Немецкие исследователи из Вюрцбургского университета создали органический светодиод с размером пикселя 300 нанометров. Этот показатель более чем в десять раз меньше габаритов микро-OLED элементов, которые применяют в современных устройствах дополненной реальности и носимых дисплеях. При масштабировании технологии можно создать дисплей формата 1080p с шириной всего один миллиметр.
Научная группа достигла такого результата благодаря конструкции металлического контакта, который одновременно подает ток на органический слой и усиливает излучение света. Несмотря на минимальные размеры, пиксель демонстрирует яркость, аналогичную стандартным OLED-элементам размером 5×5 микрометров. Для предотвращения коротких замыканий, которые часто возникают при миниатюризации светодиодов, исследователи добавили изолирующий слой вокруг золотой антенны в сердцевине каждого диода.
Эта модификация повысила стабильность устройства, что позволило ему работать без сбоев в течение двух недель. В текущей версии наноскопические OLED-элементы излучают только оранжевый свет и имеют эффективность на уровне одного процента. Такие параметры пока не позволяют использовать разработку в потребительских устройствах.
Ученые продолжают работу над расширением цветового охвата до полноценной модели RGB и повышением эффективности для снижения энергопотребления. Решение этих задач может заложить основу для микро-дисплеев следующего поколения с экстремальной плотностью пикселей. Такие экраны потенциально могут найти применение в системах дополненной реальности, носимых устройствах и даже в контактных линзах с функцией дисплея.
Современные коммерческие микро-OLED дисплеи, такие как используемые в Apple Vision Pro или Meta Quest 3, имеют плотность пикселей около 3400 на дюйм. Разработка вюрцбургских ученых теоретически позволяет достичь плотности свыше 40000 пикселей на дюйм. Это открывает возможности для создания дисплеев с угловым разрешением, превышающим пределы человеческого зрения.
Проблема эффективности органических светодиодов размером менее одного микрона остается ключевым вызовом для исследователей. При уменьшении размеров возникает квантово-механический эффект тушения люминесценции, который значительно снижает светоотдачу. Немецкие ученые частично преодолели эту проблему с помощью плазмонных эффектов в металлической антенне.
Технология изоляции наноразмерных светодиодов также представляет научный интерес. Традиционные методы пассивации поверхности плохо работают в таких масштабах. Исследователи из Вюрцбурга разработали специальную методику осаждения изоляционного слоя, который не нарушает электрические характеристики устройства.
