Onderzoekers van de University of Central Florida hebben een nieuw van kleur veranderend oppervlak ontwikkeld dat kan worden afgesteld via elektrische spanning - een doorbraak die zou kunnen leiden tot drie keer de resolutie voor televisies, smartphones en andere apparaten.

Videoschermen bestaan ​​uit honderdduizenden pixels die verschillende kleuren weergeven om de afbeeldingen te vormen. Met de huidige technologie, elk van deze pixels bevat drie subpixels:een rode, een groene, een blauwe.

Maar een wetenschappelijke vooruitgang in een laboratorium in het NanoScience Technology Center van UCF kan dat model uiteindelijk tot het verleden maken. Universitair docent Debashis Chanda en doctoraalstudent natuurkunde Daniel Franklin hebben een manier bedacht om de kleur van deze subpixels af te stemmen. Door verschillende spanningen toe te passen, ze kunnen de kleur van individuele subpixels veranderen in rood, groen of blauw - de RGB-schaal - of gradaties daartussenin.

"We kunnen een rode subpixel naar blauw laten gaan, bijvoorbeeld, "Zei Chanda. "In andere schermen is dat niet mogelijk omdat ze drie statische kleurfilters nodig hebben om de volledige RGB-kleur weer te geven. Dat hebben we nu niet nodig; een enkele subpixelloze pixel kan worden afgestemd op een bepaald kleurengamma."

Het onderzoek werd deze maand gerapporteerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie .

Afgezien van de inherente waarde van een verbeterd ontwerp voor de op pixels gebaseerde schermen die alomtegenwoordig zijn in de wereld van vandaag, hun bevindingen hebben nog andere voordelen.

Door de drie statische subpixels te elimineren die momenteel elke pixel vormen, de grootte van afzonderlijke pixels kan met drie worden verminderd. Drie keer zoveel pixels betekent drie keer de resolutie. Dat zou grote gevolgen hebben voor niet alleen tv's en andere algemene displays, maar augmented reality- en virtual reality-headsets die een zeer hoge resolutie nodig hebben omdat ze zo dicht bij het oog zijn.

"Een scherm zonder subpixels kan de resolutie drastisch verhogen, ' zei Franklin. 'Je kunt een veel kleiner gebied hebben dat alle drie kan doen.'

En omdat het niet langer nodig zou zijn om sommige subpixels uit te schakelen om een ​​effen kleur weer te geven, zouden er geen subpixels meer zijn, de helderheid van schermen zou immers veel groter kunnen zijn.

Franklin en Chanda bouwden voort op eerder onderzoek dat 's werelds eerste proof-of-concept-display aantoonde met behulp van het plasmonische fenomeen ( Natuurcommunicatie , Vol. 6, blz. 7337, 2015).

Ze hebben een nanostructuuroppervlak met reliëf gemaakt dat lijkt op een eierkist, bedekt met een huid van reflecterend aluminium. Echter, ze hadden verschillende variaties van deze nanostructuur nodig om het volledige kleurenpalet te bereiken. In hun laatste voorschot, ze ontdekten dat het aanpassen van de ruwheid van het oppervlak het mogelijk maakte een volledig scala aan kleuren te bereiken met een enkele nanostructuur.

Het oppervlak met nanostructuur kan eenvoudig worden geïntegreerd met bestaande weergavetechnologie, zodat de onderliggende hardware niet hoeft te worden vervangen of opnieuw ontworpen.

"Het stelt je in staat om alle reeds bestaande decennia van LCD-technologie te benutten. We hoeven niet alle engineering te veranderen die nodig is om dat te maken, ' zei Franklin.

De onderzoekers nemen nu stappen om hun displays op te schalen ter voorbereiding op het brengen van de technologie naar de particuliere sector.