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為智能眼鏡及其他可穿戴設備的超緊湊型顯示屏研發邁出了關鍵一步

（中國AI網 2025年11月12日）德國維爾茨堡大學的物理學家研發出了全球最小的發光像素，這一突破為智能眼鏡及其他可穿戴設備的超緊湊型顯示屏研發邁出了關鍵一步。

智能眼鏡是未來可穿戴技術的核心。但迄今為止，由于組件體積龐大以及光學限制 —— 當像素縮小至單個波長尺度時，無法實現高效發光 —— 其發展一直受限。

如今，德國維爾茨堡大學的研究人員在打造高亮度、超小型顯示屏方面取得了重大突破。他們利用光學天線，研發出了有史以來最小的發光像素。

平方毫米級顯示屏

研究人員解釋道：“通過一種金屬觸點，我們既能將電流注入OLED，同時又能放大并發射產生的光線，由此制造出了一個橙光像素，其面積僅為300×300納米。這個像素的亮度與常規尺寸為5×5微米的傳統OLED像素相當。” 打個比方，1納米是1毫米的百萬分之一。

這意味著，一個1920×1080分辨率的顯示屏或投影儀，完全可以輕松集成在僅1平方毫米的區域內。例如，這使得將顯示屏嵌入眼鏡鏡腿成為可能，進而將產生的光線投射到鏡片上。

OLED由嵌入兩個電極之間的多個超薄有機層構成。當電流通過這一疊層時，電子與空穴復合，使活性層中的有機分子發生電激發，隨后這些分子以光量子的形式釋放能量。由于每個像素自行發光，無需背光，這使得增強現實和虛擬現實領域的便攜式設備能夠實現極致的深黑色、鮮艷的色彩以及高效的能量管理。

單純微型化行不通

維爾茨堡的研究人員在進一步縮小像素尺寸時面臨的一個關鍵問題是，在這種小尺寸下電流分布不均：“就像避雷針一樣，若單純縮小成熟的OLED結構尺寸，電流將主要從天線的角落處發射。這種天線由黃金制成，形狀為長方體，邊長為300×300×50納米。

他們進一步說道：“由此產生的電場會產生極強的作用力，導致黃金原子變得可移動，并逐漸生長到光學活性材料中。” 這種稱為 “細絲” 的超薄結構會持續生長，直至像素因短路而損壞。

下一步：提升效率

維爾茨堡大學此次研發的結構，在光學天線上方新增了一層特制的絕緣層，僅在天線中心留下一個直徑為200納米的圓形開口。這種設計能夠阻擋從邊緣和角落注入的電流，從而實現納米發光二極管的可靠、長效運行。在這種情況下，細絲不再形成：“即便是首批納米像素，在室溫環境下也穩定工作了兩周。”

相關論文：Individually addressable nanoscale OLEDs

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz8579

接下來，物理學家們計劃將目前1%的效率進一步提升，并將色域擴展至RGB光譜范圍（紅綠藍光譜）。屆時，新一代 “維爾茨堡制造” 的微型顯示屏將幾乎無障礙地走向現實。借助這項技術，未來的顯示屏和投影儀有望變得極其微小，能夠幾乎隱形地集成到可穿戴設備中 —— 從眼鏡框架到隱形眼鏡皆可適用。