研究人员已经开发出一种概念验证技术，可以为超越当前LCD和LED的下一代显示器铺平道路，使屏幕和电子设备变得更薄、提供更高的分辨率和更节能。
诺丁汉特伦特大学、澳大利亚国立大学和澳大利亚堪培拉新南威尔士大学的一个团队设计了电可调纳米粒子阵列，称为“超表面”，与目前的液晶显示器相比，它具有显着的优势。
当今的显示器市场提供了多种选择，每种选择各有利弊。然而，包括生产成本、寿命和能源消耗在内的因素使液晶技术成为电视机和显示器等屏幕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，并由背光灯点亮，像素前后都有偏振滤光片。它们决定像素的尺寸——分辨率——并在管理设备的功耗方面发挥重要作用。
新设计的超表面电池——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，偏振器是造成显示器中大量浪费光强度和能源的原因。
超表面比液晶单元薄100倍，分辨率提高了10倍，能耗降低了50%。
作为研究的一部分，该团队展示了可以通过改变材料的温度来对像素进行电编程，并且可以比人类厌恶反应时间快近20倍地切换光。
研究人员认为，他们的技术与现代电子显示器兼容，并填补了能够在高频下有效切换光的可调超表面的技术空白。
项目负责人、诺丁汉特伦特大学工程学教授MohsenRahmani表示：“我们通过用超表面取代当前显示器中的液晶层，为打破技术壁垒铺平了道路，使我们能够制造出价格合理的无液晶平面屏幕。”大学科技学院和英国皇家学会沃尔夫森院士。
他说：“平板显示器最重要的指标是像素尺寸和分辨率、重量和功耗。我们已经通过我们的元显示概念解决了每一个问题。
“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，这是一个好消息。我们认为现在是时候让LCD和LED显示器在过去的10到20年里，将像以前的阴极射线管(CRT)电视一样被逐步淘汰。”
ARC转换超光学系统(TMOS)卓越中心主任兼澳大利亚国立大学物理学教授DragomirNeshev表示：“传统显示器的性能已经达到顶峰，并且由于多重限制。如今，人们对具有高分辨率和快速刷新率的全固态平板显示技术提出了要求。我们设计和开发了可以理想用于下一代显示的超表面像素。
“与液晶不同，我们的像素不需要偏振光来发挥作用，这将使屏幕的能耗减半。”
KhosroZangenehKamali，博士澳大利亚国立大学的学者和该研究的第一作者说，“超表面被证明表现出非凡的光学行为。然而，发明一种有效的方法来控制它们仍然是一个重要的研究课题。我们提出了电可编程硅超表面，这是一个用于可编程超表面的多功能平台。”
来自诺丁汉特伦特大学的团队成员徐磊博士说：“通过采用人工智能和机器学习技术来设计和实现更小、更薄和更高效的超表面显示器，还有很大的改进空间。”
来自新南威尔士大学堪培拉分校的团队成员AndreyMiroshnichenko教授说：“我们的像素由硅制成，与其他现有替代品所需的有机材料相比，硅具有较长的使用寿命。此外，硅的应用广泛，CMOS与成熟技术兼容，生产成本低廉。”
他总结说，希望这一发展能够在新型平板显示器中产生前沿技术。这项工作发表在《光：科学与应用》杂志上。