Maximal klarhet: Innovativt e-papper uppnår upplösning som motsvarar det mänskliga ögats utan bakgrundsbelysning

Ett forskarteam från Chalmers tekniska högskola och Uppsala universitet har utvecklat en banbrytande display som når det mänskliga ögats visuella gräns - utan bakgrundsbelysning. Publicerad i Natureden så kallade Retina E-Paper använder reflekterande nanostrukturer för att övervinna de fysiska begränsningarna hos konventionella skärmar, vilket ger en exceptionell bildskärpa och energieffektivitet.

Från OLED till elektrokrom: ett nytt sätt att se på displayteknik

Medan OLED- och mikro-LED-skärmar möter fysiska begränsningar när de pressas till extrem miniatyrisering - inklusive minskad ljusstyrka, färginstabilitet och högre energiförbrukning - tar Retina E-Paper ett annat grepp. Istället för att avge ljus utnyttjar den omgivande belysning. Dess elektrokroma nanopixlar, tillverkade av volframtrioxid (WO₃) i lager på ett platina-aluminiumsubstrat, reflekterar inkommande ljus. Genom att selektivt föra in joner växlar materialet mellan isolerande och metalliska tillstånd, vilket möjliggör exakt elektrisk kontroll över färgen.

Upp till 25.000 PPI

Varje pixel i Retina E-Paper mäter bara 560 nanometer - mindre än många virus - vilket ger en pixeldensitet på mer än 25.000 PPI. Detta överstiger det mänskliga ögats synskärpa och gör att bilderna framstår som så skarpa som det är fysiskt möjligt. Som jämförelse kan nämnas att standard OLED-skärmar som ASUS ROG Strix OLED XG27AQDMG (för närvarande prissatt till cirka 690 USD på Amazon) erbjuder en pixeldensitet på endast 110 PPI vid en upplösning på 2560 × 1440 på en 27-tumsskärm.

Färgkontroll i Retina E-Paper uppnås genom Mie-spridning och rutnätslägen, vilket möjliggör både additiv (RGB) och subtraktiv (CMY) färgblandning. Skärmen uppnår ett kontrastförhållande på cirka 50% och reflekterar upp till 80% av det omgivande ljuset. Vid testning uppnådde den en växlingstid på 40 millisekunder, vilket möjliggör videouppspelning med mer än 25 bilder per sekund. Strömförbrukningen är exceptionellt låg - ca 1,7 mW/cm² under videouppspelning och endast 0,5 mW/cm² för statiska bilder.

För närvarande har inga bilder av en demonstrationsenhet eller funktionell prototyp med Retina E-Paper som en komplett display släppts. De bilder som hittills har publicerats i Nature är begränsade till mikroskopiska vyer av nanopixelstrukturen och provbilder från laboratorietester.