Dùng hạt vàng tạo ra điểm ảnh siêu nhỏ, màn hình tương lai sẽ siêu nét?

điểm ảnh siêu nhỏ, nhỏ hơn 1 triệu lần so với cỡ điểm ảnh (pixel) trên màn hình điện thoại hiện nay, tức là chỉ bằng 0,000000055 mm nếu so với kích thước điểm ảnh trên màn hình của iPhone XS Max hay 0,000000046 mm so với Galaxy S10. Điều này có nghĩa trên cùng một diện tích màn hình thì mật độ điểm ảnh sẽ cực kỳ cao, hình ảnh sẽ siêu sắc nét. Tuy nhiên, điều thú vị nhất trong nghiên cứu này lại là cách họ tạo ra điểm ảnh.

Dùng hạt vàng siêu nhỏ làm điểm ảnh, phun lên bề mặt phản chiếu làm tấm nền:

​

Điểm ảnh siêu nhỏ này được tạo ra bởi nhóm các nhà khoa học tại Cambridge. Đầu tiên họ sử dụng các hạt vàng siêu nhỏ với đường kính chỉ vài phần tỉ mét (m) trộn với một loại polymer điện động có tên polyaniline với đặc tính có thể thay đổi cấu trúc hóa học dưới điện trường. Sau đó họ dùng hỗn hợp này phun lên một tấm phim bằng nhựa đã được tráng gương để phản chiếu ánh sáng, vậy là tạo nên một tấm nền với điểm ảnh ở đây chính là những hạt vàng đã được phủ lớp polyaniline.

Điểm ảnh siêu nhỏ tự phát sáng không cần điện năng liên tục:

Thay vì kích thích một vật liệu hóa học để phát ra các photon thì ánh sáng trên thực tế bị "nhốt" trong khoảng trống giữa các hạt vàng siêu nhỏ và bề mặt phản chiếu mà nó bám lên. Nhờ đó dù kích thước điểm ảnh rất nhỏ nhưng chúng lại có thể tự phát ra ánh sáng thấy được dưới ánh nắng mặt trời. Điều này có nghĩa nó sẽ không cần đến nguồn điện liên tục để duy trì khả năng phát sáng như cơ chế hoạt động bằng đèn nền của màn hình LCD thông thường hay dòng diện để kích thích lớp phân tử hữu cơ phát sáng trên màn hình OLED > tiết kiệm điện hơn và rất phù hợp để sử dụng với các bề mặt hiển thị kích thước lớn.

Màu của điểm ảnh đổi theo dòng điện và duy trì vô thời hạn:

​

Màu sắc của từng điểm ảnh cũng có thể được điều chỉnh trên toàn bộ phổ màu bằng cách áp dụng một dòng điện cụ thể làm thay đổi cấu trúc hóa học của lớp phủ polyaniline bọc ngoài hạt vàng. Một khi đã thay đổi thì mỗi điểm ảnh sẽ duy trì màu sắc này vô thời hạn do đó không cần nguồn điện cấp liên tục > một lần nữa tiết kiệm điện.

Dễ sản xuất, chi phí thấp, đâu là ứng dụng của công nghệ điểm ảnh siêu nhỏ?

Lớp áo đèn LED đổi màu trên Lankmark 81 chắc sẽ còn đẹp hơn với công nghệ màn hình độc đáo của Cambridge
​

Nhóm nghiên cứu gợi ý các ứng dụng tiềm năng như chế tạo những chiếc màn hình cỡ lớn bao phủ bên ngoài một tòa nhà, các kiến trúc có thể thay đổi vẻ bề ngoài mà không cần sơn hay thậm chí là một loại y phục có thể chủ động thay đổi màu cho phù hợp với môi trường giống như khi mực hay bạch tuột đổi màu da để ngụy trang.

Phát minh nói trên được các nhà khoa học nói là dễ sản xuất và linh hoạt bởi hỗn hợp hạt vàng polyaniline có thể được phun phủ lên nhiều bề mặt phản chiếu từ phẳng đến cong, không cần biết lớn hay nhỏ. Chi phí sản xuất cũng sẽ rẻ hơn bởi quy trình đơn giản.

Samsung Galaxy S10 màn hình 6,1", phân giải 3040 x 1440 pixel với mật độ điểm ảnh 551 ppi. Kích thước mỗi điểm ảnh ở 0,046 mm.
​

Liệu những chiếc màn hình phủ "bụi vàng" này có thay thế cho các công nghệ LCD hay OLED hay không? Có thể nó không phù hợp với màn hình truyền thống trên điện thoại hay máy tính. Các nhà nghiên cứu vẫn chưa nói về những yếu tố quan trọng khác của một chiếc màn hình như tốc độ làm tươi (refresh rate), liệu nó đủ nhanh để chúng ta có thể xem phim? Hay liệu mỗi điểm ảnh có thể được điều khiển với độ chính xác đủ cao để tái tạo hình ảnh với chất lượng tốt nhất? Nhóm nghiên cứu cho biết họ đang tìm kiếm các đối tác để giúp phát triển hơn nữa công nghệ này và biết đâu trong tương lai, màn hình của một chiếc điện thoại cỡ 6" phổ biến như bây giờ sẽ có mật độ điểm ảnh không còn ở vài trăm ppi nữa.

Theo: Eurealert; Cambridge​