Сегодня 15 апреля 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → метаповерхность

Учёные создали ультратонкий дисплей с метаповерхностью — он быстрее и экономичнее ЖК-экрана

В настоящее время жидкокристаллические (ЖК) экраны являются доминирующей технологией в телевизорах и мониторах, но их развитие практически остановилось. Последние исследования в области оптических метаматериалов могут привести к созданию дисплеев следующего поколения, которые будут примерно в сто раз тоньше человеческого волоса, и к тому же обеспечат в 10 раз большее разрешение и будут потреблять вдвое меньше энергии, чем жидкокристаллические экраны.

 Источник изображения: Australian National University

Источник изображения: Australian National University

Метаповерхности обладают свойствами, обычно не встречающимися в природе, такими как способность преломлять свет неожиданным образом. Исследования метаповерхностей и других метаматериалов привели к созданию покрытий, которые могут скрывать объекты от света, звука, тепла и других типов волн. Оптические метаматериалы, предназначенные для управления светом, содержат структуры с повторяющимися узорами размером меньшим, чем длина волн света, на которые они влияют. Однако эти структуры обычно статичны и это являлось главным препятствием для создания устройств, требующих изменяемых оптических свойств, таких как дисплеи.

Исследователи экспериментировали с электрически настраиваемыми метаповерхностями, которые можно производить с помощью уже существующих методов выпуска матриц CMOS. Принцип действия основан на термооптическом эффекте кремния, который по разному пропускает свет в зависимости от температуры. Устройство состоит из кремниевой метаповерхности, а именно из плёнки толщиной 155 нанометров с отверстиями диаметром от 78 до 101 нм, расположенными в определённом порядке. В метаповерхность инкапсулированы прозрачные электропроводящие полоски оксида индия и олова толщиной 380 нанометров, выполняющие роль локальных электрических нагревателей.

Созданный прототип четырёхпиксельного устройства может пропускать заданное количество видимого и ближнего инфракрасного света (доступно 9 уровней) при напряжении менее 5 вольт всего за 625 микросекунд, что, без учёта других факторов, соответствует 1600 кадрам в секунду. Другими словами, частота кадров у этой технологии более чем в три раз выше, чем у самых скоростных современных дисплеев.

Другим важным преимуществом новой технологии является стабильность. «Кремниевые наноструктуры известны своей долговечностью, и это одна из причин, по которой они до сих пор остаются самым популярным материалом в индустрии микрочипов, — пояснил соавтор исследования Драгомир Нешев (Dragomir Neshev), профессор физики Австралийского национального университета в Канберре. — Мы испытывали наши прототипы в течение нескольких месяцев и не заметили никакой деградации».

«А главным вопросом, который ещё предстоит решить является низкая скорость охлаждения, заметная невооружённым глазом, — отметил Нешев. — Эффект охлаждения можно значительно увеличить с помощью дополнительных решений, таких как активное охлаждение или воздушные каналы вокруг пикселей».

Исследователи утверждают, что новые метаповерхности могут заменить жидкокристаллический слой в ЖК-дисплеях. При этом им не потребуются поляризаторы, которые ответственны за половину потерянной интенсивности света и использования энергии в ЖК-дисплеях. Существующие производственные линии для производства ЖК-дисплеев можно с минимальными модификациями модернизировать для замены жидкокристаллических пикселей на метаповерхностные. Для интеграции этой технологии нет необходимости в значительных инвестициях в совершенно новые производственные линии. Учитывая, что производители ЖК-дисплеев потратили более 100 миллиардов долларов на существующие фабрики, их может заинтересовать технология, которая даст их фабрикам вторую жизнь.

В надежде выйти на рынок дисплеев исследователи теперь надеются оптимизировать своё устройство, изменяя размеры нагревателя, потребляемую мощность и подходы к охлаждению. Они рассчитывают, что методы искусственного интеллекта и машинного обучения могут помочь в разработке более тонких и более эффективных дисплеев с метаповерхностями. Крупномасштабный прототип, который сможет генерировать изображения, должен появиться в течение следующих пяти лет. А интеграция этой технологии в реальные устройства возможна в течение следующих 10 лет.

Какими бы многообещающими не были метаповерхностные дисплеи, уже освоенная технология дисплеев на органических светодиодах (OLED) определённо является сильным конкурентом. Основным недостатком OLED-дисплеев считается их дороговизна и сравнительно небольшой срок службы, однако технология OLED быстро развиваются с точки зрения стоимости, производительности и эффективности. Кроме того, совершенствуются технологии microLED и квантовых точек, то есть в целом индустрия дисплеев не исчерпала себя для инноваций.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Apple оперативно удалила из App Store эмулятор Game Boy из-за спама и нарушения авторских прав 21 мин.
Благодаря сериалу Fallout популярность игр серии в Steam подскочила «более чем вдвое», а Fallout 76 даже установила новый рекорд 2 ч.
OpenAI открыла офис в Японии, который стал первым в азиатском регионе 3 ч.
После бесплатной раздачи продажи комедийного хоррора на четверых Content Warning достигли впечатляющего результата 3 ч.
Проклятие снято: после четырёх подряд проигранных финалов Faze Clan стала чемпионом IEM Chengdu 2024 по Counter-Strike 2 4 ч.
«Bethesda никогда не меняется»: релиз амбициозного мода Fallout: London перенесли на неопределённый срок из-за крупного обновления для Fallout 4 6 ч.
Vultr запустил суверенное и частное облака для госзаказчиков и предприятий 18 ч.
Авторы грядущей космической стратегии Homeworld 3 напомнили о событиях предыдущих частей в новом видео 18 ч.
В Telegram появился инструмент для простого создания стикеров из изображений 18 ч.
Аудитория кооперативного хоррора The Outlast Trials превысила 2 млн игроков 18 ч.
В Чили запущен суперкомпьютер Geryon 3 для астрономических исследований 3 мин.
США выделили Samsung $6,4 млрд субсидий по «Закону о чипах» — чуть меньше, чем TSMC 21 мин.
Японский производитель фарфора Maruwa ворвался на рынок компонентов охлаждения ЦОД-оборудования 41 мин.
Минцифры РФ приравняло CDN к хостинг-провайдерам 45 мин.
Asus обогнала MSI и стала лидером на российском рынке ноутбуков, но обеим грозят китайские бренды 2 ч.
Google Pixel 9 получит поддержку экстренной спутниковой связи, как у iPhone 4 ч.
Tesla ввела технологические паузы при производстве Cybertruck и объявила о сокращении более 10 % персонала по всему миру 4 ч.
Прожорливость ИИ и дата-центров заставила энергокомпании США пересмотреть планы по развитию в ближайшие годы 5 ч.
На северо-востоке Японии развивается кластер по производству оборудования для выпуска чипов 6 ч.
Digital Realty переведёт часть резервных дизель-генераторов в США на биотопливо 7 ч.