Teknologi layar yang mampu melakukan hampir semua hal

Sekilas tampak seperti peninggalan tahun 1980-an. Layar komputer kecil dengan teks berkedip beresolusi rendah bergulir di atasnya. Tapi ini bisa menjadi masa depan.

Layar diproduksi menggunakan teknologi pemancar cahaya perovskit (PeLED). Ini sangat berbeda dengan teknologi LED yang digunakan pada layar ponsel cerdas Anda saat ini, dan dapat menghasilkan perangkat yang lebih tipis dan lebih murah dengan masa pakai baterai lebih lama.

Tidak hanya itu, PeLED juga sangat luar biasa dalam kemampuannya menyerap dan memancarkan cahaya, yang berarti Anda dapat menggunakan bahan yang sama untuk menggabungkan kemampuan sentuhan, sidik jari, dan penginderaan cahaya sekitar, kata Feng Gao dari Universitas Linköping di Swedia.

“Ini sulit tapi kami yakin itu mungkin.”

Pada ponsel pintar masa kini, fungsi-fungsi tersebut dilakukan oleh komponen elektronik yang terpisah dari layar ponsel itu sendiri.

“Ini adalah tampilan yang sangat bagus… Ini sangat baru,” kata Daniel Braga, kepala penjualan dan pemasaran di Floxim, sebuah perusahaan riset teknologi di Swiss. Meskipun ia menunjukkan bahwa peningkatan semua fungsi berbeda yang dijanjikan di sini mungkin mempersulit pemasaran jenis tampilan ini dengan cepat.

Melalui panggilan video, Profesor Gao mendemonstrasikan teknologi versi terbaru. Ini adalah layar kecil lainnya, namun kali ini piksel per inci (ppi), ukuran ketajaman layar, meningkat hampir dua kali lipat menjadi 90 ppi.

Animasi sederhana diputar di layar, memperlihatkan dua orang berkelahi. Makalah ini berisi rincian lebih lanjut tentang prototipe ini Itu baru saja diterbitkan.

Mineral perovskit mengandung kalsium, titanium dan oksigen yang tersusun dalam struktur kristal. Ini ditemukan pada abad ke-19, tetapi orang-orang kemudian menyadari bahwa mereka dapat membuat jenis perovskit lain yang memiliki struktur yang sama tetapi memiliki unsur atau molekul yang berbeda sebagai komponennya.

Tergantung pada bahan yang dipilih, perovskit bisa sangat baik dalam, misalnya, menghantarkan listrik atau memancarkan cahaya.

“Dengan sedikit menyesuaikan komposisi kimianya, Anda dapat mencakup seluruh spektrum yang terlihat,” kata Dr. Braga, menjelaskan bahwa pembuatan perovskit adalah proses yang relatif sederhana dan murah. “Jika Anda berpikir tentang produksi massal, ini adalah hal yang sangat besar.”

Namun ada beberapa masalah.

PeLED diketahui tidak stabil, rusak jika terkena kelembapan atau oksigen, misalnya. Loretta Muscarella dari VU Amsterdam sedang mengembangkan PeLED jenis baru.

Jika Anda membiarkan PeLED tergeletak selama beberapa jam atau hari, katanya, warna cahaya yang dipancarkannya secara bertahap akan menurun atau berubah menjadi versi hijau yang kurang murni dibandingkan, katakanlah, warna hijau yang Anda inginkan.

Hal ini melemahkan inti dari perovskit. Warna-warna tersebut diinginkan karena dapat disetel untuk memancarkan bentuk merah, hijau, atau biru yang sangat spesifik dan sangat murni—warna utama yang diperlukan untuk tampilan digital penuh warna.

Untuk menjaga stabilitasnya, PeLED dapat dilapisi dengan lem atau resin, kata Profesor Gao. Namun para peneliti masih berupaya untuk memastikan teknologi ini tidak melemah dalam jangka panjang.

LED tradisional memiliki masa pakai 50.000 jam atau lebih, sedangkan PeLED masih memiliki masa pakai ratusan hingga ribuan jam, kata Dr. Muscarella.

Dia menambahkan bahwa mungkin diperlukan waktu bertahun-tahun sebelum Anda membeli produk komersial yang mengandung PeLED.

Namun ada jenis perovskit pemancar cahaya berbeda yang mungkin pertama kali Anda lihat di pasaran.

Hal ini didasarkan pada fotoluminesensi. Ini bukan LED itu sendiri, melainkan filter atau bahan mirip film yang menyerap cahaya dan memancarkannya kembali dalam warna tertentu.

Di beberapa TV yang ada di pasaran saat ini, filter warna memberikan warna penting merah, hijau, dan biru yang digunakan di setiap piksel pada layar.

Dengan mencampurkan warna-warna ini pada tingkat yang berbeda, Anda dapat memperoleh rentang warna yang diperlukan untuk menampilkan gambar secara lengkap.

Filter merah, hijau dan biru diterangi oleh lampu latar LED. Namun filter saat ini menghalangi sebagian besar cahaya ini.

Sebaliknya, perovskit fotovoltaik memungkinkan hampir semua cahaya melewatinya, yang berarti peningkatan kecerahan dan efisiensi secara signifikan.

Perusahaan Inggris Helio sedang menangani masalah ini. Sebuah video di situs web mereka menunjukkan bagaimana film perovskit merah atau hijau hampir dapat memancarkan kembali cahaya biru baik dalam warna merah atau hijau.

Teknologi yang dikembangkan oleh Profesor Gao dan rekan-rekannya sangatlah berbeda. Mereka bereksperimen dengan tampilan yang memancarkan cahaya menggunakan LED perovskit.

Ini dikenal sebagai elektroda perovskit. Sulit untuk bekerja dengan mereka karena mereka sensitif terhadap medan listrik dan, seperti disebutkan, tidak terlalu stabil. Namun pada akhirnya, ini bisa menjadi pilihan yang lebih efisien untuk menerangi piksel merah, hijau, dan biru pada layar ponsel cerdas, tablet, atau TV tanpa memerlukan filter warna sama sekali.

Keuntungan utama beralih ke teknologi ini adalah mengurangi biaya perangkat dan mengurangi konsumsi energinya.

Tidak ada yang tahu pasti seberapa kecil daya yang dikonsumsi oleh layar PeLED di masa depan dibandingkan, katakanlah, OLED, namun percobaan di laboratorium menunjukkan bahwa PeLED sudah bisa bersaing dengan OLED dan suatu hari nanti bisa melampaui efisiensinya secara signifikan, katanya. .

Profesor Sir Richard Friend, dari Universitas Cambridge, adalah salah satu pendiri Helio, bersama dengan Profesor Henry Snaith dari Universitas Oxford. Dia menunjukkan bahwa salah satu tantangan yang dihadapi perangkat PeLED adalah membuat perangkat tersebut memancarkan cahaya ke arah yang benar. Ini sangat penting untuk monitor.

“Anda membutuhkan cahaya yang memancar ke arah depan, bukan ke samping,” jelasnya.

Para peneliti sedang bereksperimen dengan berbagai teknik untuk mengatasi masalah ini. Dr Muscarella dan rekan-rekannya telah mencoba mengambil sidik jari Pola nano bergelombang Di permukaan PeLED, misalnya, yang tampak meningkatkan emisi cahaya.

Namun, bagi Profesor Gao, yang melakukan publikasi bersama Profesor Sir Friend dan menerima gelar PhD dari Universitas Cambridge pada tahun 2011, potensi tampilan PeLED yang melakukan lebih dari sekadar memancarkan cahaya sudah di depan mata.

Dari verifikasi sidik jari hingga penginderaan detak jantung dan deteksi cahaya, suatu hari nanti hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan selembar bahan berlapis dengan perovskit penyerap cahaya yang sangat penting di tengahnya.

“Sungguh sangat unik,” ujarnya antusias. “Hal ini tidak mungkin dilakukan dengan teknologi LED lainnya.”