由于新的可以同時發射和檢測光的LED陣列的出現，手機和其他設備可能很快就可以用非接觸式手勢來進行控制和使用環境光來進行充電。
這些由排列在薄膜中的微小的納米棒制成的發光二極管可以產生新的交互功能和多任務設備。來自伊利諾伊大學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日發行的《科學》雜志上報告了這一進展。
“這些LED是一個開始，使顯示器去實現一些完全不同的事情，除了顯示信息之外，變成一個更加具有互動性的設備，”Moonsub Shim說，他是伊利諾伊大學材料科學與工程專業的一名教授，也是這項研究的領導者。“這可以成為許多電子產品新的和有趣的設計的基礎。”
這些直徑小于5納米的小納米棒是由三種半導體材料制成。一種發射和吸收可見光。另外兩種半導體控制電荷流經第一種材料的方式。這三種材料的組合使得發光二極管能夠發射和感知光并對光做出響應。
激光筆正在一個由可以同時發射光和對光進行響應的雙功能LED制成的多功能像素小型陣列上進行書寫。
納米LED能夠快速地在執行發射和檢測功能之間進行來回切換。他們的切換速度是如此之快，以致于對人眼來說，顯示器似乎一直在保持顯示——事實上，它的刷新速率比標準的顯示器要快三個數量級。然而，發光二極管也在不斷地探測和吸收光，由這些LED構成的顯示器可以進行編程來以多種方式響應光信號。
例如，可以根據環境的光照條件自動調整亮度的顯示器——而且是在逐個像素的基礎上。
“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境的亮度并調整每個像素的亮度，”Shim說。“在屏幕上有影子遮擋的地方會調暗一些，而在陽光下則會調亮一些，從而你可以保持穩定的對比度。”
研究人員展示了自動調整亮度的像素，以及對手指的靠近進行響應的像素，其可以集成到交互式顯示器上，從而響應非接觸式手勢或識別物體。
他們還展示了響應激光筆的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。而且研究人員發現，發光二極管不僅對光有反應，而且還可以將光能轉換成電能。
“它對光進行響應的方式就像太陽電池一樣。所以我們不僅可以增強用戶與設備或顯示器之間的互動，實際上我們現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只是放在那里就可以收集周圍的光來進行充電。這是一種可能，而不必集成單獨的太陽能電池。我們仍然還有很多的開發工作要做才能使顯示器可以實現完全自我供電，但我們認為，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，它會比設備到設備的技術如藍牙技術要慢，但那些技術都是串行的——它們每次只能傳輸一個比特。兩個面對面的LED陣列，屏幕上有多少個像素，就可以以多少個比特來進行通信。
“我們主要通過我們電子設備的顯示屏來與其進行交互，而一個顯示屏的吸引力在于查看和操作信息的用戶體驗，”該研究的合著者，陶氏化學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備能夠以新的方式智能地響應外部刺激。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。”
研究人員用紅色發光二極管陣列來進行他們所有的演示。他們現在正在研究用紅色、藍色和綠色像素來形成三色顯示屏的方法，以及通過調節納米棒的組成來提高光收集能力的方法。
(關鍵字：LED)
