Исследователи из Университета Центральной Флориды создали технологию, позволяющую заменить в дисплеях субпикселиразных цветов (RGB) на один пиксель, меняющий свой цвет в зависимости от приложенного напряжения. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Ученые вывели слово «HI» на дисплей, созданный по новой технологии. Daniel Franklin et al. / Nature Communications, 2017

Современные цветные дисплеи используют RGB-схему, в которой каждый пиксель состоит из трех субпикселей красного, зеленого и синего цвета. За счет изменения интенсивности субпикселей можно смешивать три основных цвета и получать миллионы различных оттенков. Однако такая схема увеличивает сложность устройства и расходует на каждый пиксель в три раза больше площади.

Исследователи решили создать технологию для дисплеев, которые смогут обойтись без субпикселей. Их работа основана на предыдущей, в которой для покрытия пикселем всего видимого спектра ученым приходилось использовать несколько наноструктур. В новом исследовании ученым удалось создать универсальную структуру, которая меняет цвет в диапазоне видимого света только в зависимости от напряжения.

Основу пикселя составляет подложка, по форме напоминающая картоннуюу паковку для яиц, которая была покрыта слоем алюминия. Над ней находятся поляризатор и прозрачный электрод. Между подложкой и верхним слоем расположены жидкие кристаллы, ориентацию которых можно менять с помощью электрода. Верхний слой жидких кристаллов всегда направлен параллельно поляризатору из-за взаимодействия с ним.

Структура пикселя. Daniel Franklin et al. / Nature Communications, 2017

Смена цвета происходила следующим образом. Пиксель облучался светом, который попадал на подложку и из-за возникновения на поверхности плазмонного резонанса частично поглощался. Непоглощенный свет отражался и выходил из пикселя. Меняя напряжение на электроде, исследователи меняли ориентацию жидких кристаллов, за счет чего менялась поляризация падающего на подложку света. Это определяло характеристики плазмонного резонанса и в конечном итоге — частоту выходящего из пикселя цвета.

Устройство, выполненное по такой схеме, может быть реализовано с помощью уже существующих технологий, что и продемонстрировали ученые. Они создали дисплей, подсоединили его к компьютеру и вывели на него статические и динамические изображения. Необходимо отметить, что такой экран нельзя считать цветным дисплеем в классическом понимании. Его цветовой охват можно представить в виде одномерной линии в двумерном цветовом пространстве и точки в синей области пространства.

Цветовой охват представленного дисплея. Изображения состояния пикселей снизу соответствуют точкам на пунктирной линии. Daniel Franklin et al. / Nature Communications, 2017

В 2016 году была представлена технология,основанная на плазмонном резонансе, позволяющая создавать изображения, которыеменяют свои цвета в зависимости от поляризации падающего на них света.

Автор: Григорий Копиев