近日，德国维尔茨堡大学（Julius-Maximilians-Universitt Würzburg, JMU）的物理学家成功研制出目前全球最小的OLED发光像素，可用于微型显示应用当中，相关研究成果已发表于《Science Advances》学术期刊。

 

 

纳米OLED像素概念设计图（图片来源：Science Advances）

 

据悉，智能眼镜、隐形显示设备等可穿戴显示技术被认为是未来的重要发展方向，但由于受制于光学极限和发光效率，微型显示技术的制造一直是业界难题。传统光学原理认为，当像素尺寸缩小到与发光波长相当的量级时，其发光效率将大幅下降，难以维持显示亮度。

 

对此，维尔茨堡大学的研究团队通过创新性地引入“光学天线”（optical antennas）结构，利用一种特殊的金属接触层，实现了电流注入与光增强的双重功能，在仅300×300纳米的区域上制造出发出橙光的像素，其亮度可与常规尺寸为5×5微米的OLED像素相近。这意味着，一个具备1920×1080分辨率的显示屏理论上可以被压缩至仅一平方毫米大小的范围内。

 

研究团队指出，这项成果的核心在于结构设计的突破，OLED由夹在两层电极之间的多层有机薄膜组成，电流通过时，电子与空穴复合并激发有机分子发光。由于每个像素自发光，无需背光，因此可实现高对比度、鲜艳色彩和高能效，非常适用于AR和VR设备。

 

然而，传统OLED在微缩化过程中会出现电流分布不均的问题，若直接缩小结构，电流将集中在像素的边角区域，这不仅导致发光不均，还可能因强电场促使金原子迁移，生成细丝结构并造成短路，最终破坏像素。

 

为解决这一问题，研究团队在光学天线顶部增加了一层特制的绝缘层，仅在中央保留直径约200纳米的圆孔，从而有效阻止电流从边缘注入。这一设计显著提高了像素的稳定性，使其在自然环境下能够稳定工作两周以上。

 

研究团队表示，目前这项纳米OLED像素的发光效率约为1%，团队下一步将致力于进一步提升效率，并将发光范围扩展至红、绿、蓝全色域。若研究顺利推进，未来可望实现完整全彩显示的微型显示系统。（LEDinside整理）

 

 

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