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德国科学家突破纳米OLED技术瓶颈,300nm²超微像素助力AR/VR设备革新

   时间:2025-10-25 11:58:21 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

德国维尔茨堡尤利乌斯-马克西米利安大学物理学家团队在显示技术领域取得突破性进展,成功研制出全球最小尺寸的发光像素单元。该成果通过创新光学设计,在300纳米见方的超微空间内实现了与传统像素相当的显示性能,为智能穿戴设备的微型化发展开辟了全新路径。相关研究成果已发表于国际权威学术期刊《科学进展》。

研究团队采用独特的"光学天线"结构,在仅300×300纳米(约合0.09平方微米)的区域内构建出可独立寻址的亚波长有机发光二极管(OLED)。实验数据显示,该纳米像素的外量子效率达到1%,峰值亮度达3000坎德拉每平方米,响应速度超越视频帧率要求。这意味着在1平方毫米的面积内,理论上可集成1920×1080分辨率的全高清显示单元。

项目负责人贝特·赫希特教授解释了技术原理:"我们通过精密设计的金属接触结构,实现了电流的高效注入与光子的定向发射。这种特殊构造使纳米级像素在保持微小体积的同时,达到了与传统显示器件相当的亮度水平。"该突破为将显示模块嵌入智能眼镜镜腿等狭小空间提供了可能,未来可通过镜片投影技术实现更轻量化的增强现实(AR)设备。

OLED技术特有的多层有机材料结构在此次研究中发挥关键作用。当电流通过由电极夹持的超薄有机层时,电子与空穴的结合会激发分子发光。这种自发光特性不仅消除了对背光源的依赖,还能呈现更纯粹的黑色与更丰富的色彩,同时显著提升能源利用效率,这对电池供电的便携设备尤为重要。

研究过程中,团队攻克了纳米级OLED制造的核心难题。项目联合负责人延斯·普夫劳姆教授指出:"传统结构缩小到纳米尺度后,会出现类似避雷针效应的电流集中现象,导致金原子迁移形成破坏性'细丝'。"为解决这个问题,研究团队在金质长方体天线(300×300×50纳米)与发光层之间引入特殊绝缘层,仅在中心保留200纳米直径的导电通道,有效阻止了边缘电流导致的材料劣化。

经过结构优化的纳米像素展现出优异稳定性。赫希特教授透露:"在常温环境下,首批样品已能持续工作两周以上。"目前该技术的光电转换效率约为1%,研究团队正着力提升效率指标,并开发红、绿、蓝三基色全光谱像素。一旦实现全色域覆盖,这项源自维尔茨堡的技术将加速从实验室走向产业化应用。

这项突破为显示设备的小型化提供了革命性方案。未来,超微型显示模块可能被集成到各类可穿戴设备中,除智能眼镜外,甚至有望应用于隐形眼镜等更精密的载体。通过将显示单元压缩至微观尺度,设备设计将获得更大的自由度,推动消费电子向"隐形化"方向演进。

 
 
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