美韩科学家联手打造新型超高清OLED显示屏

受现有超薄太阳能电池板电极设计技术的启发，美国斯坦福大学、韩国三星先进技术研究院（SAIT）和韩国汉阳大学合作开发出了有机发光二极管OLED显示器的新架构，可使电视、手机等设备的分辨率达到每英寸10000像素（PPI），而现有手机屏幕的分辨率只有400-500PPI。

OLED的核心是有机发光材料。这些材料夹在高反射和半透明的电极之间，使电流流入设备。当电流流过OLED时，发光体会发出红光、绿光或蓝光，OLED显示屏中的每个像素都是由产生这些基本色彩的较小的子像素组成。当分辨率足够高时，人眼就会将这些像素视为一种颜色。

现有的OLED显示器主要有两种，其中一种被称为红绿蓝OLED，具有独立的子像素，每个子像素只包含一种颜色的发射器。这些OLED的制造方法是将每层材料通过细金属网喷洒，以控制每个像素的组成。但这种OLED只能小尺寸生产，就像用于智能手机的那样。

像电视这样的大型设备采用的是白色OLED显示屏。每一个子像素都包含三个发射器的堆叠，然后依靠滤光片来确定最终的子像素颜色，这在制造上比较简单。由于滤光片减少了整体光的输出，所以白色OLED显示屏比较耗电，容易在屏幕上成像。

超薄太阳能电池板和新型OLED显示屏背后的关键创新是一个带有纳米级波纹的金属反射底层，称为光学超表面。该超表面可以控制光的反射特性，从而使不同的颜色在像素中产生共振。这些共振是促进OLED有效提取光线的关键。

主导这项研究的斯坦福大学教授Brongersma说："这类似于乐器利用声学共振发出优美且容易听出的音色。" 例如，红色发射器的光波长比蓝色发射器长，在传统的RGB-OLED中，红色发射器转化为不同高度的子像素。为了创造一个整体的平面屏幕，发射器上方沉积的材料必须以不等厚的方式铺设。相比之下，在新型OLED中，基底层波纹使得每个像素的高度都是相同的，这有利于简化大规模以及微观尺度的制造过程。

在实验室中，研究人员成功地制作了微型概念验证像素。与彩色滤光白色OLED（用于OLED电视）相比，这些像素具有更高的色彩纯度，并且发光效率提高了两倍，这是衡量屏幕亮度与能耗的标准。它们还可以实现每英寸10000个像素的超高像素密度。

除了具有创纪录的像素密度之外，新型OLED显示器还将比现有版本更亮，具有更好的色彩精度，并且生产起来也更加容易且具有成本效益。

这项研究成果后续将由三星将其整合到全尺寸显示器中。我们也希望这项技术能早日产品化，让我们尽快感受到科技创新带给我们的视觉享受上的进步！

该研究论文10月23日发表在Science上，论文标题为《Metasurface-driven OLED displays beyond 10,000 pixels per inch》。