10月27日消息,近日,《科學(xué)》雜志上刊登了斯坦福大學(xué)研究者與三星公司的一項(xiàng)研究成果,該項(xiàng)目利用看似不相關(guān)的超薄太陽(yáng)能電池板電極設(shè)計(jì)技術(shù),開發(fā)了一種新的OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)顯示器。
據(jù)稱,這一OLED顯示屏具有創(chuàng)紀(jì)錄的像素密度,能用于每英寸分辨率高達(dá)10000像素的電視、智能手機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。同時(shí),新的OLED屏幕還將更加明亮、色彩更還原,而且生產(chǎn)難度和成本也會(huì)更低。
這項(xiàng)研究的目的是提供一種替代目前市場(chǎng)常見的兩種 OLED 顯示器路線,有望推進(jìn)整個(gè)顯示屏產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代。
一、創(chuàng)新“光學(xué)元面”,讓光像聲樂(lè)共振一樣調(diào)和
太陽(yáng)能電池板和這款 OLED 背后的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn),是一個(gè)“光學(xué)元面”(optical metasurface)。這是一個(gè)金屬反射層,帶有納米級(jí)褶皺。
這一光學(xué)元面可以操縱光的反射形態(tài),從而允許不同的有色光在像素中共振。這些共振是促進(jìn)提取所需OLED光的關(guān)鍵。據(jù)稱,這類似于樂(lè)器利用聲學(xué)共振產(chǎn)生優(yōu)美且容易聽見的音調(diào)。
而斯坦福和三星團(tuán)隊(duì)新研發(fā)的這款OLED有望彌補(bǔ)這兩大技術(shù)的短板,實(shí)現(xiàn)降本增效。
目前,市面上常見的一種OLED技術(shù)路徑被稱為“RGB LED”。它具有單獨(dú)的子像素,每個(gè)子像素只包含發(fā)射器的一種顏色。這種OLED是透過(guò)像超精細(xì)的篩子一樣的金屬網(wǎng),向每層材料上噴涂色彩,從而控制像素。然而,這類產(chǎn)品只能小規(guī)模生產(chǎn),常被用于智能手機(jī)。
另一種則是“白光OLED”,像電視這類大型設(shè)備一般用的是白光OLED。每個(gè)子像素都包含三種發(fā)射器組成的堆棧,然后依靠過(guò)濾器減少光的總輸出。這類OLED的工藝會(huì)更簡(jiǎn)單,但是會(huì)更加費(fèi)電。
二、比兩種常見OLED成像更清晰明亮,更易生產(chǎn)
打個(gè)比方,紅光發(fā)射器比藍(lán)光發(fā)射器具有更長(zhǎng)的光波波長(zhǎng),在傳統(tǒng)的RGB-OLED中,它們會(huì)轉(zhuǎn)換成高度不同的子像素。為了保證整個(gè)屏幕是平滑的,填充在發(fā)射器上方的材料必須也采取不同厚度。
相比之下,在新的OLED中,光學(xué)元面上的褶皺能使得每個(gè)像素具有相同的高度,從而就不需要發(fā)射器上方當(dāng)?shù)牟牧献龅酶叩筒黄,從而大大降低工藝?fù)雜度。
在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,這一理念被成功驗(yàn)證。與白光OLED相比,這種OLED的像素色彩純度更高,發(fā)光效率也提高了兩倍。
▲光學(xué)元面OLED EL表征
三、太陽(yáng)能電池與LED跨界碰撞出火花
這一進(jìn)展是基于斯坦福大學(xué)材料科學(xué)家馬克 · 布隆格斯馬(Mark Brongersma)和三星高級(jí)技術(shù)研究所(SAIT)合作進(jìn)行的研究。
2016年至2018年期間,SAIT 科學(xué)家 Won-Jae Joo 訪問(wèn)斯坦福大學(xué)時(shí),他一直想著OLED顯示器的研發(fā)。當(dāng) Joo 聽取了斯坦福大學(xué)研究生 Majid Esfandyarpour關(guān)于超薄太陽(yáng)能電池技術(shù)的報(bào)告,他意識(shí)到這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不僅限于可再生能源。
“就像一顆隱藏的寶石”!這篇《Science》主要作者 Joo 感到非常興奮。
目前,三星正在研究將這一成果用到全尺寸的顯示屏中,布隆格斯瑪正急切地等待結(jié)果,希望成為第一批看到這種 Meta-OLED 顯示器投入使用的人。
結(jié)語(yǔ):創(chuàng)新OLED技術(shù)路徑,降本增效
三星和斯坦福聯(lián)合研究的OLED屏幕如果能快速進(jìn)入市場(chǎng),有望帶動(dòng)智能手機(jī)、超高清平板電視、智慧屏等多種智能終端行業(yè)降本增效。技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的路途上,研發(fā)者往往能從不同的技術(shù)路徑的交叉路口發(fā)現(xiàn)新的靈感,這也是科技的魅力。
文章來(lái)源:Techxplore
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