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Un gruppo di ricerca della Nottingham Trent University del Regno Unito, dell'Australian National University e dell'Università del New South Wales Canberra ha sviluppato una tecnologia di visualizzazione proof-of-concept che potrebbe sostituire i pannelli LCD comuni a molti degli odierni televisori a grande schermo.

Sebbene alcuni moderni televisori di fascia alta possano essere dotati di display a punti quantici o pannelli OLED, molti dei modelli più economici disponibili utilizzeranno la tecnologia LCD (display a cristalli liquidi), filtri polarizzatori e retroilluminazione a LED. Ma i ricercatori dicono che è stato raggiunto il limite per lo sviluppo di questo tipo di tecnologia.

"La capacità dei display convenzionali ha raggiunto il suo apice ed è improbabile che migliori in modo significativo in futuro a causa di molteplici limitazioni", ha affermato Dragomir Neshev, professore di fisica presso l'Università nazionale australiana. "Oggi c'è una ricerca per la tecnologia dei display piatti completamente a stato solido con un'alta risoluzione e una velocità di aggiornamento rapida. Abbiamo progettato e sviluppato pixel di metasuperficie che possono essere ideali per i display di prossima generazione. A differenza dei cristalli liquidi, i nostri pixel non richiedono luci polarizzate per il funzionamento, che dimezzeranno il consumo energetico degli schermi."

Per controllare i singoli pixel a un tasso di modulazione elevato, la piattaforma di prova utilizza ossido conduttivo trasparente che funge da riscaldatore azionato elettricamente in grado di modificare rapidamente le proprietà ottiche delle celle della metasuperficie in silicio, che si dice siano 100 volte più sottili di quelle cellule a cristalli liquidi ovvero 200 volte più sottili di un capello umano. La tecnologia garantisce tempi di risposta inferiori al millisecondo, ovvero 10 volte più veloci del limite di rilevamento dell'occhio umano.

"I nostri pixel sono fatti di silicio, che offre una lunga durata in contrasto con i materiali organici richiesti per altre alternative esistenti", ha osservato il professor Andrey Miroshnichenko dell'Università del Nuovo Galles del Sud a Canberra. "Inoltre, il silicio è ampiamente disponibile, CMOS compatibile con la tecnologia matura ed economico da produrre."

Questa tecnologia potrebbe essere utilizzata anche per l’olografia dinamica VR, nelle tecnologie LiDAR, e consentire la produzione di pannelli piatti più sottili con una risoluzione 100 volte superiore rispetto agli attuali schermi basati su LCD, riducendo della metà il consumo energetico.

Inoltre, poiché la struttura della metasuperficie potrebbe effettivamente sostituire lo strato di cristalli liquidi nei display odierni, i ricercatori ritengono che i produttori non avranno bisogno di investire in nuove linee di produzione per realizzare i pannelli.

Il progetto ora esaminerà l’ampliamento della tecnologia per i televisori a grande schermo, oltre a migliorare ulteriormente le prestazioni delle metasuperfici utilizzando l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico.

"Abbiamo aperto la strada per rompere una barriera tecnologica sostituendo lo strato di cristalli liquidi negli attuali display con una metasuperficie, consentendoci di realizzare schermi piatti a prezzi accessibili privi di cristalli liquidi", ha affermato il ricercatore capo Mohsen Rahmani, professore di ingegneria presso la Nottingham Trent University. Scuola di Scienza e Tecnologia. "I parametri più importanti dei display a schermo piatto sono la dimensione dei pixel e la risoluzione, il peso e il consumo energetico. Abbiamo affrontato ciascuno di questi con il nostro concetto di meta-display.

"La cosa più importante è che la nostra nuova tecnologia può portare a un'enorme riduzione del consumo energetico: questa è un'ottima notizia dato il numero di monitor e televisori utilizzati ogni giorno nelle case e nelle aziende. Crediamo che sia giunto il momento che i display LCD e LED essere gradualmente eliminati allo stesso modo dei precedenti televisori a tubo catodico (CRT) negli ultimi 10-20 anni."

Un articolo sulla ricerca è stato pubblicato sulla rivista Light: Science & Applications.

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