全新LED設計實現沉浸式顯示的更高層次真實感

從游戲中飛過頭頂的翼手龍到購買前虛擬涂抹化妝品,增強現實和其他沉浸式技術正在改變我們玩耍、觀察和學習的方式 。能夠實現高分辨率全彩成像的廉價超小型發光二極管(LED) 將有助于沉浸式顯示器充分發揮其潛力,但目前尚不可用 。

全新LED設計實現沉浸式顯示的更高層次真實感

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現在 , 在《應用物理快報》最近發表的一項研究中 , 由美城大學和阿卜杜拉國王科技大學 (KAUST) 的研究人員領導的團隊已經成功開發出此類 LED 。通過目前可用的制造方法,它們的制造非常簡單,這意味著它們可以很容易地融入現代虛擬宇宙應用中 。
為什么沉浸式現實需要開發改進的 LED?增強現實和虛擬現實的真實感部分取決于分辨率、細節和色寬 。例如,所有顏色都必須明顯且可相互區分 。氮化鎵銦半導體是適用于 LED 的多功能材料,可以滿足所有這些要求 。然而,將它們構建為同一基板上的單個單元(而不是作為單獨的元件)對于獲得最佳性能至關重要 。這就是研究人員打算做的事情 。
“我們根據電子通過薄絕緣層傳輸的量子力學原理,按順序將藍色、綠色和 Micro-LED 陣列通過隧道結連接到同一個晶圓上,”資深作者 (Meijo) 解釋道 Motoaki Iwaya。“我們制造了復雜的臺面架構,并達到了每英寸 330 像素的像素密度 。”
在每平方厘米 50 安培的電流密度下,LED 的發射波長分別為 486、514 和 604 納米 。發射光譜的半峰全寬足夠窄,可以發射紅光、藍光和綠光,并且足以區分它們 。“存在一些無關的發射波長,并且和藍色發射大大低于綠色發射 - 兩者均歸因于器件制造過程中的損壞,”資深作者 Kazuhiro Ohkawa(KAUST)解釋道 。“優化晶體生長條件應該可以改善這些缺陷 。”
【全新LED設計實現沉浸式顯示的更高層次真實感】這項工作最大限度地減少了過去基于氮化鎵銦技術的 LED 的常見局限性 。“在廉價的藍寶石襯底上制備器件對于實際應用是必要的,我們的實驗室正在進行此類工作,”資深作者 Daisuke Iida(KAUST)說道 。“我們相信我們的工作是邁向需要超高亮度和清晰度的逼真、沉浸式視覺體驗的重要一步 。”

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