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Une équipe de recherche de l'Université Nottingham Trent au Royaume-Uni, de l'Université nationale australienne et de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud à Canberra a développé une technologie d'affichage de preuve de concept qui pourrait remplacer les panneaux LCD communs à de nombreux téléviseurs grand écran d'aujourd'hui.

Bien que certains téléviseurs haut de gamme modernes puissent arborer des écrans à points quantiques ou des panneaux OLED, de nombreux modèles moins chers disponibles utiliseront la technologie LCD (affichage à cristaux liquides), des filtres polarisants et un rétroéclairage LED. Mais les chercheurs disent que la limite a été atteinte pour le développement de ce type de technologie.

"La capacité des écrans conventionnels a atteint son apogée et il est peu probable qu'elle s'améliore de manière significative à l'avenir en raison de multiples limitations", a déclaré Dragomir Neshev, professeur de physique à l'Université nationale australienne. "Aujourd'hui, il y a une quête pour une technologie d'affichage plat entièrement à l'état solide avec une haute résolution et un taux de rafraîchissement rapide. Nous avons conçu et développé des pixels de métasurface qui peuvent être idéaux pour l'affichage de nouvelle génération. Contrairement aux cristaux liquides, nos pixels ne nécessitent pas des lumières polarisées pour fonctionner, ce qui divisera par deux la consommation d'énergie des écrans."

Pour contrôler les pixels individuels à un taux de modulation élevé, la plate-forme de preuve de concept utilise un oxyde conducteur transparent pour servir de chauffage électrique qui peut rapidement modifier les propriétés optiques des cellules de métasurface de silicium, qui seraient 100 fois plus fines que cellules à cristaux liquides ou 200 fois plus fines qu'un cheveu humain. La technologie se traduit par des temps de réponse inférieurs à une milliseconde, soit 10 fois plus rapides que la limite de détection de l'œil humain.

"Nos pixels sont faits de silicium, qui offre une longue durée de vie contrairement aux matériaux organiques requis pour d'autres alternatives existantes", a noté le professeur Andrey Miroshnichenko de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud à Canberra. "De plus, le silicium est largement disponible, compatible CMOS avec une technologie mature et bon marché à produire."

Cette technologie pourrait également être utilisée pour l'holographie VR dynamique, dans les technologies LiDAR, et permettre la production d'écrans plats plus fins à une résolution 100 fois plus élevée que les écrans LCD actuels, tout en réduisant de moitié la consommation d'énergie.

De plus, étant donné que le réseau de métasurfaces pourrait simplement remplacer la couche de cristaux liquides dans les écrans actuels, les chercheurs estiment que les fabricants n'auront pas besoin d'investir dans de toutes nouvelles lignes de production pour fabriquer des panneaux.

Le projet va maintenant chercher à développer la technologie pour les téléviseurs grand écran, ainsi qu'à améliorer encore les performances des métasurfaces à l'aide de l'IA et de l'apprentissage automatique.

"Nous avons ouvert la voie pour briser une barrière technologique en remplaçant la couche de cristaux liquides dans les écrans actuels par une métasurface, ce qui nous permet de fabriquer des écrans plats abordables sans cristaux liquides", a déclaré le chercheur principal Mohsen Rahmani, professeur d'ingénierie à l'Université de Nottingham Trent. École des sciences et de la technologie. "Les paramètres les plus importants des écrans plats sont la taille et la résolution des pixels, le poids et la consommation d'énergie. Nous avons abordé chacun de ces éléments avec notre concept de méta-affichage.

"Plus important encore, notre nouvelle technologie peut entraîner une réduction considérable de la consommation d'énergie - c'est une excellente nouvelle étant donné le nombre de moniteurs et de téléviseurs utilisés chaque jour dans les foyers et les entreprises. Nous pensons qu'il est temps que les écrans LCD et LED être progressivement supprimés de la même manière que les anciens téléviseurs à tube cathodique (CRT) au cours des 10 à 20 dernières années.

Un article sur la recherche a été publié dans la revue Light: Science & Applications.

Sources : Nottingham Trent University, Australian National University, University of New South Wales Canberra