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영국 노팅엄 트렌트 대학교, 호주 국립 대학교, 뉴사우스웨일즈 캔버라 대학교 연구팀이 오늘날의 대형 스크린 TV에 일반적으로 사용되는 LCD 패널을 대체할 수 있는 개념 증명 디스플레이 기술을 개발했습니다.

일부 최신 고급 TV에는 퀀텀닷 디스플레이나 OLED 패널이 탑재되어 있지만, 저렴한 모델 중 상당수는 LCD(액정 디스플레이) 기술, 편광 필터 및 LED 백라이트를 사용합니다. 그러나 연구진은 이런 기술 개발은 한계에 도달했다고 말한다.

호주국립대학교 물리학과 교수인 Dragomir Neshev는 "기존 디스플레이의 성능은 최고조에 이르렀으며 다양한 한계로 인해 앞으로도 크게 향상될 것 같지 않습니다."라고 말했습니다. "오늘날 고해상도와 빠른 새로 고침 빈도를 갖춘 완전 고체 평면 디스플레이 기술에 대한 탐구가 있습니다. 우리는 차세대 디스플레이에 이상적일 수 있는 메타표면 픽셀을 설계하고 개발했습니다. 액정과 달리 우리 픽셀은 필요하지 않습니다. 편광 조명을 사용하면 화면의 에너지 소비가 절반으로 줄어듭니다."

높은 변조율로 개별 픽셀을 제어하기 위해 개념 증명 플랫폼은 투명 전도성 산화물을 사용하여 실리콘 메타표면 셀의 광학 특성을 신속하게 변경할 수 있는 전기 구동 히터 역할을 합니다. 액정 세포 또는 사람의 머리카락보다 200배 더 얇습니다. 이 기술은 인간 눈의 감지 한계보다 10배 빠른 것으로 보고된 1밀리초 미만의 응답 시간을 제공합니다.

뉴사우스웨일즈 캔버라 대학의 Andrey Miroshnichenko 교수는 "우리의 픽셀은 실리콘으로 만들어졌는데, 이는 기존의 다른 대안에 필요한 유기 물질과 달리 긴 수명을 제공합니다."라고 말했습니다. 게다가 실리콘은 널리 이용 가능하고 CMOS는 성숙한 기술과 호환되며 생산 비용도 저렴하다”고 말했다.

이 기술은 LiDAR 기술의 동적 VR 홀로그래피에도 사용될 수 있으며, 현재 LCD 기반 화면보다 100배 더 높은 해상도로 더 얇은 평면 패널을 생산하는 동시에 전력 소비를 절반으로 줄일 수 있습니다.

또한 메타표면 배열은 오늘날 디스플레이의 액정층을 효과적으로 대체할 수 있기 때문에 제조업체는 패널을 만들기 위해 새로운 생산 라인에 투자할 필요가 없을 것이라고 연구원들은 생각합니다.

이제 이 프로젝트에서는 대형 스크린 TV를 위한 기술을 확장하고 AI와 기계 학습을 사용하여 메타표면의 성능을 더욱 향상시키는 방법을 모색할 것입니다.

"우리는 현재 디스플레이의 액정층을 메타표면으로 대체함으로써 기술 장벽을 무너뜨릴 수 있는 길을 열었으며, 이를 통해 액정이 없는 저렴한 평면 스크린을 만들 수 있게 되었습니다."라고 노팅엄 트렌트 대학교 공학부 교수인 Mohsen Rahmani가 말했습니다. 과학기술대학원. "평면 패널 디스플레이의 가장 중요한 지표는 픽셀 크기와 해상도, 무게 및 전력 소비입니다. 우리는 메타 디스플레이 개념을 통해 이러한 각 요소를 해결했습니다.

"가장 중요한 것은 우리의 신기술이 에너지 소비를 크게 줄일 수 있다는 것입니다. 이는 매일 가정과 기업에서 사용되는 모니터와 TV 세트의 수를 고려하면 매우 좋은 소식입니다. 우리는 이제 LCD와 LED 디스플레이가 지난 10~20년 동안 이전 CRT(음극선관) TV와 동일한 방식으로 단계적으로 폐지되었습니다."

연구에 관한 논문은 Light: Science & Application 저널에 게재되었습니다.

출처: 노팅엄 트렌트 대학교, 호주 국립 대학교, 뉴 사우스 웨일스 대학교 캔버라