در تحولی که می‌تواند صنعت نمایشگر‌ها را دگرگون کند، پژوهشگران موفق به ساخت نوعی صفحه‌نمایش بسیار کوچک به اندازه مردمک چشم انسان شده‌اند که وضوح آن از مرز‌های سنتی پیکسل‌ها فراتر می‌رود. این دستاورد می‌تواند آینده واقعیت مجازی و بسیاری از کاربرد‌های دیگر را متحول کند.
به گزارش new atlas، با وجود پیشرفت مداوم کیفیت تصویر در نمایشگر‌های تلفن همراه، تلویزیون و صفحات بزرگ تبلیغاتی، افزایش وضوح در نمایشگر‌های بسیار کوچک مانند آنچه در هدست‌های واقعیت مجازی به‌کار می‌رود با چالش‌هایی اساسی مواجه بوده است. هرچه فاصله صفحه‌نمایش از چشم کمتر شود، اندازه پیکسل‌ها نیز باید کوچک‌تر گردد. اما در نمایشگر‌های میکرو LED، کاهش اندازه پیکسل‌ها به کمتر از یک میکرومتر باعث افت عملکرد، کاهش وضوح و بروز مشکلاتی مانند نشت رنگ و ناهمگونی تصویر می‌شود.
برای رفع این محدودیت، تیمی از پژوهشگران دانشگاه صنعتی چالمرز، دانشگاه گوتنبرگ و دانشگاه اوپسالا در سوئد، به جای پیکسل‌های معمولی از ساختاری نوین به نام «متاپیکسل» بهره گرفته‌اند. این متاپیکسل‌ها از اکسید تنگستن ساخته شده‌اند؛ ماده‌ای که می‌تواند بسته به وضعیت الکتریکی خود از حالت نارسانا به رسانا تغییر یابد. نحوه بازتاب نور در این متاپیکسل‌ها به اندازه و آرایش آنها بستگی دارد و از طریق جریان الکتریکی قابل تنظیم است. عملکرد آنها شباهت زیادی به رنگ‌دانه‌های پر پرندگان دارد که با تغییر زاویه تابش نور رنگ‌های متفاوتی ایجاد می‌کنند.
از آنجا که متاپیکسل‌ها برای تولید رنگ نیازی به منبع نوری ندارند، مشکلاتی نظیر پخش رنگ و ناهماهنگی رنگی که در پیکسل‌های بسیار کوچک رخ می‌دهد، در این فناوری از بین می‌رود.
نتیجه این نوآوری ساخت صفحه‌نمایشی به اندازه مردمک چشم با تراکم پیکسلی بیش از ۲۵ هزار پیکسل در هر اینچ است. پژوهشگران نام این فناوری را کاغذ الکترونیکی رتینا (Retina e-paper) گذاشته‌اند.
به گفته آندریاس داهلین از دانشگاه چالمرز در این نمایشگر هر پیکسل تقریباً با یک گیرنده نوری در شبکیه چشم انسان متناظر است؛ در نتیجه وضوح تصویر فراتر از آن چیزی است که چشم انسان قادر به درک آن باشد.
برای نمایش توانایی این فناوری تیم پژوهشگران تصویری از تابلوی معروف بوسه اثر گوستاو کلیمت را بازتولید کردند. این تصویر در وضوحی کامل بر صفحه‌ای با ابعاد تنها ۱.۴ در ۱.۹ میلی‌متر نمایش داده شد؛ یعنی حدود چهار هزار برابر کوچک‌تر از یک نمایشگر معمولی تلفن همراه.
کون‌لی شیونگ، سرپرست پروژه از دانشگاه اوپسالا گفت: فناوری‌ای که توسعه داده‌ایم می‌تواند شیوه تعامل انسان با اطلاعات و جهان پیرامون را دگرگون کند. این فناوری می‌تواند افق‌های تازه‌ای در خلاقیت همکاری از راه دور و حتی پژوهش‌های علمی بگشاید.
به گفته جیووانی وولپه از دانشگاه گوتنبرگ این دستاورد گامی بزرگ به سوی توسعه نمایشگر‌هایی است که در عین کوچک‌تر شدن، کیفیت بالاتری ارائه داده و انرژی کمتری مصرف می‌کنند.
پژوهشگران اکنون در حال بهینه‌سازی این فناوری هستند اما معتقدند کاغذ الکترونیکی رتینا به‌زودی نقش مهمی در دنیای اپتیک‌های مینیاتوری ایفا خواهد کرد و در آینده‌ای نه‌چندان دور بر زندگی همه ما تأثیر خواهد گذاشت.
این پژوهش در مجله Nature منتشر شده است.
انتهای پیام/