在刚刚过去的十一月,德国维尔茨堡大学的光子实验室公布了一项突破:一块仅 300 × 300 纳米 的有机发光二极管(OLED)像素,凭借金属纳米天线的增辉作用,发出的橙光亮度可匹敌传统 5 × 5 微米 OLED。如此微小的光源被业界誉为“微型像素”,其尺寸比一颗细菌还小,却拥有足以点亮智能眼镜镜片的潜能。
“我们在保持高亮度的同时,把像素体积缩小到了亚波长尺度,这为极致轻薄的显示提供了前所未有的可能。”——Jens Pflaum 教授(维尔茨堡大学)【Science Advances】(https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz8579)
这项技术的核心是 金属金纳米天线:它既是电流注入的接点,又能激发等离子体共振,显著提升光子发射效率。同步的有机层结构保持了OLED常见的多层堆叠—空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层—在纳米尺度上实现了同样的电荷复合机制。为防止电流在天线尖端聚焦导致金原子迁移、短路,团队在天线表面敷设了一层精确定位的 绝缘薄膜,仅在中心保留 200 nm 直径的微孔,确保电流仅通过孔径注入发光层,从而实现了两周的稳定发光测试。

从实验室到智能眼镜的可能路径
首当其冲的是 可穿戴显示:传统智能眼镜因投影模组体积和功耗受限,难以实现全视场、无畸变的画面。若将数百万颗纳米像素排列在仅一平方毫米的面积上,理论上可构建 全高清(1920 × 1080) 的微型显示屏。这种显示可以直接嵌入眼镜的镜腿或镜片背面,以微光投射或波导技术将图像呈现给用户,几乎消除硬件笨重感。
从供应链视角看,光学天线 采用金属沉积与电子束光刻(EBL)工艺,已在半导体制造线上实现批量化。若产能按目前 30% 的年增长率扩展,2027 年前有望形成 千片/日 规模的纳米像素产线,满足首批 AR 头显和智能眼镜的试产需求。
商业化的关键仍在 色彩扩展 与 能效提升。当前原型仅能发射橙光,团队计划通过多层有机发光材料与不同金属天线调谐,实现 RGB全色谱。在效率上,实验室测得约 1% 的外部量子效率(EQE),虽低于宏观 OLED 的 20%+,但随着天线结构优化与电流管理策略改进,目标在三年内突破 5%,足以支撑低功耗的日常佩戴。
“光子被天线‘捕获’的效率提升,是我们突破尺寸限制的关键。”——Bert Hecht(联合实验室负责人)【SciTechDaily】(https://scitechdaily.com/tinier-than-a-grain-of-sand-physicists-create-the-worlds-smallest-light-pixel/)
产业与监管前景
AI眼镜生态正从“功能叠加”向“感知即服务”转变。微型光像素的落地,将使实时字幕、AR导航、情境问答等高带宽场景成为硬件层面的标配,而不再依赖外部投影盒或笨重光学模块。与此同时,数据隐私 与眼部安全 监管将随之升级:欧盟的 CE 认证已开始要求对光学功率与皮肤接触温度进行严格测试,北美市场则更关注 FDA 的光学辐射标准。
对资本而言,纳米显示已被列入 2025‑2026 年度可穿戴技术 的热点投资方向。多家风险基金在本季度累计投入约 1.2亿美元 于微型光源与波导材料研发。产业链中,光刻设备 与 金属沉积 供应商将受益于订单提升,而传统大尺寸 OLED 代工则面临需求分流的压力。
展望:从实验室走向日常佩戴
从技术突破到产品化,仍需跨越 规模化制造、色彩完整性 与 功耗管理 三座大山。但即使在当前阶段,这块 300 nm 像素已经证明,“显示可以小到不可见” 并非科幻。若未来几年内实现全色谱、提升效率至 5% 以上,智能眼镜将可能摆脱笨重投影盒,实现真正的“一体化隐形显示”。在 AI 交互、实时翻译、沉浸式学习等场景的驱动下,纳米光像素有望成为下一代可穿戴生态的核心硬件基石。
参考来源
- 维尔茨堡大学实验室发布会(Science Advances): https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz8579
- SciTechDaily 报道: https://scitechdaily.com/tinier-than-a-grain-of-sand-physicists-create-the-worlds-smallest-light-pixel/
- Indian Defence Review 原文: https://indiandefencereview.com/worlds-smallest-light-pixel-could-revolutionize-smart-glasses/
