Экраны будущего смогут распознавать бесконтактные жесты благодаря "двусторонним" светодиодам
Ещё недавно сенсорные экраны телефонов и других устройств казались многим людям удивительными. Но в скором времени и эта когда-то новинка может стать историей: исследователи из США придумали новую технологию управления, скажем, смартфонами при помощи бесконтактных жестов.
Кроме того, гаджеты нового поколения будут самостоятельно заряжаться при помощи окружающего света благодаря новым массивам светодиодов, которые могут одновременно излучать и улавливать свет.
Инженеры модернизировали крошечную версию светодиодов, называемых квантовыми точками. Такие излучающие свет элементы состоят из крошечных наностержней, выстроенных в тончайшую плёнку. Новые светодиоды дают возможность получить совершенно иные интерактивные функции, уверены учёные.
Крошечные наностержни (каждый размером менее пяти нанометров в диаметре) сделаны из трёх типов полупроводниковых материалов. Один тип излучает и поглощает видимый свет, вторые два полупроводника контролируют, как заряд протекает через первый материал. Такое сочетание полупроводников и позволяет светодиоду излучать, чувствовать и реагировать на свет.
Наностержневые светодиоды способны выполнять сразу две функции за счёт быстрого перехода от одного режима к другому – от излучения к улавливанию света. Они переключаются столь быстро, что человеческому глазу кажется, что с дисплеем ничего не происходит (он не замечает никаких изменений). Светодиоды также практически непрерывно выявляют и поглощают свет.
Дисплеи, сделанные из таких светодиодов, можно запрограммировать, чтобы те реагировали на световые сигналы различными способами. Например, экран сможет автоматически отрегулировать яркость в ответ на окружающий свет — пиксель за пикселем.
"Можно представить, что человек сидит с планшетом в руках и читает. Девайс будет фиксировать яркость и регулировать её с учётом отдельных пикселей", — говорит Мунсаб Шим (Moonsub Shim), ведущий автор исследования и профессор материаловедения и инженерии из Иллинойского университета в Урбана-Шампейн.
Разработчики новой технологии продемонстрировали пиксели, которые автоматически регулируют свою яркость, а также пиксели, реагирующие на приближение пальца (фактически считывающие его тень). Такие элементы можно было бы встроить в интерактивные дисплеи, которые реагируют на бесконтактные жесты и распознают различные объекты, поясняют учёные.
Специалисты также показали массивы, реагирующие на лазерный стилус. Они могут стать основой для "умных" досок, планшетов или других поверхностей для письма или рисования светом.
Кроме того, исследователи обнаружили, что светодиоды не только реагируют на излучение извне, но и могут также преобразовывать его в электричество.
"Они реагируют на свет примерно как и элемент солнечной батареи. Так что мы может не только улучшить взаимодействие между пользователями и девайсами или дисплеями, теперь мы фактически может использовать дисплеи для "сбора" света", — говорит Шим.
Разработчик предлагает представить такую ситуацию: мобильный телефон просто лежит, например, на столе, собирает окружающий его свет и заряжается. "Такая возможность появляется и без необходимости внедрять в него отдельные солнечные элементы. Конечно, нам предстоит проделать ещё много работы, прежде чем мы получим дисплей, автономно обеспечивающий себя энергией. Но мы считает, что вполне возможно улучшить свойства, собирающие "урожай", без ущерба для других важных рабочих характеристик светодиодов", — добавляет учёный.
Все демонстрации возможностей новой разработки проходили с массивами красных светодиодов. Теперь учёные намерены создать метод структурирования трёхцветного дисплея с красными, синими и зелёными пикселями.
Описание разработки опубликовано в научном издании Science.
Добавим, что проект "Вести.Наука" сообщает о самых важных исследования и разработках необычных экранов и дисплеев. В частности, ранее японцы презентовали экран, передающий запахи.