ドイツのヴュルツブルク大学からの最新ニュースによると、同校の物理学者チームが世界最小の発光ピクセルの開発に成功し、スマートグラスなどのウェアラブルデバイス用の超小型ディスプレイに画期的な進歩をもたらしたという。デジタル情報をユーザーの視野に直接投影できる将来の重要なテクノロジーの 1 つであるスマート グラスの開発は、ディスプレイ コンポーネントの体積制限と光学性能のボトルネックによって制限されています。これまで、ピクセルサイズを 1 つの波長のみに縮小した場合、光の実効発光効率を突破することは困難でした。
ヴュルツブルク大学の研究チームは、光アンテナ技術を使用してこれまでに作成された中で最小の発光ピクセルを作成しました。この研究はイェンス・プフラウム教授とバート・ヘクト教授によって主導され、科学誌「Science Advances」に掲載された。研究者らは、金属電極と有機発光ダイオードを組み合わせることで、わずか300ナノメートル×300ナノメートルの領域でオレンジ色の光ピクセルを点灯することに成功し、その明るさは従来のサイズ（5ミクロン×5ミクロン）のOLEDピクセルに匹敵すると述べた。たとえば、解像度 1920 × 1080 のディスプレイ スクリーン素材を 1 平方ミリメートルの領域に完全に組み込むことができ、メガネのフレームに使用してレンズに光を投影して表示することができます。
OLED ディスプレイのコアは、2 つの電極の間に挟まれた極薄有機材料の複数の層で構成されています。電気が印加されると、電子と正孔が活性層で再結合し、有機分子を励起してエネルギーを放出し、光子を形成します。各ピクセルはバックライトを必要とせずに独立して発光できるため、より深い黒、鮮明な色を提供し、仮想現実および拡張現実デバイスの分野でポータブル デバイスのエネルギー効率管理の向上に役立ちます。
研究者らは、従来のOLEDピクセルを単に縮小するだけでは小型化の技術的なボトルネックを解決できないと指摘した。避雷針効果など、非常に小さいサイズでの電流の不均一な分布により、電流は主にアンテナの隅に集中し、その結果光学活性材料内に金属「フィラメント」が形成され、時間の経過とともに短絡故障が容易に発生する可能性があります。
同チームが開発した新しい構造では、光アンテナの上部に特殊な絶縁層が追加され、中央に直径200ナノメートルの開口部だけが残る。このようにして、コーナーからの電流が効果的にシールドされ、ナノフォトダイオードの信頼性と安定した動作が確保され、フィラメントの発生が防止されます。実験では、ナノピクセルの最初のバッチが通常の条件下で 2 週間安定して動作できることが示されています。
次のステップでは、チームはピクセルの発光効率（現在1％）を改善し、RGBの全スペクトルをカバーするために色域を拡大し、マイクロディスプレイの大規模な応用の達成に努めることを計画している。この新技術により、ディスプレイや投影機器が極めて小型で目に見えなくなり、眼鏡やコンタクトレンズを含むさまざまなウェアラブルデバイスに統合されることが期待されています。
/ScitechDaily から編集