Det mindste U-M-logo demonstrerer avanceret displayteknologi

I et skridt mod mere effektiv, mindre og højere definition skærme, en professor ved University of Michigan har udviklet en ny type farvefilter lavet af nano-tynde metalplader med præcist adskilte riste.

Ristene, skåret i stabler af metal-dielektrisk metal, fungere som resonatorer. De fanger og sender lys af en bestemt farve, eller bølgelængde, sagde Jay Guo, en lektor i Institut for Elektroteknik og Datalogi. Et dielektrikum er et materiale, der ikke leder elektricitet.

"Simpelthen ved at ændre mellemrummet mellem slidserne, vi kan generere forskellige farver, "Sagde Guo." Gennem nanostrukturering, vi kan gengive hvidt lys i enhver farve. "

Et papir om forskningen udgives 24. august i Naturkommunikation .

Hans team brugte denne teknik til at lave det, de mener er det mindste farve-U-M-logo. Ved cirka 12 x 9 mikrometer, det er omkring 1/6 bredden af ​​et menneskehår.

Konventionelle LCD -skærme, eller flydende krystaldisplays, er ineffektive og fremstillingsintensive at producere. Kun omkring 5 procent af deres baggrundslys rejser gennem dem og når vores øjne, Sagde Guo. De indeholder to lag polarisatorer, et farvefilterark, og to lag elektrodesnøret glas ud over det flydende krystallag. Kemiske farvestoffer til rød, grønne og blå pixelkomponenter skal mønstres i forskellige områder på skærmen i separate trin.

Guos farvefilter fungerer som en polarisator samtidigt, eliminerer behovet for yderligere polarisatorlag. I Guos displays, reflekteret lys kunne genbruges for at spare meget af det lys, der ellers ville gå til spilde.

Fordi disse nye skærme indeholder færre lag, de ville være lettere at fremstille, Sagde Guo. De nye farvefiltre indeholder kun tre lag:To metalplader, der klemmer et dielektrikum. Rød, grønne og blå pixelkomponenter kunne laves i et trin ved at skære arrays af slidser i stakken. Denne struktur er også mere robust og kan tåle stærkere lys.

Rødt lys kommer fra slidser, der er placeret omkring 360 nanometer fra hinanden; grøn fra dem med cirka 270 nanometer fra hinanden og blå fra dem med cirka 225 nanometer fra hinanden. De gitter med forskelligt mellemrum fanger i det væsentlige forskellige lysbølgelængder og transmitterer resonant gennem stablerne.

"Overraskende, vi fandt ud af, at selv et par slidser allerede kan producere veldefinerede farver, som viser sit potentiale for ekstremt høj opløsning og spektral billeddannelse, "Sagde Guo.

Pixelerne i Guos skærme er cirka en størrelsesorden mindre end dem på en typisk computerskærm. De er cirka otte gange mindre end pixel på iPhone 4, som er omkring 78 mikron. Han forestiller sig, at denne pixelstørrelse kan gøre denne teknologi nyttig i projektionsdisplays, såvel som bærbar, bøjelige eller ekstremt kompakte displays.

Papiret kaldes "Plasmoniske nano-resonatorer til farvefiltrering i høj opløsning og spektral billeddannelse."

Guo er også lektor i Institut for Makromolekylær Videnskab og Teknik. Denne forskning støttes delvis af Air Force Office of Scientific Research og Defense Advanced Research Projects Agency. Universitetet forfølger patentbeskyttelse af den intellektuelle ejendomsret og søger kommercialiseringspartnere for at hjælpe med at bringe teknologien på markedet.