科技日報北京2月5日電 （記者張夢然）美國麻省理工學院研究團隊發(fā)明了一種堆疊二極管以創(chuàng)建垂直、多色像素的方法，該方法可用于制作更清晰、無缺陷的顯示器。研究成果近日發(fā)表在《自然》雜志上。

 

　　多年來，單個像素的尺寸不斷縮小，使得更多的像素能被封裝到設備中以產(chǎn)生更清晰、更高分辨率的數(shù)字顯示。但像計算機中的晶體管一樣，發(fā)光二極管（LED）中的像素也正在接近其尺寸極限。這種限制在增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實設備的近距離顯示中尤為明顯，有限的像素密度會導致“屏幕門效應”，從而使用戶感知到條紋。

 

　　在新研究中，每個堆疊像素都可生成完整的顏色，寬度約為4微米。微型LED可實現(xiàn)每英寸5000像素的封裝密度。這是目前已知最小的微型LED像素和最高像素密度。研究表明，垂直像素化是在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)更高分辨率的新方式。

 

　　研究人員稱，對于虛擬現(xiàn)實，目前它們看起來真實程度有限，但使用垂直微型LED，用戶可獲得完全身臨其境的體驗，且無法區(qū)分虛擬與現(xiàn)實。

 

　　微型LED制造需要極高的精度，因為紅色、綠色和藍色的微型像素需要首先在晶圓上單獨生長，然后精確地放置在板上，彼此精確對齊，以便正確反射和產(chǎn)生各種顏色和陰影。實現(xiàn)這種微觀精度是一項艱巨的任務，如果發(fā)現(xiàn)像素不合適，則需要報廢整個設備。

 

　　麻省理工學院團隊此次提出的是一種不需要精確地逐像素對齊的微型LED制造方法。與傳統(tǒng)的水平像素排列相比，該技術是一種完全不同的垂直LED方法。

 

　　在傳統(tǒng)顯示器中，每個紅綠藍像素都是橫向排列的，這限制了可創(chuàng)建的每個像素的大小。垂直堆疊所有3個像素，理論上可將像素面積減少三分之一。

 

　　作為演示，該團隊制造了一個垂直LED像素，并展示了通過改變施加到每個像素的紅色、綠色和藍色膜上的電壓，他們可在單個像素中產(chǎn)生各種顏色。到目前為止，他們已證明可刺激一個單獨的結構來產(chǎn)生全光譜的顏色。

 

【總編輯圈點】

 

　　4K、8K甚至16K的屏幕為我們帶來日益清晰、逼真的屏幕體驗，但這遠遠不是電子屏幕發(fā)展的終點。試圖深度連接虛擬與現(xiàn)實的元宇宙產(chǎn)業(yè)，希望通過虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實等諸多技術為用戶提供更加沉浸、身臨其境的體驗，這就對電子屏幕提出了更高的要求。這些技術發(fā)展趨勢正在倒逼傳統(tǒng)的顯像技術不斷革新，用創(chuàng)新打破傳統(tǒng)范式的限制，讓全新的電子屏幕破繭而出。