На инновационный дисплей можно будет смотреть при ярком солнце

Переливы или блеск, смещающий цвета в зависимости от угла зрения на предмет, красивы на павлиньих перьях.

Однако инженеров, разрабатывающих цветные дисплеи с механизмом подражания естественным птичьим цветам, это явление огорчает.

И вот ученые из Мичиганского университета нашли способ заблокировать так называемый структурный цвет, достигаемый текстурами, а не химикатами.

Результаты опубликованы в издании Scientific Reports.

В перламутровом хвосте павлина точно расположенные углубления на оперении отражают свет определенных длин волны. Именно потому итоговые цвета кажутся различными, когда птица или наблюдатель перемещается. Создание подобия этой системы, за исключением эффекта радуги, является ведущим подходом к разработке рефлексивных дисплеев следующего поколения.

Новое исследование может привести к появлению передовых цветных электронных книг и электронной бумаги, а также и к другим рефлексивным цветным экранам, которым не потребуется собственное свечение для использования. Рефлексивные дисплеи будут потреблять намного меньше энергии, чем их собраться с подсветкой в ноутбуках, планшетах, смартфонах и телевизорах. Технология также позволит совершить прорыв в хранении данных и криптографии. Также в целях исключения подделки можно будет незримо помечать документы.

Исследователи во главе с профессором Джеем Гао использовали способность света направляться в металлические наноуглубления и оставаться внутри. С помощью данного подхода ученые выяснили, что отраженные оттенки остаются постоянными независимо от угла зрения.

«Это удивительная, волшебная часть работы», сообщил Гао. „Свет направляется в наноуглубление, ширина которого намного меньше длины волны света. Так мы достигаем цвета с разрешением вне предела дифракции. Также кажется неестественным то, что свет с более длинной волной улавливается в более узких углублениях“.

Предел дифракции, как считалось долгое время, является наименьшей точкой, до которой можно сфокусировать луч света. Другие исследователи также нарушали этот предел, но в данном случае это было достигнуто с более простой техникой, которая также производит стабильный и относительно простой в изготовлении цвет.

«Каждое отдельное углубление — намного меньше длины волны света — вполне способно выполнить это. Другими словами, в наноуглубление определенного размера может попасть только определенный цвет», сказал Гао.

Ученые определили, какому размеру углубления будет соответствовать определенный цвет. Для соответствия стандартной модели для печати и полиграфии CMYK, которой руководствуются все профильные компании, включая копировальный центр PrintSide, сайт http://printside.ru/, ученые установили, что углубления 170 нанометров глубиной, расположенные с интервалом 180 нанометров, будут отражать следующие цвета в зависимости от ширины углубления: 40 нанометров — cyan, 60 нанометров — magenta, и 90 нанометров — yellow. Видимый спектр простирается от 400 нанометров для фиолетового цвета до 700 нанометров для красного цвета.

«С отраженным цветом можно спокойно смотреть на дисплей даже на солнце. Визуальное отображение очень напоминает цветную печать», сказал Гао.

Чтобы нанести цвет на белую бумагу, которая также является отражающей поверхностью, принтеры совмещают пикселы cyan, magenta и yellow так, чтобы вместе они формировали привычные для глаза цвета видимого спектра. Рефлексивный дисплей действует похожим путем.

Для демонстрации устройства исследователи вытравили наноуглубления в стеклянной пластине с помощью технологии, используемой для изготовления интегральных микросхем или компьютерных чипов. Затем они покрыли стекло тонким слоем серебра. Когда свет — сочетание компонентов электрических и магнитных полей — упал на подготовленную поверхность, его электрический компонент создал поляризационный заряд на серебре, увеличив локальное электрическое поле. Это поле втянуло свет определенной длины волны.

Уже сейчас устройство может формировать статические изображения. Ученые надеются доработать его в ближайшем будущем, чтобы в итоге создать полноценный дисплей.

19.03.2014