新型OLED显示器每英寸可达到10000像素以上

研究人员称，三星（Samsung）和斯坦福（Stanford）的新型OLED显示器每英寸可达到10000像素以上，这有助于研发先进的虚拟现实和增强现实显示器。

有机发光二极管（OLED）显示器具有一层有机化合物薄膜，该薄膜响应电流发射光。一台商用大型OLED电视的像素密度可能为每英寸100到200像素（PPI），而移动电话的OLED显示屏可能达到400到500 PPI。

目前，红、绿、蓝(RGB) OLED主要用于移动显示，并充分利用有益的腔效应，具有优越的设备性能。在这类OLED中，FP腔被用来最小化发射光子到波导模式的非期望耦合，并利用珀塞尔效应来缩小发射有机物的固有发射光谱。目前制造分离RGB亚像素的方法依赖于通过精细金属掩模(FMM)的材料沉积，这对显示缩放提出了严重的实际挑战。由于沉积中的阴影效应，它不允许像素大小的缩小，而且由于大面积FMMs的下垂，也排除了整体显示尺寸的扩大。

为了解决这些问题，大型显示器制造商已经开始使用带有滤色器的白色OLED，这种技术目前在电视市场占据主导地位。然而，这并不是一个理想的解决方案，因为滤色器造成的巨大光学损耗(>70%)会使显示更加耗电，加速设备退化(例如，老化现象)。这些因素极大地阻碍了白色OLED在高亮度增强现实显示器中的应用。为了满足下一代显示器对超高像素密度的不断增长的需求，显然需要一种全新的器件结构和制造方法。

在这项工作中，研究者提出了一种新颖的OLED器件设计，它具有空间变化的偏光子FP腔(即元-OLED)，可以受益于微腔效应，而无需依赖基于FMM的制造。研究表明，通过精确设计的纳米颗粒上的Ag反射镜形成元镜，元-OLED像素的发射光谱是广泛可调的，并可以覆盖整个可见光谱。此外，证明了优化后的微腔效应在亮度效率和颜色纯度方面的改善。在产生的元-OLED显示器中，不同的超表面模式定义了红色、绿色和蓝色像素，并确保从有机白光发射器中优化提取这些颜色。

最后，研究者实验验证了元-OLED在超高密度显示应用中的像素可扩展性。这种新架构有助于创造超高像素密度的设备(> 10000像素/英寸)，通过利用可伸缩的奈米压印光刻技术，这是新兴显示应用(例如，增强现实)所需要的。相对于标准的彩色过滤的白色OLED，所制造的像素，提供了两倍的发光效率和优越的颜色纯度。

斯坦福大学光学工程师Mark Brongersma说：“这种新显示器的一个潜在应用是虚拟现实（VR）。由于VR耳机将显示器放置在用户的眼睛附近，高分辨率是帮助创造现实幻觉的关键。”

“根据我们的模拟结果，像素密度的理论缩放极限估计为每英寸20000像素，”这项研究的主要作者、韩国水原三星高级技术学院的纳米光子工程师Won-Jae Joo说，“当像素尺寸低于一微米时，面临的挑战是亮度的权衡。”

其他研究小组已经开发出每英寸10000到30000像素的显示屏，通常使用微型LED技术，比如中国的Jade Bird Display和加拿大的VueReal。Brongersma表示，就新的OLED显示屏与其他显示器相比，“我们的颜色纯度非常高。未来，metasurfaces还可能在太阳能电池和光传感器等应用中发现捕捉光的用途。”

该研究成果的详细内容发表在了10月22日的《科学》杂志上。

原文标题：最新研发OLED技术 每英寸实现10000像素

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责任编辑：haq