Физики создали самый маленький в мире светодиодный пиксель

Умные очки, или очки, которые могут проецировать цифровую информацию прямо в поле зрения пользователя, часто считаются краеугольным камнем будущих носимых технологий. Однако до сих пор прогресс сдерживался громоздкими компонентами и оптическими ограничениями, которые не позволяли эффективно излучать свет, когда пиксели уменьшались до размеров одной длины волны.

«С помощью металлического контакта, который позволяет подавать ток на органический светодиод, одновременно усиливая и излучая генерируемый свет, мы создали пиксель для оранжевого света размером всего 300 на 300 нанометров. Этот пиксель такой же яркий, как обычный пиксель OLED с нормальными размерами 5 на 5 микрометров», — говорит профессор Берт Хехт, описывая ключевой результат исследования. Для сравнения: нанометр — это одна миллионная часть миллиметра.

Это означает, что дисплей или проектор с разрешением 1920 x 1080 пикселей легко поместится на площади всего в один квадратный миллиметр. Это, например, позволяет встроить дисплей в дужки очков, откуда генерируемый свет будет проецироваться на линзы.

Исследователи добились этого нового результата, модифицировав существующие структуры OLED. Простое уменьшение размеров OLED-дисплеев приводит к тому, что золотая антенна в центре каждого OLED-дисплея постепенно растворяется в окружающем органическом материале, что приводит к короткому замыканию. Чтобы предотвратить это, исследователи создали специальный изолирующий слой вокруг оптической антенны в каждом диоде, который фокусирует токи и обеспечивает длительную работу наноразмерного OLED-дисплея. Тем не менее это «длительное» время составляло всего две недели тестирования, поэтому превращение этой экспериментальной технологии в нечто жизнеспособное для реальных продуктов и экономики — совсем другая история.

OLED-дисплей состоит из нескольких ультратонких органических слоёв, расположенных между двумя электродами. Когда через этот слой проходит ток, электроны и дырки рекомбинируют и электрически возбуждают органические молекулы в активном слое, которые затем высвобождают эту энергию в виде квантов света. Поскольку каждый пиксель светится сам по себе, подсветка не требуется, что обеспечивает особенно глубокий чёрный цвет, яркие цвета и эффективное управление энергопотреблением в портативных устройствах дополненной и виртуальной реальности (AR и VR).

Теперь исследователи будут работать над расширением цветовой гаммы, которую могут воспроизводить диоды, до полного спектра RGB и повышением их эффективности. На данный момент она составляет всего один процент, что делает эти дисплеи чрезвычайно энергозатратными.