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项目介绍:
CINNO Research产业资讯,根据外媒Photonics报道,中佛罗里达大学(UCF,University of Center Florida)的研究人员开发了一种能大幅度提升人眼体验的超低功率、超高清显示器。他们的方案是利用环境光的反射来为显示器提供光源,相对于传统使用大功耗LED背光的透射式显示方案,这种方案具有超低功耗的优势。
 
这种方案本身来源于生物界的启发。自然界中许多动物通过其表面的纳米结构来改变其所呈现的颜色,具体就是外界的光照射到生物表面后被这些纳米结构散射或者反射进而显示出不同的色彩。“我们看到的蝴蝶,章鱼或许多美丽的鸟,它们所呈现的颜色实际上源自它们羽毛、皮肤或鳞片上的纳米结构,”Debashis Chanda教授说,“有了这些结构,蝴蝶只需要简单地将光散射回去,就能向观看者呈现美丽的色彩,这一过程完全不需要吸收任何东西。”

UCF开发出一种新的技术来显示色彩,该色彩的呈现原理和蝴蝶等动物一样利用到了纳米级结构
 
与蝴蝶的显色原理类似,UCF的研究人员提出一种称为等离子彩色显示器的技术,这种技术可以调整屏幕内反射性金属纳米结构的大小、形状和图案进而显示不同的颜色。不过,该技术还不能在所有不同的角度和较大的范围内向观众显示期待的颜色图案。
 
为了让图案的显示不受观众视角的限制,Chanda和他的团队将纳米结构作了精确设计,这些设计可以让研究人员控制与角度无关的光散射。
 
研究人员首先需要保证这些纳米颗粒能够以准随机模式在预先设计的基板上自组装。他们优化了这些自组装的过程,从而确保后续可以通过改变纳米颗粒的尺寸来呈现特定的颜色。研究人员使用了超高真空的物理气相沉积技术,他们在靠近反射镜的近场中制作了密集的粒子阵列。这其中,相邻粒子和反射镜之间的间隙带来局部等离激元模态的多维耦合。这一过程进一步会造成奇异共振(Singular Resonance),该共振过程呈现较低的角度色散,并且在所需波长处吸收了约98%的入射光。

Chanda说,这项研究中所使用的自组装过程类似于人体控制生长的过程。在人体内,身体某些时候会主动释放出酶和激素以调节生长。在UCF的研究中,沉积速率,压力和温度都能够控制纳米结构的设计和生长,进一步也就是对其所呈现颜色进行控制。
 
Chanda接着补充道“通过我们所提出的机制,我们可以通过一些物理参数将其映射回特定的图案,然后再映射为颜色”。我们可以通过编程的方式让这种混合显示器显示期望的图像和视频。”
 
研究人员还展示了该系统控制显示黑态的功能。他们使用液晶层以受控的方式阻挡了纳米结构表面对光的散射。据Chanda称,这种方法第一次让纳米结构型彩色显示器显示出黑色和灰色。
 
Chanda表示,由于该领域还在不断发展,基于等离激元纳米结构的显示器和消费产品可能要等很长一段时间才能进入大众视野。不过,他们的研究成果显示他们朝这个方向又迈出了重要的一步。
 
“这将让人们逐渐适应这种技术,”Chanda最后说道:“不过,这是一种与自然显示颜色类似的显示方法,所以它看起来很自然,并且不会让大量的光进入观众的眼睛。”
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UCF开发反射式等离子彩色显示器,超低功耗超高清

UCF开发反射式等离子彩色显示器,超低功耗超高清CINNO Research产业资讯,根据外媒Photonics报道,中佛罗里达大学(UCF,University of Center Florida)的研究人员开发了一种能大幅度提升人眼体验的超低功率、超高清显示器。他们的方案是利用环境光的反射来为显示器提供光源,相对于传统使用大功耗LED背光的透射式显示方案,这种方案具有超低功耗的优势。
 
这种方案本身来源于生物界的启发。自然界中许多动物通过其表面的纳米结构来改变其所呈现的颜色,具体就是外界的光照射到生物表面后被这些纳米结构散射或者反射进而显示出不同的色彩。“我们看到的蝴蝶,章鱼或许多美丽的鸟,它们所呈现的颜色实际上源自它们羽毛、皮肤或鳞片上的纳米结构,”Debashis Chanda教授说,“有了这些结构,蝴蝶只需要简单地将光散射回去,就能向观看者呈现美丽的色彩,这一过程完全不需要吸收任何东西。”

UCF开发反射式等离子彩色显示器,超低功耗超高清
UCF开发出一种新的技术来显示色彩,该色彩的呈现原理和蝴蝶等动物一样利用到了纳米级结构
 
与蝴蝶的显色原理类似,UCF的研究人员提出一种称为等离子彩色显示器的技术,这种技术可以调整屏幕内反射性金属纳米结构的大小、形状和图案进而显示不同的颜色。不过,该技术还不能在所有不同的角度和较大的范围内向观众显示期待的颜色图案。
 
为了让图案的显示不受观众视角的限制,Chanda和他的团队将纳米结构作了精确设计,这些设计可以让研究人员控制与角度无关的光散射。
 
研究人员首先需要保证这些纳米颗粒能够以准随机模式在预先设计的基板上自组装。他们优化了这些自组装的过程,从而确保后续可以通过改变纳米颗粒的尺寸来呈现特定的颜色。研究人员使用了超高真空的物理气相沉积技术,他们在靠近反射镜的近场中制作了密集的粒子阵列。这其中,相邻粒子和反射镜之间的间隙带来局部等离激元模态的多维耦合。这一过程进一步会造成奇异共振(Singular Resonance),该共振过程呈现较低的角度色散,并且在所需波长处吸收了约98%的入射光。

Chanda说,这项研究中所使用的自组装过程类似于人体控制生长的过程。在人体内,身体某些时候会主动释放出酶和激素以调节生长。在UCF的研究中,沉积速率,压力和温度都能够控制纳米结构的设计和生长,进一步也就是对其所呈现颜色进行控制。
 
Chanda接着补充道“通过我们所提出的机制,我们可以通过一些物理参数将其映射回特定的图案,然后再映射为颜色”。我们可以通过编程的方式让这种混合显示器显示期望的图像和视频。”
 
研究人员还展示了该系统控制显示黑态的功能。他们使用液晶层以受控的方式阻挡了纳米结构表面对光的散射。据Chanda称,这种方法第一次让纳米结构型彩色显示器显示出黑色和灰色。
 
Chanda表示,由于该领域还在不断发展,基于等离激元纳米结构的显示器和消费产品可能要等很长一段时间才能进入大众视野。不过,他们的研究成果显示他们朝这个方向又迈出了重要的一步。
 
“这将让人们逐渐适应这种技术,”Chanda最后说道:“不过,这是一种与自然显示颜色类似的显示方法,所以它看起来很自然,并且不会让大量的光进入观众的眼睛。”
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