谈及OLED，有人时常会冒出一句：LCD永不为奴。不过就在最近，OLED技术再次获得了新突破：PPI达到10000！韩国三星电子三星综合技术院（SamsungAdvancedInstituteofTechnology）联合美国斯坦福大学Geballe先进材料实验室、韩国汉阳大学物理系，设计出了每英寸10000像素的全彩色、高亮度OLED显示器，这一成果有望在VR、AR中得以应用。2020年10月23日，相关论文发表于知名学术期刊Science，题为Metasurface-drivenOLEDdisplaysbeyond10,000pixelsperinch（超表面驱动OLED显示器每英寸像素超10000）。
LCD与继任者OLEDOLED，全称OrganicLight-EmittingDiode，即「有机发光二级管」，是LCD（LiquidCrystaldisplay，液晶显示）技术公认的继任者。LCD的原理大致是：将一个液晶盒放在平行的2块玻璃基板中间，下基板设置了薄膜晶体管，上基板设置了彩色滤光片。薄膜晶体管上的信号、电压变化可以控制液晶分子的转动，由此控制每个像素点偏振光出射与否，显示的目的也便达到了。而OLED技术是由电场驱动——采用的是有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，有机材料就会发光。
OLED的每个像素点自身都能独立发光，而每个像素点是由红绿蓝3个次像素组成的。每个子像素点都可以看作是一颗LED灯，像素组成的阵列就是OLED面板了。说到红绿蓝次像素，很多人可能还记得之前上过热搜的一个词：「周冬雨排列」。
「周冬雨排列」到底是什么，就连周冬雨本人都搞不明白，还跑到知乎提问。据网友解释，「周冬雨排列」长下面这样，神似一个个“周冬雨的凝视”。
实际上它是指京东方（BOE）的TriangularPenTile排列，是一种屏幕次像素的排列方式。从专业角度来看，OLED屏不同颜色像素点的材质不同，蓝色像素点寿命较短。
为解决这个问题，像素点可以有多种排列方式，排列方式直接影响着屏幕清晰度，而京东方的这种排列在某些方向实际分辨率会下降，使用了京东方OLED屏的华为Mate20Pro还曾爆出了屏幕边缘出现绿色调的光晕，因此外界对其的吐槽也不少。相比于这种排列，世界级面板产商三星的「钻石排列」清晰度更佳。简单总结一下，LCD的光源层和显示层分离，OLED光源层和显示层合二为一。基于此，OLED显示屏相比之下有不少优势，比如轻薄、可视角度大、能耗低、亮度高，还可以显示纯黑色、可以弯曲，能够满足曲屏电子设备的制造。
但OLED并不是完全吊打LCD，LCD党的论据在于，OLED寿命较短不耐用、烧屏频闪易伤眼。PPI达到10000实际上，在OLED显示屏领域，三星（以及LG）可谓是遥遥领先的巨头，不仅在竞争激烈的市场中积极地进行战略部署，技术上也总是快人一步。
正如IEEE所说，OLED屏实现了商业成功，但自然还有提升空间。目前，当屏幕和眼睛保持一定距离时，每英寸像素数大约在几百左右，智能手机屏幕每英寸只能容纳400-500像素（iPhone12Pro的超视网膜XDR显示屏为460PPI），电视屏幕每英寸仅100-200像素。而对于VR、AR设备，所需的像素密度为每英寸几千个像素，而当前的显示技术还无法满足要求。
基于此，研究团队设计了全彩色、高亮度的新型OLED显示器，利用OLED薄膜在两层反射层之间发射白光：一层由银薄膜构成；另一层是作为可调后向反射器（tunableback-reflector）的“超表面”，就像由一个个80纳米高、100纳米宽的柱子组成的森林，每一根柱子的间距小于光的波长。研究人员表示：每英寸10000像素的超高密度，轻松满足了在眼镜或隐形眼镜上制造下一代微型显示器的需求。具体来讲，显示器超表面的每个像素都被分成了4个大小相同的亚像素。
原则上，OLED薄膜可以指定它们照射的亚像素，亚像素中的纳米柱可以操纵落在它们上面的白光。这样一来，每个亚像素可以反射特定颜色的光，而这是由纳米柱之间的间距决定的——在每个像素中：纳米柱排列最密集的亚像素产生红光；纳米柱密度适中的亚像素产生绿光；纳米柱密度最小的亚像素产生蓝光。
上图是扫描电子显微镜下的「纳米柱森林」。发出的光在OLED显示器的反射层之间来回反射，直到最终通过银薄膜从显示器表面逃逸。据了解，这种光线在显示器内部积聚的方式，将使其发光效率成为标准颜色过滤白色OLED显示器的2倍，且颜色纯度也更高。斯坦福大学光学工程师、论文合著者之一MarkBrongersma表示：乐器要想发出声音，常常需要一种共鸣腔，它能产生优美的纯音。
光线也是同样的道理，不同颜色的光会在这些像素上产生“共鸣”。另外，论文第一作者、三星综合技术院（三星电子的中央研究所）的纳米光子工程师Won-JaeJoo还透露：每英寸达到10000像素的结果振奋人心，根据我们的模拟结果，像素密度的理论缩放极限估计是每英寸20000像素。
就潜在应用而言，MarkBrongersma认为短期而言团队的关注点在于VR设备——由于VR显示器离用户的眼睛很近，高分辨率是创造幻觉的关键；在未来，超表面还可能在太阳能电池和光传感器等应用中用于捕获光线。由此可见，这一研究对于OLED领域来讲是一次不小的突破。三星连发Nature、Science实际上，作为显示屏霸主，仅仅是在科研方面，三星的成果有目共睹。
早在2016年，三星就联合哈佛大学、MIT，筛选出了超过1000个用于OLED的蓝光分子，一个主要的目的就是大幅降低生产成本，并提升OLED屏的性能。这项研究在当时的意义就在于，不少人认为OLED取代LCD只是时间的问题，但主要的问题之一就是OLED的制造成本过高，与LCD的价差降低，才会更能显示出OLED的优势。2019年11月27日，三星在Nature上发布了QLED（QuantumDotLightEmittingDiodes，量子点发光二极管）的潜在商业化研究。
在这项研究中，团队通过改善量子点的结构，将量子效率提高了21.4％，并将QLED寿命延长至一百万小时。前不久的10月14日，三星再次在Nature上发表有关QD-LED技术的论文。
团队实现了20.2％的发光效率提升、88900尼特的最大亮度和16000个小时的QLED寿命。前后不到10天，三星就又发表了OLED屏的重要突破。一般而言，OLED被认为是下一代智能手机显示屏的最佳方案，今年4月三星也宣布关闭中国、韩国的LCD面板生产线。
未来OLED技术将会有怎样的飞跃，我们拭目以待。引用来源：https://spectrum.ieee.org/tech-talk/consumer-electronics/audiovideo/metasurface-oled-displayhttps://science.sciencemag.org/content/370/6515/459https://www.leiphone.com/news/202003/cijOxdWFlVjH0CEE.html原创文章，未经授权禁止转载。详情见转载须知。
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