Alman Üniversitesi Dünyanın En Küçük OLED Pikselini Geliştirdi

Almanya'daki Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) fizikçileri, mikro ekran uygulamalarında kullanılabilecek dünyanın en küçük OLED ışık yayan pikselini başarıyla geliştirdiler. İlgili araştırma sonuçları, Science Advances adlı akademik dergide yayınlandı.

Akıllı gözlükler ve görünmez ekran cihazları gibi giyilebilir ekran teknolojileri, gelecekteki önemli gelişmeler olarak kabul edilmektedir. Ancak, optik sınırlamalar ve ışık verimliliği nedeniyle, mikro ekran teknolojisinin üretimi sektörde her zaman bir zorluk olmuştur. Geleneksel optik prensipler, piksel boyutu ışığın dalga boyutuyla karşılaştırılabilir bir büyüklüğe indirildiğinde, ışık verimliliğinin önemli ölçüde düşeceğini ve ekran parlaklığını korumayı zorlaştıracağını belirtir.

Bunu ele almak için, Würzburg Üniversitesi'ndeki araştırma ekibi, yenilikçi bir "optik anten" yapısı tanıttı ve akım enjeksiyonu ve ışık amplifikasyonu gibi çift işlevi elde etmek için özel bir metal temas katmanı kullandı. Bu, sadece 300 x 300 nanometre boyutunda, geleneksel 5 x 5 mikrometre boyutlarındaki OLED pikselleriyle karşılaştırılabilir bir parlaklığa sahip turuncu ışık yayan pikseller oluşturmalarını sağladı. Bu, 1920 x 1080 çözünürlüğe sahip bir ekranın teorik olarak sadece bir milimetrekarelik bir alana sıkıştırılabileceği anlamına geliyor.

Araştırma ekibi, bu başarının anahtarının yapısal tasarımda bir atılımda yattığını belirtti. OLED'ler, iki elektrot arasına sıkıştırılmış çoklu organik ince film katmanlarından oluşur. Akım içlerinden geçtiğinde, elektronlar ve delikler yeniden birleşerek organik molekülleri ışık yaymaya teşvik eder. Her piksel kendi kendine ışık yaydığı için, arka ışığa gerek kalmaz, bu da yüksek kontrast, canlı renkler ve yüksek enerji verimliliği sağlar, bu da onları AR ve VR cihazları için ideal hale getirir.

Ancak, geleneksel OLED'ler, minyatürleştirme işlemi sırasında düzensiz akım dağılımından muzdariptir. Yapı doğrudan küçültülürse, akım pikselin köşelerinde yoğunlaşır, bu da sadece düzensiz ışık emisyonuna yol açmakla kalmaz, aynı zamanda güçlü elektrik alanı nedeniyle altın atomlarının göç etmesine, bir filament yapısı oluşturmasına ve kısa devreye neden olarak nihayetinde pikseli yok etmesine neden olabilir.

Bu sorunu çözmek için, araştırma ekibi optik antenin üzerine özel bir yalıtım katmanı ekledi ve merkezde yaklaşık 200 nanometre çapında sadece dairesel bir delik bıraktı, bu da akımın kenarlardan enjekte edilmesini etkili bir şekilde engelledi. Bu tasarım, pikselin kararlılığını önemli ölçüde artırarak, doğal ortamlarda iki haftadan fazla bir süre boyunca istikrarlı bir şekilde çalışmasını sağladı.

Araştırma ekibi, bu nano-OLED pikselin mevcut ışık verimliliğinin yaklaşık %1 olduğunu belirtti. Ekip, daha sonra bu verimliliği daha da artırmaya ve ışık yayma aralığını tam kırmızı, yeşil ve mavi renk aralığını içerecek şekilde genişletmeye odaklanacak. Araştırma başarılı bir şekilde ilerlerse, gelecekte tam renkli bir ekranla tamamlanmış bir mikro ekran sisteminin gerçekleştirilmesi bekleniyor.