Des chercheurs de l’University of Central Florida à Orlando ont montré comment un nouveau type de polariseurs nanostructurés peut améliorer significativement les caractéristiques des écrans à cristaux liquides LCD comme le rapport de contraste, l’angle de vision et la luminance. De plus les écrans fabriqués avec cette technologie pourraient être encore plus fins.
Les deux chercheurs Zhibing Ge et Shin Tson Wu ont seulement remplacé un des éléments des écrans LCD actuels : le polariseur linéaire inférieur. Dans un LCD conventionnel, la cellule de cristal liquide est placée en sandwich entre deux polariseurs linéaires. Un polariseur réfléchissant est aussi placé entre le polariseur inférieur et le système de rétro éclairage. L’inconvénient de cette configuration est que les deux polariseurs linéaires absorbent une partie de la lumière du rétro-éclairage. L’équipe de chercheurs a remplacé le polariseur réfléchissant et le polariseur linéaire inférieur par un polariseur à grille de nanofils (nanowire grid polarizer, désignons le par son sigle NWGP). L’épaisseur, l’efficacité optique et par conséquent la consommation de courant sont améliorées par le recyclage de la lumière émise. Comment le principe de recyclage de la lumière fonctionne-t-il ? Lorsque la lumière non polarisée émise par une source (comme une LED) atteint la couche NWGP, seules les ondes perpendiculaires à la grille de nanofils (ondes p) peuvent pénétrer le NWGP et sont donc transmises. Les ondes parallèles à la grille (ondes s) sont réfléchies successivement sur un guide d’onde et sur le NWGP jusqu’à ce que les ondes s deviennent des ondes p qui peuvent être transmises à travers le NWGP. Ce principe de recyclage de la lumière se répète plusieurs fois avant que l’onde lumineuse ne soit complètement absorbée. L’efficacité lumineuse globale est d’environ 60% meilleure que celle obtenue avec les deux couches de polariseurs linéaires. Même si les écrans LCD actuels peuvent offrir un fort rapport de contraste, ils ont tendance à absorber plus de 60% de la lumière du rétro éclairage, et par conséquent ils sont plus consommateur d’énergie. De plus, grâce aux progrès de la technologie de nanoimpression, la fabrication de grands polariseurs à grille est de plus en plus facile. Il est maintenant possible de fabriquer des NWGP avec un pas de moins de 100nm.
En plus d’une efficacité améliorée, les NWGP pourraient aussi offrir d’autres avantages comparés aux LCD conventionnels. Le NWGP que les chercheurs ont utilisé a une épaisseur de seulement 200 nanomètres ce qui devrait permettre la fabrication d’écrans ultrafins. De plus, la configuration polariseur linéaire-NGWP offre un angle de vision plus large : un rapport de contraste de 100 :1 est obtenu dans un cône de vision de 75°. Le prochain objectif que se donne l’équipe est d’arriver à concevoir de nouvelles applications LCD comme des afficheurs tridimensionnels et des écrans utilisables à la lumière du soleil.
L’équipe pense travailler avec son sponsor Chi-Mei Optoelectronics Corporation pour tester cette nouvelle génération d’écrans LCD. Si les performances sont bonnes et le prix compétitif, cette technologie aura de nombreuses applications à court terme.
Source :
– "Nanowire technology could make LCDs brighter, thinner, and cheaper", 03/10/2008 – https://www.physorg.com/news142246728.html
– "Scientists Develop Brighter And Thinner LCDs Using Nanowires", 04/10/2008 – https://deviceinn.com/misc/scientists-develop-brighter-and-thinner-lcds-using-nanowires.html
Pour en savoir plus, contacts :
Ge, Zhibing and Wu, Shin-Tson. "Nanowire grid polarizer for energy efficient and wide-view liquid crystal displays." Applied Physics Letters 93, 121104 (2008)
Code brève
ADIT : 56411
Rédacteur :
Alban de Lassus, [email protected]
