LED を並べて配置するのではなく積み重ねることで、完全に没入型の仮想現実ディスプレイが可能になる可能性があります

2023 年 2 月 1 日

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マサチューセッツ工科大学ジェニファー・チュー著

ラップトップの画面を分解すると、その中心部には赤、緑、青の LED のピクセルでパターン化されたプレートがあり、細心の注意を払った Lite Brite ディスプレイのように端から端まで配置されています。 電力が供給されると、LED を組み合わせて虹のあらゆる色合いを生成し、フルカラー ディスプレイを生成できます。 長年にわたり、個々のピクセルのサイズは縮小し、より多くのピクセルをデバイスに詰め込んで、より鮮明で高解像度のデジタル ディスプレイを生成できるようになりました。

しかし、コンピュータのトランジスタと同様に、LED も効率的に動作しながら小型化するのに限界に達しつつあります。 この制限は、拡張現実デバイスや仮想現実デバイスなどの近距離ディスプレイで特に顕著であり、ピクセル密度が制限されると、ユーザーがピクセル間の空間に縞模様を認識するような「スクリーン ドア効果」が生じます。

今回、MIT のエンジニアは、より鮮明で欠陥のないディスプレイを製造する新しい方法を開発しました。 赤、緑、青の発光ダイオードを水平のパッチワーク状に並べて置き換える代わりに、研究チームはダイオードを積み重ねて垂直の多色のピクセルを作成する方法を発明した。

積み重ねられた各ピクセルは商用の全範囲の色を生成でき、幅は約 4 ミクロンです。 微細なピクセル、つまり「マイクロ LED」は、1 インチあたり 5,000 ピクセルの密度まで詰め込むことができます。

「これは、ジャーナルで報告されているマイクロ LED ピクセルの中で最も小さく、ピクセル密度が最も高いです」と MIT 機械工学准教授の Jeehwan Kim 氏は述べています。 「私たちは、垂直方向のピクセル化が、より小さな設置面積で高解像度のディスプレイを実現するための方法であることを示しています。」

「仮想現実の場合、現時点では、どれだけ現実的に見えるかには限界があります」と、キム氏の研究グループのポスドク、ジホ・シン氏は付け加えた。 「当社の垂直型マイクロ LED を使用すると、完全に没入型の体験ができ、仮想と現実の区別がつかないでしょう。」

研究チームの成果は『Nature』誌に掲載される。 Kim と Shin の共著者には、Kim の研究室のメンバー、MIT 周辺の研究者、Georgia Tech Europe、世宗大学、米国、フランス、韓国の複数の大学の共同研究者が含まれます。

今日のデジタル ディスプレイは、電流に反応して発光するプラスチック ダイオードである有機発光ダイオード (OLED) によって点灯します。 OLED は最先端のデジタル ディスプレイ技術ですが、ダイオードは時間の経過とともに劣化し、画面に永続的な焼き付き効果が生じる可能性があります。 この技術はまた、ダイオードを縮小できるサイズにも限界に達しており、その鮮明さと分解能が制限されています。