美國麻省理工學(xué)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(shè)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(shè)備的近距離顯示中尤為明顯，有限的像素密度會導(dǎo)致“屏幕門效應(yīng)”，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(wù)，如果發(fā)現(xiàn)像素不合適，則需要報廢整個設(shè)備。

麻省理工學(xué)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(shù)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(jié)構(gòu)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(shù)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(shù)發(fā)展趨勢正在倒逼傳統(tǒng)的顯像技術(shù)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。