Empilhar LEDs em vez de colocá-los lado a lado pode permitir exibições de realidade virtual totalmente imersivas

1º de fevereiro de 2023

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por Jennifer Chu, Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Desmonte a tela do seu laptop e no centro você encontrará uma placa padronizada com pixels de LEDs vermelhos, verdes e azuis, dispostos de ponta a ponta como uma meticulosa tela Lite Brite. Quando alimentados eletricamente, os LEDs juntos podem produzir todas as tonalidades do arco-íris para gerar exibições coloridas. Ao longo dos anos, o tamanho dos pixels individuais diminuiu, permitindo que muitos mais deles fossem incluídos em dispositivos para produzir telas digitais mais nítidas e de maior resolução.

Mas, assim como os transistores de computador, os LEDs estão atingindo um limite de quão pequenos podem ser e, ao mesmo tempo, têm um desempenho eficaz. Este limite é especialmente perceptível em telas de curto alcance, como dispositivos de realidade aumentada e virtual, onde a densidade limitada de pixels resulta em um “efeito de porta de tela”, de modo que os usuários percebem listras no espaço entre os pixels.

Agora, os engenheiros do MIT desenvolveram uma nova maneira de criar telas mais nítidas e sem defeitos. Em vez de substituir os diodos emissores de luz vermelhos, verdes e azuis lado a lado em uma colcha de retalhos horizontal, a equipe inventou uma maneira de empilhar os diodos para criar pixels multicoloridos verticais.

Cada pixel empilhado pode gerar toda a gama comercial de cores e mede cerca de 4 mícrons de largura. Os pixels microscópicos, ou “micro-LEDs”, podem ser compactados com uma densidade de 5.000 pixels por polegada.

“Este é o menor pixel micro-LED e a maior densidade de pixels relatada nas revistas”, diz Jeehwan Kim, professor associado de engenharia mecânica no MIT. "Mostramos que a pixelização vertical é o caminho a seguir para telas de maior resolução em um espaço menor."

“Para a realidade virtual, neste momento há um limite para o quão reais elas podem parecer”, acrescenta Jiho Shin, pós-doutorado no grupo de pesquisa de Kim. "Com nossos micro-LEDs verticais, você poderia ter uma experiência completamente imersiva e não seria capaz de distinguir o virtual da realidade."

Os resultados da equipe são publicados na revista Nature. Os coautores de Kim e Shin incluem membros do laboratório de Kim, pesquisadores do MIT e colaboradores da Georgia Tech Europe, da Universidade Sejong e de várias universidades nos EUA, França e Coréia.

Os displays digitais atuais são iluminados por diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) – diodos plásticos que emitem luz em resposta a uma corrente elétrica. Os OLEDs são a tecnologia líder de exibição digital, mas os diodos podem se degradar com o tempo, resultando em efeitos permanentes de queima nas telas. A tecnologia também está atingindo um limite para o tamanho que os diodos podem ser reduzidos, limitando sua nitidez e resolução.