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Un equipo de investigación de la Universidad Nottingham Trent del Reino Unido, la Universidad Nacional de Australia y la Universidad de Nueva Gales del Sur Canberra ha desarrollado una tecnología de visualización de prueba de concepto que podría reemplazar los paneles LCD comunes a muchos de los televisores de pantalla grande de hoy.

Aunque algunos televisores modernos de gama alta pueden tener pantallas de puntos cuánticos o paneles OLED, muchos de los modelos más baratos disponibles utilizarán tecnología LCD (pantalla de cristal líquido), filtros polarizadores y retroiluminación LED. Pero los investigadores dicen que se ha llegado al límite para el desarrollo de este tipo de tecnología.

"La capacidad de las pantallas convencionales ha alcanzado su punto máximo y es poco probable que mejore significativamente en el futuro debido a múltiples limitaciones", dijo Dragomir Neshev, profesor de física en la Universidad Nacional de Australia. "Hoy existe una búsqueda de tecnología de pantalla plana de estado sólido con una alta resolución y una frecuencia de actualización rápida. Hemos diseñado y desarrollado píxeles de metasuperficie que pueden ser ideales para la pantalla de próxima generación. A diferencia de los cristales líquidos, nuestros píxeles no requieren luces polarizadas para su funcionamiento, lo que reducirá a la mitad el consumo de energía de las pantallas".

Para controlar píxeles individuales a una alta tasa de modulación, la plataforma de prueba de concepto emplea óxido conductor transparente para que funcione como un calentador accionado eléctricamente que puede cambiar rápidamente las propiedades ópticas de las células de metasuperficie de silicio, que se dice que son 100 veces más delgadas que células de cristal líquido o 200 veces más delgadas que un cabello humano. La tecnología da como resultado tiempos de respuesta de menos de un milisegundo, 10 veces más rápido que el límite de detección del ojo humano.

"Nuestros píxeles están hechos de silicio, que ofrece una larga vida útil en contraste con los materiales orgánicos necesarios para otras alternativas existentes", señaló el profesor Andrey Miroshnichenko de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Canberra. "Además, el silicio está ampliamente disponible, es compatible con CMOS con tecnología madura y es barato de producir".

Esta tecnología también podría utilizarse para la holografía de realidad virtual dinámica, en tecnologías LiDAR, y permitir la producción de paneles planos más delgados con una resolución 100 veces mayor que las pantallas actuales basadas en LCD, al tiempo que reduce el consumo de energía a la mitad.

Además, dado que la matriz de metasuperficie podría reemplazar efectivamente la capa de cristal líquido en las pantallas actuales, los investigadores estiman que los fabricantes no necesitarán invertir en nuevas líneas de producción para fabricar paneles.

El proyecto ahora buscará ampliar la tecnología para televisores de pantalla grande, así como mejorar aún más el rendimiento de las metasuperficies utilizando IA y aprendizaje automático.

"Hemos allanado el camino para romper una barrera tecnológica al reemplazar la capa de cristal líquido en las pantallas actuales con una metasuperficie, lo que nos permite fabricar pantallas planas asequibles sin cristal líquido", dijo el investigador principal Mohsen Rahmani, profesor de ingeniería en la Universidad de Nottingham Trent. Escuela de Ciencias y Tecnología. "Las métricas más importantes de las pantallas planas son el tamaño y la resolución de los píxeles, el peso y el consumo de energía. Hemos abordado cada uno de estos con nuestro concepto de meta-pantalla.

"Lo que es más importante, nuestra nueva tecnología puede conducir a una gran reducción del consumo de energía; esta es una excelente noticia dada la cantidad de monitores y televisores que se utilizan en los hogares y las empresas todos los días. Creemos que es hora de que las pantallas LCD y LED eliminarse gradualmente de la misma manera que los antiguos televisores de tubo de rayos catódicos (CRT) en los últimos 10 a 20 años".

Se ha publicado un artículo sobre la investigación en la revista Light: Science & Applications.

Fuentes: Nottingham Trent University, Australian National University, University of New South Wales Canberra