來源：映維網(wǎng)  作者 夢秋

重新設(shè)計(jì)的太陽能電池板研究有望成為超高分辨率微型顯示器的基礎(chǔ)。因其產(chǎn)生的新型mega-OLED顯示器將能實(shí)現(xiàn)更為明亮的圖像，更為純正的顏色，以及每英寸超過10000的像素?cái)?shù)量。

通過對超薄太陽能電池板電極的現(xiàn)有設(shè)計(jì)進(jìn)行擴(kuò)展，由斯坦福大學(xué)、三星綜合技術(shù)院和漢陽大學(xué)研究人員組成的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種全新的OLED顯示器架構(gòu)。據(jù)介紹，這種結(jié)構(gòu)可以幫助電視、智能手機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的分辨率達(dá)到每英寸10000像素（PPI）。相比之下，目前新款智能手機(jī)的分辨率平均約為400 PPI至500 PPI。

mega-OLED顯示器和底層亞光子層的圖示。它提高了顯示器的整體亮度和顏色，同時(shí)又能夠維持細(xì)薄和節(jié)能。

這樣的高像素密度顯示器將能夠提供逼真細(xì)節(jié)的驚人圖像，并且對于近眼顯示器的發(fā)展而言非常重要。

所述項(xiàng)目由斯坦福大學(xué)、三星綜合技術(shù)院和漢陽大學(xué)研究人員合作開展，并且是基于斯坦福大學(xué)材料科學(xué)家馬克·布朗格斯瑪（Mark Brongersma）的研究。布朗格斯瑪最初之所以走上這條研究道路，是因?yàn)樗ＭO(shè)計(jì)一種超薄太陽能電池板。

材料科學(xué)與工程教授布朗格斯瑪表示：“我們利用了這樣一個(gè)事實(shí)：在納米尺度上，光可以像水一樣圍繞物體流動(dòng)。納米光子學(xué)領(lǐng)域不斷帶來新的驚喜，而現(xiàn)在我們正開始影響真正的技術(shù)。我們的設(shè)計(jì)非常適合太陽能電池，但現(xiàn)在我們有機(jī)會(huì)影響下一代顯示器。”

除了擁有創(chuàng)紀(jì)錄的像素密度外，全新的“亞光子”OLED顯示器可以變得更明亮、顏色精度更優(yōu)秀、并且生產(chǎn)起來也更容易且更具成本效益。

1. 緣由開始

OLED的核心是有機(jī)發(fā)光材料。它們夾在高反射和半透明電極之間，從而允許電流注入組件。當(dāng)電流通過發(fā)光二極管時(shí)，發(fā)光器就會(huì)發(fā)出紅色，綠色或藍(lán)色光。OLED顯示器中的每個(gè)像素都由產(chǎn)生紅綠藍(lán)原色的小型子像素組成。當(dāng)分辨率足夠高時(shí)，人眼會(huì)將像素視為一種顏色。OLED是一種非常具有吸引力的技術(shù)，因?yàn)樗鼈冚p薄、靈活、并且比其他類型的顯示器產(chǎn)生更明亮和更豐富的圖像。

團(tuán)隊(duì)的研究旨在為目前市面的兩種主流OLED顯示器提供一種替代方案：一種叫做紅綠藍(lán)OLED。它們擁有單獨(dú)的子像素，每個(gè)子像素只包含一種顏色的發(fā)射器。這種OLED是通過一個(gè)精細(xì)的金屬網(wǎng)噴涂每一層材料來控制每個(gè)像素的組成。然而，它們只能小規(guī)模生產(chǎn)。

像電視這樣的大型設(shè)備采用白色OLED顯示器。子像素中的每一個(gè)子像素都包含三個(gè)發(fā)射器的堆棧，然后依靠濾光片來確定最終的子像素顏色。這種顯示器更容易制造。但由于濾光片降低了光的整體輸出，所以白色OLED顯示器更耗能，而且容易出現(xiàn)燒屏現(xiàn)象。

朱元宰（音譯）在2016年至2018年訪問斯坦福期間就一直有考慮OLED顯示器。在這段時(shí)間里，他聽講了斯坦福大學(xué)研究生馬吉德·埃斯凡德阿普爾（Majid Esfandyarpour）關(guān)于自己在布朗格斯瑪實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一項(xiàng)超薄太陽能電池技術(shù)的演講。朱元宰（音譯）馬上意識(shí)到這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了可再生能源領(lǐng)域。

朱元宰（音譯）表示：“布朗格斯瑪教授的研究主題在學(xué)術(shù)方面都非常深刻，對于我這樣的三星電子工程師和研究員來說，這就像隱藏的寶石一樣。”

在演講結(jié)束后，他向埃斯凡德阿普爾提出了自己的想法，并促成了斯坦福大學(xué)、三星綜合技術(shù)院和韓國漢陽大學(xué)的合作。

埃斯凡德阿普爾指出：“對于我們在不同背景下考慮的問題居然會(huì)對OLED顯示器產(chǎn)生如此重要的影響，我們感到非常興奮。”

2. 重要的基礎(chǔ)

對于所述的太陽能電池板和新型OLED，背后的關(guān)鍵創(chuàng)新是一種反射金屬的基底層，它具有名為光學(xué)超表面的納米級(jí)波紋。超表面可以操縱光的反射特性，從而允許不同的顏色在像素中共振。這種共振是促進(jìn)OLED有效光提取的關(guān)鍵。

布朗格斯瑪解釋道：“這類似于樂器使用聲音共振產(chǎn)生優(yōu)美且容易聽到的音調(diào)。”

例如，紅色發(fā)光器的光波長比藍(lán)色發(fā)光器長，在傳統(tǒng)的RGB-OLED中，藍(lán)色發(fā)光器可以轉(zhuǎn)換成不同高度的子像素。為了創(chuàng)造一個(gè)整體的平板屏幕，沉積在發(fā)光器上方的材料必須以不等的厚度鋪設(shè)。對于研究人員提出的新興OLED架構(gòu)，基底層波紋允許每個(gè)像素具有相同的高度，這有助于更簡單地進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)和微型制造。

相關(guān)論文：Metasurface-driven OLED displays beyond 10,000 pixels per inch

在實(shí)驗(yàn)室測試中，研究人員成功地制作出了概念驗(yàn)證的像素。與彩色濾光白色OLED（OLED電視）相比，所述像素具有更高的顏色純度和兩倍的發(fā)光效率（一種衡量屏幕亮度與能耗的指標(biāo)）。它們同時(shí)允許每英寸10000像素的超高像素密度。

三星正致力于在未來將這項(xiàng)研究的成果集成到全尺寸顯示屏中，而布朗格斯瑪則非常期待最終的結(jié)果。

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