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彩色电子纸屏幕提供高分辨率视频且能耗低

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古斯塔夫·克里姆特 之吻 显示在 iPhone 上(左),其上放置了具有相同图像(右)的小型电子纸显示屏

金士顿框架;熊坤丽等. (2025)

一种新型彩色电子纸可以在使用最少的能源的情况下呈现明亮、高分辨率和全彩的图像和视频,这为显示设备指明了可能的未来。

传统的 LED 屏幕发射红、绿、蓝光来产生色彩,而电子纸屏幕则使用微小的分子来创建图像。直到最近,这些设备还仅限于黑白屏幕,但现在可以使用彩色屏幕。尽管如此,它们仍然难以刷新足够快的速度来显示视频。

针对这个问题,熊坤力 瑞典乌普萨拉大学的他和他的同事开发了一种电子纸,其像素由氧化钨纳米盘制成。每个像素约为 560 纳米,纸张的分辨率为每英寸 25,000 像素 (PPI)。相比之下,智能手机的 PPI 通常为数百。

氧化钨纳米圆盘的尺寸和间距略有不同,因此每个纳米圆盘都反射特定的光带。通过将它们放在一起,可以呈现一系列颜色,并且可以通过在圆盘内放置离子的短暂电脉冲来改变亮度。一旦颜色设置完毕,离子就会保持原状,并且颜色会在无需持续供电的情况下保持不变。

研究人员创建了一种尺寸仅为 1.9 毫米 x 1.4 毫米的电子纸显示屏,约为普通智能手机显示屏面积的 1/4000,并用它来显示古斯塔夫·克里姆特 (Gustav Klimt) 的 4300 x 700 像素裁剪图 之吻 – 对于如此小的设备来说具有极高的分辨率。它还可以大约每 40 毫秒刷新一次,这足以显示视频。

熊说,新型电子纸的另一个好处是其能耗极低。显示视频时,显示屏的功耗约为每平方厘米 1.7 毫瓦,而显示静态图像时,显示屏的功耗约为每平方厘米 0.5 毫瓦。

“我喜欢这项工作的原因是它速度足够快,可以支持视频,同时将能源消耗保持在最低限度。这是因为一旦元素被切换,它们就会保持切换状态,而无需刷新它们,”Jeremy Baumberg 说 在剑桥大学。

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