由于新的可以同時(shí)發(fā)射和檢測光的LED陣列的出現(xiàn)，手機(jī)和其他設(shè)備可能很快就可以用非接觸式手勢來進(jìn)行控制和使用環(huán)境光來進(jìn)行充電。

這些由排列在薄膜中的微小的納米棒制成的發(fā)光二極管可以產(chǎn)生新的交互功能和多任務(wù)設(shè)備。來自伊利諾伊大學(xué)香檳分校和馬薩諸塞州Marlborough市陶氏電子材料公司的研究人員在2月10日發(fā)行的《科學(xué)》雜志上報(bào)告了這一進(jìn)展。

“這些LED是一個(gè)開始，使顯示器去實(shí)現(xiàn)一些完全不同的事情，除了顯示信息之外，變成一個(gè)更加具有互動(dòng)性的設(shè)備，”Moonsub Shim說，他是伊利諾伊大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)的一名教授，也是這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者。“這可以成為許多電子產(chǎn)品新的和有趣的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。”

這些直徑小于5納米的小納米棒是由三種半導(dǎo)體材料制成。一種發(fā)射和吸收可見光。另外兩種半導(dǎo)體控制電荷流經(jīng)第一種材料的方式。這三種材料的組合使得發(fā)光二極管能夠發(fā)射和感知光并對(duì)光做出響應(yīng)。

激光筆正在一個(gè)由可以同時(shí)發(fā)射光和對(duì)光進(jìn)行響應(yīng)的雙功能LED制成的多功能像素小型陣列上進(jìn)行書寫。

納米LED能夠快速地在執(zhí)行發(fā)射和檢測功能之間進(jìn)行來回切換。他們的切換速度是如此之快，以致于對(duì)人眼來說，顯示器似乎一直在保持顯示——事實(shí)上，它的刷新速率比標(biāo)準(zhǔn)的顯示器要快三個(gè)數(shù)量級(jí)。然而，發(fā)光二極管也在不斷地探測和吸收光，由這些LED構(gòu)成的顯示器可以進(jìn)行編程來以多種方式響應(yīng)光信號(hào)。

例如，可以根據(jù)環(huán)境的光照條件自動(dòng)調(diào)整亮度的顯示器——而且是在逐個(gè)像素的基礎(chǔ)上。

“你可以想象坐在外面拿著你的平板電腦來閱讀。你的平板電腦將檢測環(huán)境的亮度并調(diào)整每個(gè)像素的亮度，”Shim說。“在屏幕上有影子遮擋的地方會(huì)調(diào)暗一些，而在陽光下則會(huì)調(diào)亮一些，從而你可以保持穩(wěn)定的對(duì)比度。”

研究人員展示了自動(dòng)調(diào)整亮度的像素，以及對(duì)手指的靠近進(jìn)行響應(yīng)的像素，其可以集成到交互式顯示器上，從而響應(yīng)非接觸式手勢或識(shí)別物體。

他們還展示了響應(yīng)激光筆的LED陣列，這可能成為智能白板，平板電腦或其他用光來書寫和繪圖的表面的基礎(chǔ)。而且研究人員發(fā)現(xiàn)，發(fā)光二極管不僅對(duì)光有反應(yīng)，而且還可以將光能轉(zhuǎn)換成電能。

“它對(duì)光進(jìn)行響應(yīng)的方式就像太陽電池一樣。所以我們不僅可以增強(qiáng)用戶與設(shè)備或顯示器之間的互動(dòng)，實(shí)際上我們現(xiàn)在還可以用顯示器來獲取光能，”Shim說。“所以想象一下你的手機(jī)只是放在那里就可以收集周圍的光來進(jìn)行充電。這是一種可能，而不必集成單獨(dú)的太陽能電池。我們?nèi)匀贿�有很多的開發(fā)工作要做才能使顯示器可以實(shí)現(xiàn)完全自我供電，但我們認(rèn)為，我們可以在不損害LED性能的情況下提高能量收集性能，從而使得顯示器消耗的功率的一大部分可以來自其本身。

除了與用戶以及它們的環(huán)境相互作用之外，納米LED顯示屏還可以作為大型的并行通信陣列來相互交互。Shim說，它會(huì)比設(shè)備到設(shè)備的技術(shù)如藍(lán)牙技術(shù)要慢，但那些技術(shù)都是串行的——它們每次只能傳輸一個(gè)比特。兩個(gè)面對(duì)面的LED陣列，屏幕上有多少個(gè)像素，就可以以多少個(gè)比特來進(jìn)行通信。

“我們主要通過我們電子設(shè)備的顯示屏來與其進(jìn)行交互，而一個(gè)顯示屏的吸引力在于查看和操作信息的用戶體驗(yàn)，”該研究的合著者，陶氏化學(xué)公司電子材料研究員Peter Trefonas說。“這些新的LED材料的雙向能力使設(shè)備能夠以新的方式智能地響應(yīng)外部刺激。無接觸手勢控制的潛在可能本身就是一件引人入勝的事情，我們只是很淺地觸及了這種可能性。”

研究人員用紅色發(fā)光二極管陣列來進(jìn)行他們所有的演示。他們現(xiàn)在正在研究用紅色、藍(lán)色和綠色像素來形成三色顯示屏的方法，以及通過調(diào)節(jié)納米棒的組成來提高光收集能力的方法。

(關(guān)鍵字：LED)