Volgens het laatste nieuws van de Universiteit van Würzburg in Duitsland heeft een team natuurkundigen van de school met succes de kleinste lichtgevende pixel ter wereld ontwikkeld, wat een doorbraak betekent in ultraminiatuurdisplays voor draagbare apparaten zoals slimme brillen. Als een van de belangrijkste toekomstige technologieën die digitale informatie rechtstreeks in het gezichtsveld van de gebruiker kan projecteren, wordt de ontwikkeling van slimme brillen beperkt door de volumebeperkingen van beeldschermcomponenten en knelpunten in de optische prestaties. Vroeger, toen de pixelgrootte werd teruggebracht tot slechts één golflengte, was de effectieve emissie-efficiëntie van licht moeilijk te doorbreken.

Een onderzoeksteam van de Universiteit van Würzburg heeft met behulp van optische antennetechnologie de kleinste lichtgevende pixels ooit gecreëerd. Het onderzoek werd geleid door professoren Jens Pflaum en Bert Hecht en is gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances. De onderzoekers zeiden dat ze, door metalen elektroden te combineren met organische lichtgevende diodes, met succes een oranje lichtpixel verlichtten in een gebied van slechts 300 nanometer x 300 nanometer, en dat de helderheid ervan vergelijkbaar was met die van OLED-pixels van conventionele grootte (5 micron x 5 micron). Een schermmateriaal met een resolutie van 1920×1080 kan bijvoorbeeld volledig worden geïntegreerd in een gebied van 1 vierkante millimeter en kan worden gebruikt in brilmonturen om licht op de lenzen te projecteren voor weergave.

De kern van het OLED-display bestaat uit meerdere lagen ultradunne organische materialen, ingeklemd tussen twee elektroden. Nadat elektriciteit is toegepast, recombineren elektronen en gaten in de actieve laag, waardoor organische moleculen worden opgewonden om energie vrij te geven om fotonen te vormen. Elke pixel kan onafhankelijk licht uitstralen zonder dat er achtergrondverlichting nodig is, wat bijdraagt ​​aan diepere zwarttinten, levendige kleuren en een verbeterd energie-efficiëntiebeheer van draagbare apparaten op het gebied van virtual reality en augmented reality-apparaten.

De onderzoekers wezen erop dat het simpelweg verkleinen van traditionele OLED-pixels het technische knelpunt van miniaturisatie niet kan oplossen. Door de ongelijke verdeling van de stroom bij extreem kleine afmetingen, zoals het bliksemafleidereffect, wordt de stroom voornamelijk geconcentreerd in de hoeken van de antenne, waardoor metalen "filamenten" in het optisch actieve materiaal worden gevormd, wat na verloop van tijd gemakkelijk tot kortsluiting kan leiden.

De nieuwe structuur, ontwikkeld door het team, voegt een speciale isolatielaag toe aan de bovenkant van de optische antenne, waardoor er in het midden slechts een opening overblijft met een diameter van 200 nanometer. Op deze manier wordt de stroom uit de hoeken effectief afgeschermd, waardoor de betrouwbare en stabiele werking van de nanofotodiode wordt gegarandeerd en het genereren van filamenten wordt voorkomen. Uit experimenten blijkt dat de eerste batch nanopixels onder normale omstandigheden twee weken stabiel kan werken.

In de volgende stap is het team van plan de pixellichtefficiëntie (momenteel 1%) te verbeteren, het kleurengamma uit te breiden om het volledige spectrum van RGB te bestrijken en te streven naar grootschalige toepassing van microdisplays. Verwacht wordt dat deze nieuwe technologie beeldschermen en projectieapparatuur extreem klein en onzichtbaar zal maken en geïntegreerd zal worden in verschillende draagbare apparaten, waaronder brillen en zelfs contactlenzen.

Samengesteld uit /ScitechDaily