NYHET / vetenskap
Rekordsmå pixlar motsvarar storleken hos ögats fotoreceptorer
Forskare från Chalmers tekniska högskola, Göteborgs universitet och Uppsala universitet visar nu en teknik med rekordsmå pixlar som har den upplösning som ögat kan uppfatta – och återger färger genom nanopartiklar som styr hur ljuset sprids.
Publicerad
Annons
Det är pixlarnas storlek och antal som bestämmer upplösningen, och därmed hur verklighetstrogna bilder och filmer som visas på skärmar kan vara. I och med att även informationsöverföringen i vårt samhälle blir mer komplex ökar också efterfrågan på skärmar som mycket exakt överför bild och video, som samtidigt även kan vara mindre.
– Den teknik som vi har utvecklat kan leda till nya sätt att interagera med information och världen omkring oss. Till exempel skulle den kunna utöka kreativa möjligheter, förbättra samarbete på distans och till och med skynda på vetenskaplig forskning, säger Kunli Xiong, biträdande universitetslektor vid institutionen för materialvetenskap på Uppsala universitet, som är studiens huvudförfattare.
Annons
Inom virtuell eller förstärkt verklighet (virtual/augmented reality), där skärmen är liten och sitter nära ögat, begränsas upplevelsen av att dagens pixlar inte kan bli tillräckligt små. I en mikro-LED-skärm, till exempel, fungerar pixlarna dåligt när de blir mindre än en mikrometer stora.
I artikeln "Video‐rate tunable colour electronic paper with human resolution" som publicerats i den vetenskapliga tidskriften Nature presenterar forskarna nu ett nytt så kallat elektroniskt papper, en reflektiv skärm, där varje pixel är ungefär 560 nanometer. Skärmens storlek är jämförbar med pupillen i ett mänskligt öga, och har en upplösning på mer än 25 000 ppi (pixels per inch).
– Det innebär att varje pixel ungefär motsvarar en enda av ögats fotoreceptorer, alltså de nervceller i ögats näthinna som omvandlar ljus till biologiska signaler. Högre upplösning än så kan människor inte uppfatta, säger Andreas Dahlin, professor vid institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers.
Annons
Skärmen, som kallas retina E-papper efter det engelska ordet för näthinna, kan placeras mycket nära ögat. För att demonstrera dess prestanda återskapade forskarna en bild av Gustav Klimts kända konstverk ”Kyssen” med måtten 1,4 x 1,9 millimeter. Som jämförelse innebar det att ytan var 1/4000 av storleken på en vanlig smartphone-skärm.
Skärmen passiv, det vill säga den innehåller ingen egen ljuskälla, utan pixlarnas färger uppstår när omgivningens ljus träffar små strukturer på en yta. Samma princip finns i småfåglars praktfulla fjäderdräkter.
I de ultrasmå pixlarna finns partiklar av volframoxid. Genom att justera partiklarnas storlek och hur de placeras i förhållande till varandra har forskarna lyckats styra hur ljusets olika färger sprids och reflekteras för att skapa pixlar i färgerna rött, grönt och blått, som sedan kan användas för att generera alla färger. Genom att lägga på en svag spänning kan partiklarna ”släckas” och blir svarta.
Annons
– Det här är ett stort steg för utvecklingen av skärmar som kan krympas till miniatyrformat samtidigt som kvaliteten ökar och energiförbrukningen minskar. Tekniken behöver förfinas, men vi tror att retina E-papper kommer att få stor betydelse inom sitt fält och så småningom påverka oss alla, säger Giovanni Volpe, professor vid institutionen för fysik vid Göteborgs universitet.
