垂直LED堆叠

垂直led可以使显示器的分辨率提高三倍

图片来源:Younghee Lee/MIT

麻省理工学院的工程师们发明了一种制造垂直多色像素的方法,可以大幅提高显示器的像素密度。

今天的屏幕使用的是一块由红、绿、蓝led首尾相连组成的像素组成的平板,这些led以不同的强度发光,以产生全光谱的颜色。

多年来,单个像素的尺寸不断缩小,这使得更多的像素可以装入设备中,以产生更清晰、分辨率更高的数字显示器。

但是,就像电脑晶体管一样,led的体积越来越小,同时性能也越来越好。

这种限制在增强和虚拟现实设备等近距离显示中尤其明显,在这些设备中,有限的像素密度会导致“纱门效应”,这样用户就会在像素之间的空间中感知条纹。

新的堆叠像素可以产生全范围的颜色,宽度约为4微米。这种微型像素或“微型led”的密度可以达到每英寸5000个像素。

麻省理工学院机械工程副教授Jeehwan Kim说:“这是最小的微型led像素,也是期刊中报道的最高像素密度。”“我们的研究表明,垂直像素化是在更小的占地面积上实现更高分辨率显示器的方法。”

“对于虚拟现实来说,目前它们看起来的真实程度是有限的,”Kim研究小组的博士后Jiho Shin补充道。“通过我们的垂直微型led,你可以拥有完全沉浸式的体验,而且无法区分虚拟和现实。”

麻省理工学院的团队此前开发了一种制造纯超薄高性能薄膜的技术,以期制造更小、更薄、更灵活和功能更强的电子产品。

他们用同样的方法培育出红色、绿色和蓝色led的超薄薄膜。

然后,他们将整个LED薄膜从基片上剥离,并将它们堆叠在一起,制成红色、绿色和蓝色薄膜的层饼。然后,他们可以将蛋糕雕刻成微小的垂直像素图案,每个像素只有4微米宽。

Shin补充道:“在传统显示器中,每个R、G和B像素都是横向排列的,这限制了每个像素的大小。”“因为我们将三个像素垂直堆叠,理论上我们可以将像素面积减少三分之一。”

作为演示,该团队制作了一个垂直LED像素,并表明通过改变每个像素的红色、绿色和蓝色膜上的电压,他们可以在单个像素中产生各种颜色。

Shin说:“如果你对红色有更高的电流,而对蓝色有更弱的电流,像素就会呈现粉红色,等等。”“我们能够创造所有的混合颜色,我们的显示器可以覆盖接近可用的商业色彩空间。”

该团队计划改进垂直像素的操作。到目前为止,他们已经证明了他们可以刺激单个结构来产生全光谱的颜色。他们将致力于制作一个由许多垂直微型led像素组成的阵列。

Shin说:“你需要一个单独控制2500万个led的系统。”“在这里,我们只是部分地证明了这一点。主动矩阵操作是我们需要进一步开发的东西。”

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