Инженеры создают вертикальные полноцветные микроскопические светодиоды для более четких дисплеев MicroLED
Четкость изображения на экране MicroLED ограничена тем, насколько плотно упакованы пиксели, из которых состоит дисплей. Ученые Массачусетского технологического института применили уникальный подход к их более плотной упаковке, располагая компоненты пикселей вертикально друг над другом.
На обычном OLED-телевизоре (или на экране ноутбука) каждый пиксель фактически состоит из трех OLED-субпикселей — одного красного, одного зеленого и одного синего — которые расположены рядом. Освещая эти крошечные OLED-дисплеи в различных комбинациях, пиксели могут воспроизводить широкий спектр цветов.
В некоторых новых телевизорах субпикселями служат микросветодиоды вместо OLED. Утверждается, что такие телевизоры MicroLED сочетают в себе яркие цвета и глубокий черный цвет OLED-экранов с яркостью ЖК-экранов.
Тем не менее, пиксели micro-LED не могут быть упакованы так же плотно, как пиксели OLED. Хотя это может не иметь большого значения на экране телевизора, более низкое разрешение может быть заметно на таких устройствах, как гарнитуры виртуальной реальности.
Если бы каждый пиксель микросветодиода имел ширину всего в один субпиксель (вместо трех), можно было бы втиснуть в три раза больше пикселей на заданный размер экрана, что значительно улучшило бы разрешение изображения. Команда инженеров MIT сделала именно это, создав пиксели, в которых микро-светодиоды расположены вертикально, а не горизонтально.
Ученые разработали метод, который начинается с ультратонких красных, зеленых и синих светодиодных мембран, которые укладываются друг на друга, образуя слоеный пирог.
Затем этот «торт» мелко нарезается в виде сетки, что разделяет его на множество отдельных пикселей, каждый из которых имеет ширину всего 4 микрона.
В лабораторных тестах, изменяя напряжение, подаваемое на каждый микро-светодиод в пределах одного такого пикселя, исследователи смогли создать радугу цветов, как это возможно с пикселем OLED.
Однако можно задаться вопросом, а не будет ли синий микро-светодиод в верхней части стека всегда отображаться больше всего, а красный микро-светодиод внизу всегда будет отображаться меньше всего?
«Цвет (энергия) света, излучаемого светодиодом, зависит от ширины запрещенной зоны светодиода: у синих светодиодов самая широкая запрещенная зона (следовательно, у синего света самая высокая энергия), а у красных светодиодов самая маленькая (самая низкая энергия)», — говорится в исследовании.
«Материал не будет поглощать свет (фотоны) с энергией, меньшей ширины запрещенной зоны, поэтому красный и зеленый свет будут проникать через слой синего светодиода непоглощенными, поэтому мы располагаем эти слои вертикально в порядке R (внизу), G (посередине), Б (сверху)».
В настоящее время ученые работают над методами одновременного управления миллионами микросветодиодных пикселей, которые потребуются в таких устройствах, как гарнитуры виртуальной реальности, телевизоры или экраны ноутбуков.
Статья об исследовании была опубликована в журнале Nature.