据悉，澳大利亚和英国的一个研究团队已经开发出一种概念验证技术，最终可能会取代LCD和LED。
上图：超构表面比液晶单元更薄，分辨率更高，能耗更低。
一个由三所大学组成的团队 —— 英国诺丁汉特伦特大学、堪培拉新南威尔士大学和澳大利亚国立大学，已经开发出了新的“超构表面（MetasSurface）”技术，该技术可以比目前的液晶显示器（LCD）提供更显著、更优越的性能。
他们的发现发表在近日的《光：科学与应用》杂志上。
超构表面比液晶单元薄100倍，分辨率提高10倍，能耗更低。
实际上，今天的显示屏幕市场已经提供了大量的选择，但每一种都有其优点和缺点。然而，包括生产成本、寿命和能源消耗在内的因素，使LCD技术成为电视机和显示器等屏幕的最主要和最受欢迎的技术。
液晶单元负责打开和关闭透射光，并不断被背光照亮，在像素的前面和后面有偏振滤光片，形成交叉偏振设置。它们决定了像素的尺寸，即分辨率，并在管理设备的功耗方面发挥着重要作用。
新设计的超构表面单元（具有可调性和非凡的光散射特性）将取代液晶层，并且不需要偏振器，而偏振器造成了显示屏中一半的光强度浪费和能源消耗。
新南威尔士大学堪培拉分校纳米光子学团队的首席研究员安德烈·米罗什尼琴科教授（Andrey Miroshnichenko）说：“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，硅的使用寿命更长。此外，硅广泛可用，CMOS与成熟技术兼容，生产成本低廉。我们希望这一发展能够催生新型平板显示器的前沿技术。截止2020年，平板显示器的全球市场价值已经达到1170亿美元。”
构建大型原型
下一阶段的研究，将是建造一个大规模的原型并生成图像，这有望在未来五年内实现。一旦样机成功生成高清图像，该技术将被集成到平板电视中，并在未来10年内向公众开放。
澳大利亚国立大学物理学教授、ARC卓越转型元光学系统中心（TMOS）主任德拉戈米尔·内舍夫（Dragomir Neshev）教授表示，传统平板显示器的能力已经达到天花板，由于多种限制，未来不太可能显著提高。今天，人们追求的是具有高分辨率和快速刷新率的全固态平板显示技术。我们已经设计和开发了超构表面像素，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工作，这将使屏幕的能耗减半。”
上图：澳大利亚国立大学博士学者Khosro Zangenh Kamali，团队的可编程硅元表面概念验证。
澳大利亚国立大学的博士学者、该研究的第一作者乎思劳·赞杰内·卡马利（Khosro Zangeneh Kamali）表示，超构表面被证明具有非凡的光学行为。他继续道：“发明一种有效的方法来控制超构表面仍然是一个繁重的研究课题。我们提出了电可调硅纳米结构，这是可编程超构表面的多功能平台。”
来自诺丁汉特伦特大学的团队成员徐雷（音译）博士说：“通过使用人工智能和机器学习技术来设计和实现更小、更薄、更高效的超构表面显示器，还有很大的进一步改进空间。”
研究团队指出，用超构表面取代当前显示器中的液晶层，为打破技术障碍铺平了道路，使我们能够制造出负担得起的无液晶平板屏幕。平板显示器最重要的指标是像素大小和分辨率、重量和功耗。而我们已经用超构显示概念解决了这些问题。
最重要的是，我们的新技术可以大幅降低能源消耗 —— 考虑到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。我们认为，现在是时候淘汰液晶显示器和LED显示器了，就像二十多年前淘汰阴极射线管电视（CRT）一样。
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