L'université allemande développe le plus petit pixel OLED au monde

Des physiciens de l'Université Julius-Maximilians de Würzburg (JMU) en Allemagne ont réussi à développer le plus petit pixel OLED émetteur de lumière au monde, qui peut être utilisé dans les applications de micro-affichage. Les résultats de recherche pertinents ont été publiés dans la revue scientifique Science Advances.

Les technologies d'affichage portables, telles que les lunettes intelligentes et les dispositifs d'affichage invisibles, sont considérées comme des développements futurs importants. Cependant, en raison des limitations optiques et de l'efficacité lumineuse, la fabrication de la technologie de micro-affichage a toujours été un défi dans l'industrie. Les principes optiques traditionnels dictent que lorsque la taille des pixels est réduite à un ordre de grandeur comparable à la longueur d'onde de la lumière, l'efficacité lumineuse diminuera considérablement, ce qui rend difficile le maintien de la luminosité de l'affichage.

Pour remédier à cela, l'équipe de recherche de l'Université de Würzburg a introduit de manière innovante une structure "d'antenne optique" et a utilisé une couche de contact métallique spéciale pour réaliser les doubles fonctions d'injection de courant et d'amplification de la lumière. Cela leur a permis de créer des pixels émettant une lumière orange dans une zone de seulement 300 x 300 nanomètres, avec une luminosité comparable à celle des pixels OLED conventionnels mesurant 5 x 5 micromètres. Cela signifie qu'un écran avec une résolution de 1920 x 1080 pourrait théoriquement être compressé dans une zone d'un seul millimètre carré.

L'équipe de recherche a noté que la clé de cette réussite réside dans une percée dans la conception structurelle. Les OLED sont constituées de plusieurs couches de films minces organiques prises en sandwich entre deux électrodes. Lorsque le courant les traverse, les électrons et les trous se recombinent, stimulant les molécules organiques à émettre de la lumière. Chaque pixel étant auto-lumineux, éliminant le besoin d'un rétroéclairage, ils atteignent un contraste élevé, des couleurs vives et une grande efficacité énergétique, ce qui les rend idéaux pour les appareils de RA et de RV.

Cependant, les OLED traditionnelles souffrent d'une répartition inégale du courant pendant le processus de miniaturisation. Si la structure est directement réduite, le courant se concentrera dans les coins du pixel, ce qui conduit non seulement à une émission de lumière inégale, mais peut également provoquer la migration des atomes d'or en raison du champ électrique intense, formant une structure filamenteuse et provoquant un court-circuit, détruisant finalement le pixel.

Pour résoudre ce problème, l'équipe de recherche a ajouté une couche isolante spéciale sur le dessus de l'antenne optique, ne laissant qu'un trou circulaire d'un diamètre d'environ 200 nanomètres au centre, empêchant efficacement le courant d'être injecté par les bords. Cette conception a considérablement amélioré la stabilité du pixel, lui permettant de fonctionner de manière stable pendant plus de deux semaines dans des environnements naturels.

L'équipe de recherche a déclaré que l'efficacité lumineuse actuelle de ce nano-pixel OLED est d'environ 1 %. L'équipe se concentrera ensuite sur l'amélioration de cette efficacité et l'élargissement de la gamme lumineuse pour inclure la gamme complète de couleurs rouge, verte et bleue. Si la recherche se déroule avec succès, on s'attend à ce qu'un système de micro-affichage avec un affichage couleur complet soit réalisé à l'avenir.