对于电视行业的人士来说,人们已经习惯了将4K作为未来显示屏的分辨率发展趋势,甚至,8K分辨率显示屏也已不再是梦想。相比4K,8K,在实验室中,出现了一种更高的甚至要高得多的分辨率显示设备。
英国的一个研究小组已经逐步建立了工作进程,该工作可能开发出一种显示屏,分辨率为目前1080p显示器的150倍。使用标准的16:9长宽比,该显示屏将拥有288,000×162,000像素分辨率。虽然目前还没人能保证该规格的显示屏将有很快发售的可能。但是,该团队的科学家们对该研究与其可能申请到的专利感到无比兴奋。
该技术被称为“nanopixels”,由埃克塞特大学的团队开发,开发人员包括牛津大学材料系的Harish Bhaskaran。在实验室中,Bhaskaran和他的团队表明,nanopixel技术可以用来创建非常薄且柔性的显示屏,具备的分辨率足以使线条细为300纳米。
“我们并没有特意发明一种新的显示屏,”Bhaskaran说道,“我们正在探索相变材料电学和光学性质之间的关系。”
科学家们发现,在一个透明电极的两个元件之间,通过层叠一个7纳米厚的叫作“GST”的相变型材料涂层,就可以使用一路电流在半导体材料上面来绘制图像。GST是Ge2Sb2Te5(锗-锑-碲)合金,层叠在由铟锡氧化物(ITO)制成的电极之间。
这些像素可以根据需要进行电控,并且可以用于创建RGB元素,以形成一种极致的超高分辨率的显示技术。
Bhaskaran与团队将该研究工作报告发表在最近一期的《自然》科学杂志上。

图片抓取自nanopixel显示器
使用溅射技术,形成GST膜层,在这种情况下,目标被轰炸成高能量粒子,目标原子被沉积到另一种材料。一旦组合完成,并使用原子力显微镜探针连接到外部控制电子器件,该团队开始着手测试该已创建的显示系统的受限情况。
“我们成功地在薄片上创造了图像,通过有效地利用[原子力显微镜]针尖转换像素,”Bhaskaran表示,“我们在这些薄片上创造Radcliffe Camera图像。”Radcliffe Camera是牛津大学校园内的一座科研楼。
此外,该团队拍摄了多款nanopixel显示屏上的项目,然后将拍摄的图像作为静态照片。本文中附带的三张照片就是以这种方式抓获的。
Bhaskaran说道,在他的实验室,没有其他商用显示技术采用任何像nanopixel GST的方法。然而,有一些在某些方面与该技术类似且目前可得的产品,并指出,该使用材料的方式在DVD和新兴的相变存储器当中是众所周知的。
这种材料仍存在实验室中,还没有商用。然而,Bhaskaran对于如何推出该技术也有了一些想法。
“我们设想,最初它将被用于需要超高分辨率的情况,如智能眼镜或全息显示器显示。”Bhaskaran说道。
在未来,提出越来越精细的像素是一回事,但是如何控制好这些像素成为了显示器的一大难题与困惑。不管怎么样,每个像素需要接收离散的指示,如它们应该在何时打开和关闭,这通常意味着需要大量的连接和功能强大的控制处理器。通过一系列光度命令提高显示器的分辨率,这样你就已经步入了商业产品的新境界。

图片抓取自nanopixel显示器
尽管如此,Bhaskaran和团队正在加紧推进他们的计划,使nanopixels成为一种商业技术。
“我们正在利用一些种子资金研究一种原型,以商业化这项技术,”Bhaskaran说道, “作为这项工作的一部分,我们正在建设一个原型,将解决[控制问题]。虽然独特,但我们不相信,这将成为该技术商用的瓶颈。“
牛津大学材料系的Peiman Hosseini是《自然》杂志该论文的主要作者。他指出,由于GST材料的性质,控制该像素可能不会像看起来的那么复杂。
“我们设计的优势在于,不同于大多数传统的LCD屏幕,没有必要不断地刷新所有像素,你只需要刷新实际需要改变的像素,”他在牛津大学的新闻发布会上说,“这意味着,基于这种技术的任何显示将具备非常低的能耗。”

图片抓取自nanopixel显示器
所以这是一个真正的突破?抑或是不管研究者耗费多少时间与精力都不能将其带出实验室实现商用的一种技术?
“与世界各地的许多其他研究人员一样,多年来,我们一直在积极研究使用这些GST材料的存储介质应用,但是之前没有人想到过结合他们的电学和光学功能,来提供全新类型的非易失性的,高分辨率,电子彩色显示屏,”英国埃克塞特大学工程系教授以及《自然》杂志该论文的共同作者David Wright说道,“所以我们的工作是一个真正的突破。”