Wetenschappers van de Universiteit van Michigan hebben de kleinste beschikbare pixels gecreëerd die LED, geprojecteerde en draagbare displays zijn energiezuiniger met meer lichtmanipulatie mogelijk en dit alles op een display dat uiteindelijk zo klein kan zijn als een postzegel.

Deze nieuwste nanostructureringstechnologie voor de luchtmacht, ontwikkeld door Dr. Jay Guo, universitair hoofddocent bij de afdeling Elektrotechniek en Computerwetenschappen aan de Universiteit van Michigan en zijn afstudeeronderzoekers, Ting Xu, Yi-Kuei Wu en medewerker Dr. Xiangang Luo hebben een nieuw kleurenfilter gemaakt van nanodunne platen metaal-diëlektrisch-metaal, die perfect gevormde spleten hebben die als resonatoren fungeren. Ze vangen en zenden licht uit en transformeren de pixels in effectieve kleurfilterelementen.

De pixels die met deze technologie worden gecreëerd, zijn tien keer kleiner dan wat nu op een computerscherm staat en acht keer kleiner dan die van een smartphone. Ze maken effectiever gebruik van bestaand licht en maken het gebruik van polariserende lagen voor liquid crystal displays (LCD's) overbodig. Ze maken een efficiënter gebruik van de achtergrondverlichting op de LED mogelijk. Voorafgaand aan deze technologie, LCD's hadden twee polariserende lagen, een kleurenfilterblad, twee lagen elektrode-geregen glas en een vloeibaar kristal laag, maar slechts ongeveer vijf procent van de achtergrondverlichting bereikte de kijker.

Het onderzoek maakt gebruik van nanofotonische apparaten met behulp van plasmonische structuren.

"De meeste toepassingen van de nieuwe technologie lijden onder het absorptieverlies door de aanwezigheid van een metalen structuur die een integraal onderdeel is van de plasmonische apparaten, ' zei Guo.

Echter, het verlies aan structuur kan worden beheerd om bruikbare apparaten te produceren die waardevol zijn voor de luchtmacht, die overweegt de technologie te gebruiken als onderdeel van virtuele displays die zijn geïntegreerd in de voorruiten van piloten.

In de nabije toekomst, de wetenschappers verwachten nanoimprint-lithografie te gebruiken om de volgende generatie kleurenfilters te maken.

"We hopen aan te tonen dat de fabricage van deze structuren kan worden opgeschaald naar grote gebieden en zeer kosteneffectief kan zijn, ' zei Guo.

Volgens Dr. Gernot Pomrenke, de AFOSR-programmamanager die toezicht houdt op Guo's onderzoek, veel defensie- en ruimtevaarttoepassingen vereisen unieke beeldvormingstechnieken en compacte systemen. Hij merkte op dat plasmonica de afgelopen jaren een belangrijk onderzoeksgebied is geworden om nieuwe mogelijkheden voor dergelijke systemen te verkennen.

"Deze onderzoeksgroep is in staat geweest om licht effectiever te benutten door hun aanpak en voordelen te bieden aan de detectietoepassing, " zei Pomrenke. "Prof. Guo is ook een leider geweest op het gebied van nano-imprintlithografie om sneller de kleinere patronen en structuren te creëren voor een meer kosteneffectieve systeemproductie en -integratie."