Соединение светодиодов друг с другом вместо размещения их рядом может обеспечить полностью захватывающие дисплеи виртуальной реальности.

1 февраля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Дженнифер Чу, Массачусетский технологический институт

Разберите экран ноутбука, и в его центре вы обнаружите пластину с узором из пикселей красных, зеленых и синих светодиодов, расположенных вплотную, как тщательно продуманный дисплей Lite Brite. При электрическом питании светодиоды вместе могут воспроизводить каждый оттенок радуги, создавая полноцветные дисплеи. С годами размер отдельных пикселей уменьшился, что позволило упаковать гораздо больше их в устройства для создания более четких цифровых дисплеев с более высоким разрешением.

Но, как и компьютерные транзисторы, светодиоды достигают предела своего размера, но при этом работают эффективно. Это ограничение особенно заметно на дисплеях ближнего действия, таких как устройства дополненной и виртуальной реальности, где ограниченная плотность пикселей приводит к «эффекту экранной двери», когда пользователи воспринимают полосы в пространстве между пикселями.

Теперь инженеры MIT разработали новый способ создания более четких и бездефектных дисплеев. Вместо того, чтобы заменять красные, зеленые и синие светодиоды рядом в горизонтальном лоскутном одеяле, команда изобрела способ складывать диоды друг на друга для создания вертикальных разноцветных пикселей.

Каждый сложенный пиксель может генерировать полный коммерческий диапазон цветов и имеет ширину около 4 микрон. Микроскопические пиксели, или «микро-светодиоды», могут быть упакованы с плотностью 5000 пикселей на дюйм.

«Это самый маленький микро-светодиодный пиксель и самая высокая плотность пикселей, о которой сообщается в журналах», — говорит Джихван Ким, доцент кафедры машиностроения Массачусетского технологического института. «Мы показываем, что вертикальная пикселизация — это путь к дисплеям с более высоким разрешением и меньшими габаритами».

«Что касается виртуальной реальности, то сейчас существует предел того, насколько реально она может выглядеть», — добавляет Джихо Шин, постдок исследовательской группы Кима. «Благодаря нашим вертикальным микросветодиодам вы сможете испытать полное погружение и не сможете отличить виртуальное от реальности».

Результаты команды опубликованы в журнале Nature. В число соавторов Кима и Шина входят сотрудники лаборатории Кима, исследователи из Массачусетского технологического института, а также сотрудники из Технологического института Джорджии в Европе, Университета Седжона и нескольких университетов в США, Франции и Корее.

Современные цифровые дисплеи освещаются органическими светодиодами (OLED) — пластиковыми диодами, которые излучают свет в ответ на электрический ток. OLED являются ведущей технологией цифровых дисплеев, но со временем диоды могут деградировать, что приводит к необратимому выгоранию экранов. Технология также достигает предела размера диодов, который можно уменьшить, ограничивая их резкость и разрешение.