Мета

Исследовательская группа из британского Университета Ноттингем Трент, Австралийского национального университета и Университета Нового Южного Уэльса в Канберре разработала экспериментальную технологию отображения, которая может заменить ЖК-панели, используемые во многих современных телевизорах с большим экраном.

Хотя некоторые современные телевизоры высокого класса могут иметь дисплеи с квантовыми точками или OLED-панели, многие из более дешевых доступных моделей будут использовать технологию LCD (жидкокристаллический дисплей), поляризационные фильтры и светодиодную подсветку. Но исследователи говорят, что предел развития такого рода технологий достигнут.

«Возможности обычных дисплеев достигли своего пика и вряд ли значительно улучшатся в будущем из-за множества ограничений», — сказал Драгомир Нешев, профессор физики Австралийского национального университета. «Сегодня идет поиск технологии полностью твердотельных плоских дисплеев с высоким разрешением и высокой частотой обновления. Мы спроектировали и разработали пиксели метаповерхности, которые могут быть идеальными для дисплеев следующего поколения. В отличие от жидких кристаллов, наши пиксели не требуют поляризованное освещение для функционирования, что вдвое снизит энергопотребление экранов».

Для управления отдельными пикселями с высокой скоростью модуляции платформа для проверки концепции использует прозрачный проводящий оксид, который служит в качестве нагревателя с электрическим приводом, который может быстро изменять оптические свойства кремниевых ячеек метаповерхности, которые, как говорят, в 100 раз тоньше, чем жидкокристаллические клетки или в 200 раз тоньше человеческого волоса. Эта технология обеспечивает время отклика менее миллисекунды, что, как сообщается, в 10 раз быстрее, чем предел обнаружения человеческого глаза.

«Наши пиксели изготовлены из кремния, который обеспечивает длительный срок службы в отличие от органических материалов, необходимых для других существующих альтернатив», — отметил профессор Андрей Мирошниченко из Университета Нового Южного Уэльса, Канберра. «Более того, кремний широко доступен, КМОП совместим с отработанными технологиями и дешев в производстве».

Эту технологию также можно использовать для динамической VR-голографии, в технологиях LiDAR и для производства более тонких плоских панелей с разрешением в 100 раз выше, чем у нынешних ЖК-экранов, при этом сокращая энергопотребление вдвое.

Кроме того, поскольку массив метаповерхностей может эффективно заменить слой жидких кристаллов в современных дисплеях, исследователи полагают, что производителям не придется инвестировать в совершенно новые производственные линии для изготовления панелей.

Теперь проект будет рассматривать масштабирование технологии для телевизоров с большим экраном, а также дальнейшее повышение производительности метаповерхностей с использованием искусственного интеллекта и машинного обучения.

«Мы проложили путь к преодолению технологического барьера, заменив слой жидких кристаллов в современных дисплеях метаповерхностью, что позволило нам сделать доступные плоские экраны без жидких кристаллов», — сказал ведущий исследователь Мохсен Рахмани, профессор инженерных наук в Университете Ноттингем Трент. Школа науки и технологий. «Самыми важными показателями плоских дисплеев являются размер и разрешение пикселей, вес и энергопотребление. Мы учли каждый из этих показателей в нашей концепции метадисплея.

«Самое главное, наша новая технология может привести к значительному сокращению энергопотребления – это отличная новость, учитывая количество мониторов и телевизоров, используемых в домашних хозяйствах и на предприятиях каждый день. Мы считаем, что настало время для ЖК- и светодиодных дисплеев. будут выведены из обращения так же, как и бывшие телевизоры с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) за последние 10–20 лет».

Статья об исследовании была опубликована в журнале Light: Science & Applications.

Источники: Университет Ноттингем Трент, Австралийский национальный университет, Университет Нового Южного Уэльса, Канберра.