尽管一些现代高端电视可能会采用量子点显示器或OLED面板,但许多可用的便宜型号将使用LCD(液晶显示器)技术、偏振滤光片和LED背光。研究人员说,这种技术的发展已经达到了极限。
"澳大利亚国立大学物理学教授Dragomir Neshev说:"传统显示器的能力已经达到了顶峰,并且由于多种限制,在未来不太可能有明显的改善。今天,人们正在寻求具有高分辨率和快速刷新率的全固态平面显示技术。我们已经设计和开发了元表面像素,可以成为下一代显示器的理想选择。与液晶不同,我们的像素不需要偏振光来运作,这将使屏幕的能源消耗减半"。
为了以高调制率控制单个像素,该概念验证平台采用了透明的导电氧化物作为电驱动的加热器,可以迅速改变硅元表面细胞的光学特性,据说这些细胞比液晶细胞薄100倍,比人类头发薄200倍。该技术的反应时间低于一毫秒--比人眼的检测极限快10倍。
澳大利亚国立大学的博士学者Khosro Zangeneh Kamali与该团队的电动可编程硅元表面概念验证 Khosro Zangeneh Kamali, 澳大利亚国立大学
新南威尔士大学堪培拉分校的Andrey Miroshnichenko教授指出:"我们的像素是由硅制成的,与其他现有替代品所需的有机材料相比,它的寿命很长。此外,硅是广泛可用的,与成熟技术兼容的CMOS,而且生产成本低廉。"
这项技术还可用于动态VR全息技术和LiDAR技术,并可用于生产更薄的平板,其分辨率比目前基于LCD的屏幕高100倍,同时将功耗降低一半。
此外,由于元表面阵列可以有效地取代今天显示器中的液晶层,研究人员估计制造商将不需要投资全新的生产线来制造面板。
该项目现在将着眼于为大屏幕电视扩大技术规模,以及利用人工智能和机器学习进一步提高元表面的性能。
诺丁汉特伦特大学科学和技术学院的工程教授、首席研究员Mohsen Rahmani说:"我们已经为打破技术障碍铺平了道路,用元表面取代了当前显示器中的液晶层,使我们能够使价格低廉的平板电脑不含液晶。平板显示器最重要的指标是像素尺寸和分辨率、重量和功耗。我们已经用我们的元显示概念解决了其中的每一个问题。"
"最重要的是,我们的新技术可以导致能源消耗的巨大减少--鉴于家庭和企业每天使用的显示器和电视机的数量,这是一个极好的消息。我们相信,现在是LCD和LED显示器被淘汰的时候了,就像过去10到20年里以前的阴极射线管(CRT)电视一样"。
关于这项研究的论文已经发表在《光》杂志上。