立式全彩微型發光二極體製成

美國麻省理工學院研究團隊發明瞭一種堆疊二極體以創建垂直、多色像素的方法，該方法可用於製作更清晰、無缺陷的螢幕。研究成果近日發表在《自然》雜誌上。

多年來，單個像素的尺寸不斷縮小，使得更多的像素能被封裝到設備中以産生更清晰、更高解析度的數字顯示。但像電腦中的電晶體一樣，發光二極體（LED）中的像素也正在接近其尺寸極限。這種限制在增強現實和虛擬現實設備的近距離顯示中尤為明顯，有限的像素密度會導致“螢幕門效應”，從而使用戶感知到條紋。

在新研究中，每個堆疊像素都可生成完整的顏色，寬度約為4微米。微型LED可實現每英寸5000像素的封裝密度。這是目前已知最小的微型LED像素和最高像素密度。研究表明，垂直像素化是在更小的空間內實現更高解析度的新方式。

研究人員稱，對於虛擬現實，目前它們看起來真實程度有限，但使用垂直微型LED，用戶可獲得完全身臨其境的體驗，且無法區分虛擬與現實。

微型LED製造需要極高的精度，因為紅色、綠色和藍色的微型像素需要首先在晶圓上單獨生長，然後精確地放置在板上，彼此精確對齊，以便正確反射和産生各種顏色和陰影。實現這種微觀精度是一項艱巨的任務，如果發現像素不合適，則需要報廢整個設備。

麻省理工學院團隊此次提出的是一種不需要精確地逐像素對齊的微型LED製造方法。與傳統的水準像素排列相比，該技術是一種完全不同的垂直LED方法。

在傳統螢幕中，每個紅綠藍像素都是橫向排列的，這限制了可創建的每個像素的大小。垂直堆疊所有3個像素，理論上可將像素面積減少三分之一。

作為演示，該團隊製造了一個垂直LED像素，並展示了通過改變施加到每個像素的紅色、綠色和藍色膜上的電壓，他們可在單個像素中産生各種顏色。到目前為止，他們已證明可刺激一個單獨的結構來産生全光譜的顏色。

【總編輯圈點】

4K、8K甚至16K的螢幕為我們帶來日益清晰、逼真的螢幕體驗，但這遠遠不是電子螢幕發展的終點。試圖深度連接虛擬與現實的元宇宙産業，希望通過虛擬現實、增強現實、混合現實等諸多技術為用戶提供更加沉浸、身臨其境的體驗，這就對電子螢幕提出了更高的要求。這些技術發展趨勢正在倒逼傳統的顯像技術不斷革新，用創新打破傳統範式的限制，讓全新的電子螢幕破繭而出。