25 اکتبر 2025، عکس از نویسنده: نیتیکا والتر- نمایی از یک دیود ساطع‌کننده نور نانو که در وورتسبورگ توسعه یافته است. منبع: گری (KI) / Adobe Stock
به لطف یک پیکسل کوچکتر از موی انسان، عینک‌های هوشمند بالاخره ممکن است برای استفاده در اوج استفاده آماده باشند.
فیزیکدانان دانشگاه جولیوس-ماکسیمیلیانز ورزبورگ (JMU) کوچکترین پیکسل ساطع‌کننده نور جهان را ساخته‌اند، پیشرفتی که می‌تواند نمایشگرهای با وضوح بالا را کوچک کند تا روی دسته یک عینک جا شوند.
تاکنون، کوچک‌سازی نمایشگرها به یک محدودیت سخت برخورده بود: پیکسل‌های ساطع‌کننده نور کارآمد نمی‌توانند به کمتر از طول موج نوری که ساطع می‌کنند، کوچک شوند.این به معنای آن بود که تلاش‌ها برای ساخت OLEDهای فشرده اغلب با شکست مواجه می‌شد و نمایشگرها یا کم‌نور یا ناپایدار بودند.
اکنون، تیم وورتسبورگ با استفاده از آنتن‌های نوری از این مانع عبور کرده و یک پیکسل ۳۰۰ در ۳۰۰ نانومتری – حدود یک میلیونیم میلی‌متر – ایجاد کرده‌اند.
برت هخت گفت: «با کمک یک اتصال فلزی که امکان تزریق جریان به یک دیود ساطع‌کننده نور ارگانیک را فراهم می‌کند و همزمان نور تولید شده را تقویت و ساطع می‌کند، ما یک پیکسل برای نور نارنجی در مساحتی به اندازه ۳۰۰ در ۳۰۰ نانومتر ایجاد کرده‌ایم. این پیکسل به اندازه یک پیکسل OLED معمولی با ابعاد معمولی ۵ در ۵ میکرومتر روشن است.»
این مقیاس کوچک می‌تواند به یک نمایشگر کامل ۱۰۸۰p اجازه دهد تا روی یک میلی‌متر مربع قرار گیرد. چنین کوچک‌سازی، دری را به روی نمایشگرهای یکپارچه روی دسته‌های عینک باز می‌کند که چالش‌های نانو OLED تصاویر را مستقیماً روی لنزها نمایش می‌دهند.
OLEDها وقتی الکترون‌ها و حفره‌ها در یک لایه ارگانیک دوباره ترکیب می‌شوند، نور تولید می‌کنند، به این معنی که هر پیکسل به طور مستقل می‌درخشد. هیچ نور پس زمینه‌ای لازم نیست و امکان سیاهی عمیق، رنگ‌های زنده و استفاده کارآمد از انرژی را فراهم می‌کند.
اما کوچک کردن پیکسل‌ها ساده نیست. ینس پفلوم توضیح داد: «مانند یک میله رعد و برق، صرفاً کاهش اندازه مفهوم تثبیت‌شده OLED باعث می‌شود جریان‌ها عمدتاً از گوشه‌های آنتن ساطع شوند.»
آنتن مکعب طلایی این تیم 300 در 300 در 50 نانومتر اندازه داشت، اما جریان‌های ناهموار باعث ایجاد رشته‌هایی می‌شدند که در نهایت باعث اتصال کوتاه پیکسل می‌شدند.برای رفع این مشکل، محققان یک لایه عایق سفارشی روی آنتن نوری اضافه کردند و فقط یک روزنه دایره‌ای 200 نانومتری در مرکز باقی گذاشتند. این کار جریان‌های لبه را مسدود کرد و به پیکسل اجازه داد تا به طور قابل اعتمادی عمل کند.
برت هخت گفت: «حتی اولین نانوپیکسل‌ها به مدت دو هفته در شرایط محیطی پایدار بودند.»
این تیم قصد دارد کارایی را که در حال حاضر حدود ۱٪ است، بهبود بخشد و محدوده رنگ را به RGB کامل گسترش دهد. پس از بهینه‌سازی، نمایشگرها می‌توانند به صورت نامرئی در دستگاه‌هایی که روی بدن پوشیده می‌شوند، از قاب عینک گرفته تا لنزهای تماسی، ادغام شوند.
هخت گفت: «نمایشگرها و پروژکتورها در آینده می‌توانند آنقدر کوچک شوند که تقریباً به صورت نامرئی در دستگاه‌هایی که روی بدن پوشیده می‌شوند، ادغام شوند.» چنین فناوری فشرده و با وضوح بالا می‌تواند AR، VR و سایر لوازم الکترونیکی پوشیدنی را متحول کند.
این پیشرفت، گامی بزرگ به سوی عینک‌های هوشمند نسل بعدی و میکرونمایشگرها است که تأثیر بالقوه‌ای بر لوازم الکترونیکی مصرفی و دستگاه‌های پزشکی خواهد داشت.
کار تیم وورتسبورگ در Science Advances به تفصیل شرح داده شده است.
