Các nhà khoa học tạo ra điểm ảnh nhỏ nhất thế giới

Các nhà khoa học tại Đại học Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) ở Đức, do Giáo sư Jens Pflaum và Bert Hecht dẫn đầu, đã tiến một bước dài hướng tới tương lai đó bằng cách tạo ra điểm ảnh phát sáng nhỏ nhất từ ​​trước đến nay.

Nhóm nghiên cứu, phát triển một loại điểm ảnh diode phát quang hữu cơ (OLED) mới, có kích thước chỉ 300 x 300 nanomet, có thể mở đường cho màn hình siêu nhỏ gọn, hiệu suất cao, dành cho kính thông minh, thiết bị thực tế tăng cường (AR) hay thực tế ảo (VR).

Để dễ hình dung, một nanomet bằng một phần triệu milimét, nhỏ đến mức hàng triệu điểm ảnh này có thể đặt vừa vặn trên đầu một chiếc ghim. Mặc dù rất nhỏ như vậy, mỗi điểm ảnh này vẫn tỏa sáng rực rỡ như một điểm ảnh OLED tiêu chuẩn lớn hơn gấp 5.000 lần.

Với kích thước điểm ảnh nhỏ như vậy, toàn bộ màn hình Full HD (1.920 x 1.080) có thể vừa vặn trong một diện tích chỉ một milimét vuông. Mức độ thu nhỏ này, cho phép màn hình có thể tích hợp trực tiếp vào công nghệ đeo được, chẳng hạn như gọng kính, mà không làm tăng kích thước.

Công nghệ OLED vốn nổi tiếng với khả năng tạo ra màu sắc sống động, sắc đen sâu thẳm và hiệu suất năng lượng cao, vì mỗi điểm ảnh tự phát sáng mà không cần đèn nền. Tuy nhiên, việc thu nhỏ OLED xuống kích thước nano từ lâu là một thách thức.

Khi các kỹ sư cố gắng làm cho các thiết kế hiện có nhỏ hơn, dòng điện sẽ tập trung ở các góc của điểm ảnh, giống như tia sét đánh vào thanh kim loại. Dòng điện không đều này, như đường dẫn điện nhỏ, cuối cùng làm chập mạch và phá hủy điểm ảnh.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu JMU thiết kế cấu trúc mới, gồm một lớp cách điện mỏng trên đỉnh ăng-ten bằng vàng của điểm ảnh, cho phép dòng điện chạy qua đều đặn. Thiết kế thông minh này giúp nano-OLED ổn định để sử dụng lâu dài.

Giáo sư Bert Hecht cho biết, ngay cả những nano-pixel đầu tiên vẫn ổn định trong hai tuần trong điều kiện bình thường. Bước tiếp theo là cải thiện hiệu suất, hiện ở mức khoảng 1%, và mở rộng công nghệ để tạo ra đầy đủ dải màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam.

Một khi được hoàn thiện, những OLED thu nhỏ này có thể tạo ra màn hình siêu nhỏ, siêu sáng thành hiện thực phục vụ cho nhiều ứng dụng khác nhau, từ kính thông minh, thiết bị cấy ghép y tế đến máy chiếu siêu nhỏ gọn.

Bước đột phá này cho thấy tương lai của công nghệ đeo được có thể không chỉ thông minh mà còn gần như vô hình. Phát minh của họ, được công bố trên tạp chí Science Advances.