Araştırmacılar, şimdiye kadar yapılmış en küçük OLED pikselini - sadece 300 nanometre genişliğinde - parlaklıktan ödün vermeden inşa ettiler. Pikseli nano boyutlu bir optik anten ve koruyucu bir yalıtım katmanı ile yeniden tasarlayarak, normalde cihazları bu ölçekte rahatsız eden kısa devreleri önlediler. Böylece Full HD ekranların bir kum tanesi büyüklüğünde bir alana sığmasına izin verebilecek kararlı, ultra minik bir ışık kaynağı elde edildi.
Julius-Maximilians-Universität Würzburg'daki (JMU) fizikçiler şimdi bu engeli aştılar. Ekip, özel olarak tasarlanmış optik antenleri kullanarak, şimdiye kadar yaratılmış en küçük piksel olarak tanımladıkları şeyi inşa etti. Profesör Jens Pflaum ve Bert Hecht liderliğindeki araştırma grubu, Science Advances dergisindeki ilerlemeyi bildirdi.
Bir Kare Milimetrede Tam HD Ekran
“Organik bir ışık yayan diyotun içine akım enjeksiyonu sağlarken aynı anda üretilen ışığı güçlendirirken ve aynı anda güçlendiren ve yayan metalik bir temasın yardımıyla, sadece 300 ila 300 nanometre ölçen bir alana portakal ışığı için bir piksel oluşturduk. Bu piksel, 5 ila 5 mikrometrelik normal boyutlarına sahip geleneksel bir OLED piksel kadar parlaktır, ”diyor Bert Hecht, çalışmanın anahtar bulgusunu anlatıyor.
Ölçek için, bir nanometre milimetrenin milyonda biridir. 300 ila 300 nanometrede, bu pikseller olağanüstü derecede küçüktür. Aslında, 1920 x 1080 piksel çözünürlüğe sahip bir projektör veya ekran, sadece bir milimetrekarelik bir alana sığabilir. Bu tür kompakt boyutlar, bir ekranın doğrudan bir çift camın kollarına inşa edilmesine izin verebilir ve yansıtılan ışık lenslere yönlendirilir.
OLED teknolojisi, iki elektrot arasında konumlandırılmış birden fazla ultra ince organik tabakaya dayanır. Elektrik geçtiğinde, elektronlar ve delikler aktif tabakanın içinde yeniden canlanır. Bu işlem organik molekülleri heyecanlandırır ve daha sonra enerjiyi ışık kuntası olarak salınır. Her piksel kendi ışığını ürettiğinden, ayrı bir arka aydınlatma gerekmez. Bu tasarım, artırılmış ve sanal gerçeklik (AR ve VR) cihazları için derin siyahlar, canlı renkler ve enerji verimli performans sağlar.
OLED Pikselleri Daralmak Neden Bu Kadar Zor
Sadece mevcut OLED tasarımlarını ölçeklendirmek nano ölçekte çalışmaz. Würzburg ekibi, yapı son derece küçük hale geldiğinde elektrik akımının eşit yayılmadığını tespit etti. Jens Pflaum, “Bir paratonerde olduğu gibi, yerleşik OLED konseptinin boyutunu azaltmak, akıntıların esas olarak antenin köşelerinden yaymasına neden olacaktır” diyor. Cihazda kullanılan altın anten, 300 ila 300 ila 50 nanometre ölçülerinde bir kütoid gibi şekillendirilmiştir.
Pflaum, “Ortaya çıkan elektrik alanları, altın atomlarının mobil hale gelmesine göre o kadar güçlü kuvvetler üretecek ki, optik olarak aktif olarak aktif malzemeye dönüşecek” diye devam ediyor. Fidanlar olarak bilinen büyümeler gibi bu iplikler, kısa bir devre oluşturana ve pikseli yok edene kadar uzanmaya devam edecektir.
Yalıtım Tabakası Kısa Devreleri Önler
Bu sorunu çözmek için araştırmacılar, optik antenin üzerinde hassas bir şekilde tasarlanmış bir yalıtım katmanı tanıttılar. Bu tabaka, merkezde 200 nanometre çapında sadece dairesel bir açıklık bırakır. Tasarım, akımın kenarlarda ve köşelerde akmasını engelleyerek, nano ışık yayan diyotun kararlı ve güvenilir çalışmasını sağlar. Bu şartlar altında filament oluşumu önlenir. "İlk nanopikseller bile ortam koşullarında iki hafta boyunca stabildi" diyor Bert Hecht, sonucu anlatıyor.
Takımın bir sonraki hedefi, verimliliği mevcut yüzde bir seviyesinin ötesinde artırmak ve renk aralığını tam RGB spektrumunu kapsayacak şekilde genişletmektir. Bu kilometre taşlarını elde etmek, “Würzburg’da yapılan” yeni nesil minyatür ekranların yolunu temizleyecektir. Gelecekte, bu teknolojiye dayanan ekranlar ve projektörler o kadar kompakt hale gelebilir ki, gözlük çerçevelerinden kontakt lenslere kadar giyilebilir cihazlara entegre edildiğinde neredeyse görünmezdirler.
Kaynak: Würzburg üniversitesi | Tarih: 4 Mart 2026
