мкм до 1 мм объединены микроскопические электронные и механические компоненты.

Самые известные примеры MЭМС — это сопла пьезоэлектрических печатающих головок струйных принтеров и микрозеркальные чипы для DLP-видеопроекторов. Кроме того, уже лет пять, если не дольше, элементы МЭМС встречаются в портативной электронике. Речь идёт прежде всего о различных датчиках — гироскопах, датчиках ускорения или угловых скоростей, барометрических датчиках и всевозможных анализаторах среды (например, воздуха или жидкости).

В технологии Mirasol применяется новый тип МЭМС — так называемые интерферометрические модуляторы (IMOD). IMOD представляет собой электромеханическую микросхему, которая состоит из ячеек-пикселей шириной от 10 до 100 мкм, способных принимать одно из двух состояний — закрытое или открытое.

Каждый элемент (или пиксель) IMOD состоит из светоотражающей мембраны, стеклянной основы с тонким слоем полупрозрачной металлической плёнки и воздушного зазора между основой и мембраной. В выключенном состоянии мембрана полностью закрывает пиксель, прижимаясь к плёнке. При подаче напряжения мембрана перемещается на заданное расстояние от основы. Цвет пикселя зависит от величины воздушного зазора: самый маленький зазор даёт синий цвет, чуть больший — зелёный, максимальный — красный. Полностью закрытый пиксель кажется чёрным.

Цвета формируются за счёт интерференции цветовых волн. В природе это явление можно наблюдать, например, в виде радужных цветовых пятен на мыльном пузыре или поверхности бензина, на павлиньих перьях и ракушках, на крыльях различных насекомых, например бабочек (не зря в рекламе Mirasol часто фигурируют изображения бабочек).

Несмотря на принципиальную разницу в способе формирования изображения, экраны Mirasol похожи на «электронную бумагу» сразу по двум параметрам. Во-первых, они потребляют электрический ток только при создании картинки. Во-вторых, просмотр изображения возможен только в отражённом свете.

Сочетание этих качеств означает высокую экономичность, поэтому такие дисплеи прекрасно подходят для электронных книг. Они совершенно не «слепнут» на солнце - наоборот, на ярком свету изображение видно лучше, чем при слабом освещении.

Однако в отличие от электронных чернил, по времени отклика Mirasol последнего поколения не уступает жидким кристаллам, что позволяет применять её и для просмотра видео или анимации. Такие дисплеи можно применять не только в электронных книгах, но и в планшетах, медиаплеерах или, к примеру, цифровых фоторамках.

Отсутствие встроенной подсветки всё же несколько ограничивает применение Mirasol. К примеру, такой экран вряд ли получит распространение в смартфонах, которые нередко приходится использовать и в полной темноте. Правда, дисплеи Mirasol вполне могут устанавливаться в мобильники с особо длительным временем автономной работы (уже существуют прототипы таких трубок).

В августе 2010 года компания Qualcomm (или, точнее, её дочерняя фирма Qualcomm MEMS Technologies) объявила о намерении построить на Тайване завод для выпуска дисплеев Mirasol. В предприятие планируют вложить около миллиарда долларов. Основным видом продукции станут экраны с небольшой диагональю (предположительно 5,7 дюйма, или 14,5 см) для электронных книг и навигаторов. По некоторым данным, монтаж оборудования должен начаться в октябре 2011 года. При этом у Qualcomm уже есть фабрика, способная выпускать дисплеи Mirasol, — завод 4.5G, принадлежащий SolLink, совместному предприятию c Foxlink. Этот завод, открытый в апреле 2010 года, также рассчитан на выпуск экранов с диагональю 5,7 дюйма разрешением XGA (1024х768 пикселей).

Компания E Ink в ноябре 2010 года объявила о разработке новой технологии цветных дисплеев под названием Triton. По сравнению с Mirasol она выглядит довольно бледно: поддержка всего 4096 цветовых оттенков и шестнадцати оттенков серого, время отклика от 240 до 980 мс. Иными словами, ни цветового великолепия журнального «глянца», ни просмотра видео на Triton не будет. Среди прочих характеристик — контрастность 10:1 и возможность изготовления панелей с диагональю от 2 до 12 дюймов.

Чем же E Ink рассчитывает привлечь покупателей? Скорее всего, дешевизной. Первые серийные ридеры на основе Mirasol вряд ли смогут похвастаться гуманной ценой, а, например, китайская компания Hanvon уже в марте готова начать продажу электронных книг eReader c цветными экранами Triton за 440 долларов (а скорее всего, намного дешевле). Причём это будет довольно большое устройство с экраном 9,68 дюйма, поддержкой Wi-Fi и опциональным модулем сотовой связи 3G.

Pixel Qi — ещё одна любопытная технология подобного рода. Экран, изготовленный по технологии Pixel Qi, представляет собой ЖК-дисплей с тремя светофильтрами и специальной отражающей подложкой, в которой проделаны отверстия для субпикселей.

При включённой подсветке часть светового потока поглощается отражающим покрытием, часть — светофильтрами и часть — самой жидкокристаллической панелью. Но если выключить подсветку, свет будет проходить через ЖК-панель, отражаться от «зеркального» слоя и возвращаться обратно через матрицу, не проходя через светофильтры. В результате в пассивном режиме изображение станет чёрно-белым, но его физическое разрешение окажется втрое выше, чем у цветного изображения, которое формируется в активном режиме.

Отключение подсветки позволяет снизить энергопотребление экрана на треть и добиться показателя в 50 мВт для шестидюймового экрана. Это вполне сравнимо с энергопотреблением дисплеев на монохромных «электронных чернилах», которые экономят на поддержании статичной картинки, но больше тратят на перерисовку изображения.