Топовые модели современных телевизоров и компьютерных дисплеев могут похвастаться экранами на базе квантовых точек или органических (OLED) светодиодов. Однако, в более доступных моделях все еще используются традиционные жидкокристаллические (LCD) технологии, совмещенные с поляризационными фильтрами и светодиодной подсветкой. Но эти LCD-технологии уже исчерпали все свои возможности и давно достигли технологического предела, таким образом, уже возникла необходимость в чем-то новом, которое придет им на замену.
И такая новая технология была представлена недавно группой исследователей из университета Трента, Великобритания, австралийского Национального университета и университета Нового Южного Уэльса. “Мы спроектировали и изготовили опытные образцы метаповерхностей, пиксели которых являются идеальным вариантом для создания дисплеев следующих поколений” – пишут исследователи, – “В отличие от жидких кристаллов, наши пиксели не нуждаются в поляризованном свете, они полностью твердотельные и обладают более высокой скоростью обновления”.
Основой метаповерхности является тонкий слой токопроводящего оксида, который выступает в роли электрического нагревателя. Изменение температуры, вызванное нагревом, вызывает изменения оптических свойств кремниевых ячеек, размер которых в 100 раз меньше размера жидкокристаллической ячейки. Время реакции кремниевой ячейки составляет менее одной миллисекунды, что в 10 раз быстрей предела чувствительности человеческого глаза.
“Наши пиксели изготовлены из кремния, имеющего гораздо более долгий срок службы, чем органические материалы, используемые в альтернативных технологиях” – пишут исследователи, – “Кроме этого, кремний широкодоступен, совместим с технологией CMOS и для производства кремниевых пикселей можно использовать имеющееся современное технологическое оборудование”.
Подобная технология также может использоваться в области создания динамической голографии, виртуальной реальности и в технологиях лазерных сканеров LiDAR. А панели, созданные с помощью метаповерхностных пикселей, будут очень тонкими, легкими, они обеспечат в 100 раз большую разрешающую способность и минимум в два раза меньшее энергопотребление, чем существующие жидкокристаллические панели.
В своих дальнейших исследованиях ученые будут пытаться увеличить масштаб новой технологии до уровня производства панелей для телевизоров и дисплеев с самой большой диагональю. Параллельно с этим будет проводиться работа по увеличению производительности и снижению времени отклика кремниевых пикселей, в чем ученые надеются на помощь систем искусственного интеллекта и глубинного машинного обучения.
“Мы считаем, что время LCD и светодиодных дисплеев уже подходит к концу” – пишут исследователи, – “И они вскоре должны исчезнуть, как исчезли за прошлые 10-20 лет дисплеи и телевизоры с электронно-лучевыми трубками”.
