來源：映維網  作者 夢秋

重新設計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。因其產生的新型mega-OLED顯示器將能實現更為明亮的圖像，更為純正的顏色，以及每英寸超過10000的像素數量。

通過對超薄太陽能電池板電極的現有設計進行擴展，由斯坦福大學、三星綜合技術院和漢陽大學研究人員組成的團隊開發出了一種全新的OLED顯示器架構。據介紹，這種結構可以幫助電視、智能手機、虛擬現實和增強現實設備的分辨率達到每英寸10000像素（PPI）。相比之下，目前新款智能手機的分辨率平均約為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，同時又能夠維持細薄和節能。

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

所述項目由斯坦福大學、三星綜合技術院和漢陽大學研究人員合作開展，并且是基于斯坦福大學材料科學家馬克·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，是因為他希望設計一種超薄太陽能電池板。

材料科學與工程教授布朗格斯瑪表示：“我們利用了這樣一個事實：在納米尺度上，光可以像水一樣圍繞物體流動。納米光子學領域不斷帶來新的驚喜，而現在我們正開始影響真正的技術。我們的設計非常適合太陽能電池，但現在我們有機會影響下一代顯示器。”

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

1. 緣由開始

OLED的核心是有機發光材料。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。當電流通過發光二極管時，發光器就會發出紅色，綠色或藍色光。OLED顯示器中的每個像素都由產生紅綠藍原色的小型子像素組成。當分辨率足夠高時，人眼會將像素視為一種顏色。OLED是一種非常具有吸引力的技術，因為它們輕薄、靈活、并且比其他類型的顯示器產生更明亮和更豐富的圖像。

團隊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OLED。它們擁有單獨的子像素，每個子像素只包含一種顏色的發射器。這種OLED是通過一個精細的金屬網噴涂每一層材料來控制每個像素的組成。然而，它們只能小規模生產。

像電視這樣的大型設備采用白色OLED顯示器。子像素中的每一個子像素都包含三個發射器的堆棧，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，而且容易出現燒屏現象。

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。在這段時間里，他聽講了斯坦福大學研究生馬吉德·埃斯凡德阿普爾（Majid Esfandyarpour）關于自己在布朗格斯瑪實驗室開發的一項超薄太陽能電池技術的演講。朱元宰（音譯）馬上意識到這項技術的應用遠遠超出了可再生能源領域。

朱元宰（音譯）表示：“布朗格斯瑪教授的研究主題在學術方面都非常深刻，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、三星綜合技術院和韓國漢陽大學的合作。

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對OLED顯示器產生如此重要的影響，我們感到非常興奮。”

2. 重要的基礎

對于所述的太陽能電池板和新型OLED，背后的關鍵創新是一種反射金屬的基底層，它具有名為光學超表面的納米級波紋。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OLED有效光提取的關鍵。

布朗格斯瑪解釋道：“這類似于樂器使用聲音共振產生優美且容易聽到的音調。”

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

相關論文：Metasurface-driven OLED displays beyond 10,000 pixels per inch

在實驗室測試中，研究人員成功地制作出了概念驗證的像素。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光效率（一種衡量屏幕亮度與能耗的指標）。它們同時允許每英寸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果。

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