Ilmuwan meminjam teknologi panel surya untuk membuat layar OLED beresolusi sangat tinggi
Innovation

Ilmuwan meminjam teknologi panel surya untuk membuat layar OLED beresolusi sangat tinggi


Ilustrasi tampilan meta-OLED dan lapisan metafotonik yang mendasari, yang meningkatkan kecerahan dan warna layar secara keseluruhan sekaligus menjaganya tetap tipis dan hemat energi. Kredit: Samsung Advanced Institute of Technology

Dengan mengembangkan desain yang ada untuk elektroda panel surya ultra-tipis, peneliti dan kolaborator Stanford di Korea telah mengembangkan arsitektur baru untuk OLED — dioda pemancar cahaya organik — layar yang dapat mengaktifkan televisi, smartphone, dan perangkat virtual atau augmented reality dengan resolusi hingga 10.000 piksel per inci (PPI). (Sebagai perbandingan, resolusi smartphone baru sekitar 400 hingga 500 PPI.)

Layar dengan kepadatan piksel tinggi seperti itu akan dapat memberikan gambar yang menakjubkan dengan detail yang nyata — sesuatu yang bahkan lebih penting lagi untuk tampilan headset yang dirancang hanya beberapa sentimeter dari wajah kita.

Kemajuan ini didasarkan pada penelitian oleh ilmuwan material Universitas Stanford Mark Brongersma bekerja sama dengan Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT). Brongersma awalnya masuk dalam jalur penelitian ini karena ingin membuat desain panel surya yang sangat tipis.

“Kami telah memanfaatkan fakta bahwa, pada skala nano, cahaya dapat mengalir di sekitar objek seperti air,” kata Brongersma, seorang profesor ilmu dan teknik material dan penulis senior pada 22 Oktober. Ilmu makalah yang merinci penelitian ini. “Bidang fotonik skala nano terus menghadirkan kejutan baru dan sekarang kami mulai memengaruhi teknologi nyata. Desain kami bekerja sangat baik untuk sel surya dan sekarang kami memiliki kesempatan untuk memengaruhi tampilan generasi berikutnya.”

Selain memiliki kepadatan piksel pengaturan rekor, tampilan OLED “metafotonik” baru juga akan lebih cerah dan memiliki akurasi warna yang lebih baik daripada versi yang ada, dan akan jauh lebih mudah dan hemat biaya untuk diproduksi juga.

Permata tersembunyi

Inti dari OLED adalah bahan organik yang memancarkan cahaya. Ini terjepit di antara elektroda yang sangat reflektif dan semi-transparan yang memungkinkan injeksi arus ke dalam perangkat. Ketika listrik mengalir melalui OLED, pemancar mengeluarkan cahaya merah, hijau atau biru. Setiap piksel dalam layar OLED terdiri dari sub-piksel lebih kecil yang menghasilkan warna primer ini. Ketika resolusinya cukup tinggi, piksel dianggap sebagai satu warna oleh mata manusia. OLED adalah teknologi yang menarik karena tipis, ringan dan fleksibel serta menghasilkan gambar yang lebih cerah dan lebih berwarna daripada jenis layar lainnya.

Penelitian ini bertujuan untuk menawarkan alternatif dari dua jenis layar OLED yang saat ini tersedia secara komersial. Satu jenis — disebut OLED merah-hijau-biru — memiliki sub-piksel individual yang masing-masing hanya berisi satu warna pemancar. OLED ini dibuat dengan menyemprotkan setiap lapisan material melalui jaring logam halus untuk mengontrol komposisi setiap piksel. Namun, mereka hanya dapat diproduksi dalam skala kecil, seperti yang akan digunakan untuk smartphone.

Perangkat yang lebih besar seperti TV menggunakan layar OLED putih. Masing-masing sub-piksel ini berisi tumpukan ketiga pemancar dan kemudian mengandalkan filter untuk menentukan warna sub-piksel akhir, yang lebih sederhana untuk dibuat. Karena filter mengurangi keluaran cahaya secara keseluruhan, tampilan OLED putih lebih haus daya dan cenderung menyebabkan gambar terbakar ke layar.

Tampilan OLED ada di benak Won-Jae Joo, seorang ilmuwan SAIT, ketika dia mengunjungi Stanford dari 2016 hingga 2018. Selama waktu itu, Joo mendengarkan presentasi oleh mahasiswa pascasarjana Stanford Majid Esfandyarpour tentang teknologi sel surya ultrathin yang dia kembangkan di Lab Brongersma dan menyadari itu memiliki aplikasi di luar energi terbarukan.

“Tema penelitian Profesor Brongersma semuanya sangat mendalam secara akademis dan seperti permata tersembunyi bagi saya sebagai insinyur dan peneliti di Samsung Electronics,” kata Joo, penulis utama makalah Science.

Joo mendekati Esfandyarpour setelah presentasi dengan idenya, yang mengarah pada kolaborasi antara peneliti di Stanford, SAI dan Universitas Hanyang di Korea.

“Sangat menarik melihat bahwa masalah yang telah kami pikirkan dalam konteks berbeda dapat berdampak penting pada tampilan OLED,” kata Esfandyarpour.

Sebuah fondasi yang fundamental

Inovasi penting di balik panel surya dan OLED baru adalah lapisan dasar logam reflektif dengan gelombang nano (lebih kecil dari mikroskop), yang disebut metasurface optik. Metasurface dapat memanipulasi properti reflektif cahaya dan dengan demikian memungkinkan warna yang berbeda beresonansi dalam piksel. Resonansi ini adalah kunci untuk memfasilitasi ekstraksi cahaya yang efektif dari OLED.

“Ini mirip dengan cara alat musik menggunakan resonansi akustik untuk menghasilkan nada yang indah dan mudah terdengar,” kata Brongersma, yang melakukan penelitian ini sebagai bagian dari Laboratorium Geballe untuk Bahan Lanjutan di Stanford.

Misalnya, pemancar merah memiliki panjang gelombang cahaya yang lebih panjang daripada pemancar biru, yang, dalam RGB-OLED konvensional, diterjemahkan menjadi sub-piksel dengan ketinggian berbeda. Untuk membuat layar datar secara keseluruhan, material yang disimpan di atas pemancar harus diletakkan dengan ketebalan yang tidak sama. Sebaliknya, dalam OLED yang diusulkan, kerutan lapisan dasar memungkinkan setiap piksel memiliki ketinggian yang sama dan ini memfasilitasi proses yang lebih sederhana untuk fabrikasi skala besar maupun skala mikro.

Dalam tes laboratorium, para peneliti berhasil menghasilkan piksel bukti konsep miniatur. Dibandingkan dengan OLED putih dengan filter warna (yang digunakan di televisi OLED), piksel ini memiliki kemurnian warna yang lebih tinggi dan peningkatan dua kali lipat dalam efisiensi pendaran — ukuran seberapa terang layar dibandingkan dengan berapa banyak energi yang digunakannya. Mereka juga memungkinkan kerapatan piksel sangat tinggi 10.000 piksel per inci.

Langkah selanjutnya untuk mengintegrasikan pekerjaan ini ke dalam layar ukuran penuh sedang dilakukan oleh Samsung, dan Brongersma dengan bersemangat menunggu hasilnya, berharap menjadi orang pertama yang melihat tampilan meta-OLED beraksi.


Cahaya dari tanah jarang: Peluang baru untuk dioda pemancar cahaya organik


Informasi lebih lanjut:
Won-Jae Joo dkk, OLED yang digerakkan oleh Metasurface melebihi 10.000 piksel per inci, Ilmu 23 Okt 2020: Vol. 370, Issue 6515, hlm. 459-463 DOI: 10.1126 / science.abc8530, science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.abc8530

Disediakan oleh Universitas Stanford

Kutipan: Ilmuwan meminjam teknologi panel surya untuk membuat layar OLED beresolusi sangat tinggi (2020, 22 Oktober), diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-10-scientists-solar-panel-tech-ultrahigh-res .html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel