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一種新的OLED架構(gòu)-有機發(fā)光二極管顯示器

倩倩 ? 來源:賢集網(wǎng) ? 作者:賢集網(wǎng) ? 2020-10-23 14:25 ? 次閱讀
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通過擴展超薄太陽能電池板電極的現(xiàn)有設計,韓國斯坦福大學的研究人員和合作者開發(fā)了一種新的OLED架構(gòu)-有機發(fā)光二極管顯示器,該顯示器可以使電視,智能手機以及分辨率為最高每英寸10,000像素(PPI)。(目前新智能手機的分辨率約為400至500 PPI。)

這種高像素密度的顯示器將能夠提供逼真的細節(jié)的驚人圖像,對于設計成距我們臉部僅幾厘米的頭戴式顯示器而言,這一點尤為重要。

這項進步是基于斯坦福大學材料科學家Mark Brongersma與三星技術(shù)學院(SAIT)合作進行的研究。Brongersma之所以最初走在這一研究道路上,是因為他想創(chuàng)建超薄的太陽能電池板設計。

10月22日這篇論文登上了《科學》(Science),材料科學與工程學教授布隆格斯瑪(Brongersma)說:“我們利用了這樣一個事實,即在納米級,光可以在諸如水的物體周圍流動?!?“納米級光子學領域不斷帶來新的驚喜,現(xiàn)在我們開始影響實際技術(shù)。我們的設計在太陽能電池上確實表現(xiàn)良好,現(xiàn)在我們有機會影響下一代顯示器?!?/p>

除了具有創(chuàng)紀錄的像素密度之外,新型“元光子” OLED顯示器還將比現(xiàn)有版本更亮,具有更好的色彩精度,并且生產(chǎn)起來也更加容易且具有成本效益。

OLED的核心是有機發(fā)光材料。這些電極夾在高反射和半透明電極之間,可將電流注入器件。當電流流過OLED時,發(fā)射器會發(fā)出紅色,綠色或藍色的光。OLED顯示器中的每個像素都由產(chǎn)生這些原色的較小子像素組成。當分辨率足夠高時,人眼將像素視為一種顏色。OLED是一種有吸引力的技術(shù),因為它們比其他類型的顯示器薄,輕且柔性,并且可以產(chǎn)生更明亮,更彩色的圖像。

這項研究旨在為目前市售的兩種類型的OLED顯示器提供替代方案。一種類型稱為紅綠藍OLED,具有單獨的子像素,每個子像素僅包含一種顏色的發(fā)射器。這些OLED的制造方法是,通過細金屬絲網(wǎng)將每一層材料噴涂以控制每個像素的成分。但是,只能像在智能手機上使用的那樣小規(guī)模生產(chǎn)。

電視等較大的設備采用白色OLED顯示器。這些子像素中的每一個都包含所有三個發(fā)射器的堆棧,然后依靠濾鏡確定最終的子像素顏色,該顏色更易于制造。由于濾光片會降低總的光輸出,因此白色OLED顯示器更耗電,并且容易將圖像燒入屏幕。

OLED顯示器是SAIT科學家Won-Jae Joo在2016年至2018年訪問斯坦福時的腦海。在此期間,Joo聆聽了斯坦福大學研究生Majid Esfandyarpour關(guān)于他正在開發(fā)的超薄太陽能電池技術(shù)的演講。 Brongersma的實驗室實現(xiàn)了除可再生能源之外的應用。

“ Brongersma教授的研究主題在學術(shù)上非常深刻,對我來說,就像三星電子的工程師和研究員一樣,對我來說就像是隱藏的寶石,”《科學》論文的主要作者Joo說。

演講結(jié)束后,Joo向Esfandyarpour提出了自己的想法,并促使斯坦福大學,SAI和韓國漢陽大學的研究人員進行了合作。

Esfandyarpour說:“看到我們已經(jīng)在不同環(huán)境中考慮的問題可以對OLED顯示器產(chǎn)生如此重要的影響,這真是令人興奮?!?/p>

基本基礎

太陽能電池板和新型OLED背后的關(guān)鍵創(chuàng)新是反射金屬的基層,該基層具有納米級(小于微觀)波紋,稱為光學超表面。超穎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產(chǎn)生共振。這些共振是促進從OLED有效提取光的關(guān)鍵。

Brongersma說:“這類似于樂器利用共振產(chǎn)生美麗且易于聽見的音調(diào)的方式?!?Brongersma說,他是斯坦福大學高級材料Geballe實驗室的一部分。

例如,紅色發(fā)射器具有比藍色發(fā)射器更長的光波長,在傳統(tǒng)的RGB-OLED中,紅色發(fā)射器轉(zhuǎn)換為不同高度的子像素。為了總體上形成平面屏幕,沉積在發(fā)射器上方的材料必須以不相等的厚度放置。相比之下,在所提出的OLED中,基層波紋使每個像素具有相同的高度,這有利于簡化大規(guī)模和微型制造過程。

在實驗室測試中,研究人員成功地制作了微型概念驗證像素。與彩色濾光的白色OLED(用于OLED電視中)相比,這些像素具有更高的色純度和發(fā)光效率的兩倍提高-衡量屏幕亮度與使用能量的比較。它們還允許每英寸10,000像素的超高像素密度。

三星正在追求將這項工作整合到全尺寸顯示器中的下一步,Brongersma迫切地等待著結(jié)果,希望成為最早看到meta-OLED顯示器的人之一。

責任編輯:lq

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