Gli smart glasses, gli occhiali capaci di proiettare informazioni direttamente nel campo visivo, sono considerati una delle tecnologie chiave del futuro. Tuttavia, la loro diffusione è finora ostacolata da limiti tecnici, in particolare dalla difficoltà di rendere sufficientemente piccoli ed efficienti i display luminosi necessari. Ora un team di fisici dell’Università di Würzburg (JMU) ha compiuto un passo decisivo verso questa miniaturizzazione, creando il pixel più piccolo al mondo grazie all’uso di antenne ottiche.
Una tecnologia su scala nanometrica
Gli scienziati tedeschi hanno realizzato un pixel per luce arancione grande appena 300 per 300 nanometri, ma luminoso quanto un pixel OLED tradizionale da 5 per 5 micrometri. Per dare un’idea, un nanometro equivale a un milionesimo di millimetro: ciò significa che un display ad alta risoluzione — 1920 x 1080 pixel — potrebbe essere contenuto su un’area di un solo millimetro quadrato.
Questo risultato apre la possibilità di integrare microproiettori direttamente nelle aste degli occhiali, in grado di riflettere le immagini sulle lenti. Alla base della scoperta vi è la struttura di un OLED, un diodo organico che emette luce quando attraversato da corrente elettrica. Ogni pixel produce la propria luce, senza bisogno di retroilluminazione, garantendo neri profondi, colori vividi e una maggiore efficienza energetica, qualità fondamentali per i dispositivi di realtà aumentata e virtuale (AR e VR).
La riduzione delle dimensioni, tuttavia, non è stata semplice. “Ridurre la scala di un OLED convenzionale genera correnti elettriche irregolari, concentrate agli angoli, come accade in un parafulmine,” spiega Pflaum. Queste concentrazioni di campo, in strutture così minuscole — cuboidali d’oro di 300x300x50 nanometri — rischiano di creare filamenti conduttivi che portano rapidamente al cortocircuito del pixel.
La soluzione alla miniaturizzazione
Per superare questo limite, il team di Würzburg ha introdotto una nuova struttura isolante, lasciando solo un’apertura circolare di 200 nanometri al centro dell’antenna ottica. Questa configurazione blocca le correnti laterali, impedendo la formazione di filamenti e garantendo un funzionamento stabile nel tempo. “I primi nanopixel sono rimasti stabili per due settimane in condizioni ambientali,” sottolinea Hecht, evidenziando la solidità del risultato.
Il prossimo obiettivo del gruppo è incrementare l’efficienza, oggi pari all’1%, ed ampliare la gamma cromatica all’intero spettro RGB. Una volta raggiunti questi traguardi, nulla sembrerà più ostacolare l’arrivo di display e proiettori microscopici, capaci di fondersi con l’ambiente o con il corpo umano. In un futuro non lontano, la tecnologia “made in Würzburg” potrebbe rendere reali occhiali e lenti capaci di proiettare il mondo digitale direttamente davanti agli occhi.
Il gruppo di ricerca guidato dai professori Jens Pflaum e Bert Hecht ha pubblicato i risultati sulla rivista Science Advances, aprendo la strada a una nuova generazione di microdisplay in grado di integrarsi nei dispositivi indossabili, dagli occhiali intelligenti alle lenti a contatto.
