Các siêu bề mặt mỏng hơn các tế bào tinh thể lỏng, cung cấp độ phân giải cao hơn và có thể tiêu thụ ít năng lượng hơn. Ảnh: Andrey Miroshnichenko / UNSW Canberra.

Các siêu bề mặt mỏng hơn 100 lần so với các tế bào tinh thể lỏng, cung cấp độ phân giải cao hơn gấp 10 lần và có thể tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Thị trường màn hình hiển thị ngày nay cung cấp nhiều lựa chọn, mỗi lựa chọn đều có ưu và nhược điểm. Tuy nhiên, các yếu tố bao gồm chi phí sản xuất, tuổi thọ và mức tiêu thụ năng lượng đã khiến công nghệ LCD trở thành công nghệ chiếm ưu thế và phổ biến nhất đối với các màn hình như TV và màn hình.

Các tế bào tinh thể lỏng chịu trách nhiệm bật và tắt ánh sáng truyền qua. Chúng được chiếu sáng liên tục bằng đèn nền, với các bộ lọc phân cực ở phía trước và phía sau các pixel, tạo thành một thiết lập phân cực chéo. Chúng xác định kích thước của pixel – độ phân giải – và đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị. 

Các tế bào metasurface mới được thiết kế – có khả năng điều chỉnh và các đặc tính tán xạ ánh sáng đặc biệt – sẽ thay thế lớp tinh thể lỏng và không yêu cầu các bộ phân cực, chịu trách nhiệm cho một nửa cường độ ánh sáng và sử dụng năng lượng lãng phí trong màn hình.

Xây dựng nguyên mẫu quy mô lớn

Giai đoạn nghiên cứu tiếp theo sẽ là xây dựng một nguyên mẫu quy mô lớn và tạo ra các hình ảnh, hy vọng sẽ đạt được trong vòng 5 năm tới. Sau khi nguyên mẫu đã tạo thành công hình ảnh độ nét cao, dự kiến ​​công nghệ này sẽ được tích hợp vào màn hình phẳng và có sẵn cho công chúng trong vòng 10 năm tới.

Giáo sư Dragomir Neshev, Giám đốc Trung tâm Xuất sắc ARC về Hệ thống siêu quang học biến đổi (TMOS) và Giáo sư Vật lý ANU, cho biết khả năng của màn hình phẳng thông thường đã đạt đến đỉnh cao và khó có thể cải thiện đáng kể trong tương lai do nhiều hạn chế.

Tiến sĩ Lei Xu, một thành viên nhóm từ Đại học Nottingham Trent, cho biết: “Có nhiều cơ hội đáng kể để cải tiến hơn nữa bằng cách sử dụng trí tuệ nhân tạo và kỹ thuật học máy để thiết kế và hiện thực hóa các màn hình metasurface nhỏ hơn, mỏng hơn và hiệu quả hơn”.

Trưởng nhóm nghiên cứu Mohsen Rahmani, Giáo sư Kỹ thuật tại Đại học Nottingham Trent cho biết: “Chúng tôi đã mở đường để phá vỡ rào cản công nghệ bằng cách thay thế lớp tinh thể lỏng trong màn hình hiện tại bằng siêu bề mặt, cho phép chúng tôi tạo ra màn hình phẳng giá cả phải chăng không có tinh thể lỏng”.