Самый маленький пиксель в мире бьет рекорды… Но есть одна загвоздка
Приготовьтесь к новой эре миниатюрных дисплеев. Ученые разработали самый крошечный пиксель из когда-либо созданных — всего 300 × 300 нанометров — и он достаточно яркий, чтобы конкурировать с сегодняшними стандартными пикселями.
Работа исследователей из Вюрцбургского университета в Германии открывает новые возможности для дисплеев в гарнитурах виртуальной реальности (VR) и умных очках дополненной реальности (AR).
Поскольку их новый пиксель в 250 раз меньше ширины человеческого волоса, его можно использовать в Экран с разрешением 1920 x 1080 (full HD), занимающий площадь в квадратный миллиметр – достаточно крошечный, чтобы его можно было вставить в линзу и поместить информацию в поле зрения, пока вы путешествуете по миру.
Связано: Существует простое решение для защиты ваших глаз от экранов
Нанопиксели достигают яркости на одном уровне с пикселями современных OLED-экранов (органических светоизлучающих диодов), которые примерно В 16–17 раз больше, что означает, что вам не придется жертвовать четкостью ради яркости при уменьшении изображения.
Инновации команды включают в себя сэндвич из двух электродов, один из которых сделан из золота и также выполняет функцию антенны. Вместе они создают электрический ток и помогают усиливать и направлять излучаемый свет, который обычно не может исчезнуть при таком маленьком размере пикселя.
«С помощью металлического контакта, который позволяет подавать ток в органический светодиод, одновременно усиливая и излучая генерируемый свет, мы создали пиксель оранжевого света на площади размером всего 300 на 300 нанометров», — говорит физик-экспериментатор Берт Хехт.
«Этот пиксель такой же яркий, как обычный OLED-пиксель с нормальными размерами 5 на 5 микрометров».
Что ограничивало предыдущие попытки создать сверхмаленькие пиксели, так это то, что просто миниатюризировать нынешний дизайн не работает. Острые края электродов вызывают нарушения электрического поля, мешая отображению света и в конечном итоге убивая пиксель.
Здесь, помимо использования нижнего электрода в качестве антенны (отчасти за счет замены материала на золото), края также были покрыты изолирующим слоем. Это заставляет ток проходить через центр пикселя.
«Как и в случае с громоотводом, простое уменьшение размера общепринятой концепции OLED приведет к тому, что токи будут излучаться в основном из углов антенны», — говорит физик-экспериментатор Йенс Пфлаум.
«В результате электрические поля будут генерировать такие сильные силы, что атомы золота, становясь подвижными, постепенно превращаются в оптически активный материал».
С этой технологией все еще существуют проблемы, которые необходимо решить. В настоящее время исследователи ищут способы, например, охватить весь цветовой спектр и повысить эффективность пикселей. В настоящее время он излучает только оранжевый свет, а эффективность по-прежнему относительно низка и составляет всего 1 процент.
Однако у пикселей есть много перспектив: они соответствуют яркости существующих пикселей OLED, они стабильны и относительно просты в изготовлении, а также достаточно отзывчивы, чтобы их можно было использовать в дисплеях гаджетов.
«Наши результаты подчеркивают масштабируемую стратегию для преодоления ключевых электронных и оптических узких мест наноразмерных оптоэлектронных устройств», пишет команда в своей статье.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
