Proboj u mikro LED displejima: Najmanji LED piksel na svijetu od samo 90 nm

U velikom skoku naprijed za tehnologiju prikaza, istraživači sa Univerziteta Zhejiang predstavili su najmanji LED piksel na svijetu – dimenzija samo90 nanometara (nm)— postavljanje novog standarda u rezoluciji i efikasnosti za ekrane sljedeće generacije.

Istraživački tim, predvođen profesorom Davidom Dijem i profesorom Baodanom Zhaoom, objavio je svoje nalaze uPrirodapod naslovom"Smanjivanje razmjera mikro- i nano-perovskitnih LED dioda."Njihov rad predstavlja LED niz ultra visoke rezolucije sposoban za postizanje127.000 piksela po inču (PPI)— najveća rezolucija ikada zabilježena u tehnologiji LED displeja.

Zašto je ovaj proboj važan

Tradicionalni mikro LED displeji bazirani na III-V poluprovodnicima suočavaju se sa značajnim ograničenjima:

• Visoki troškovi proizvodnje

• Oštar pad efikasnosti pri smanjenju ispod ~10 mikrona

Novo rješenje? Perovskitne LED diode (PeLED), koje nude nekoliko ključnih prednosti:

• Niži troškovi proizvodnje

• Odlične performanse na nanoskalnim dimenzijama

• Vanjska kvantna efikasnost (EQE) od 20–30%, uporediva sa OLED-ima

• Duži operativni vijek trajanja približava se OLED standardima

Ova inovacija otvara vrata visokoperformansnim, isplativim ekranima koji ranije nisu bili dostupni s konvencionalnom Micro LED tehnologijom.

Inovacija iza rekordnog piksela

U srži ovog dostignuća leži nova tehnika izrade poznata kaolokalizirani proces kontaktaMetoda koristi izolacijski sloj sa uzorkovanim prozorima kako bi se spriječilo direktno izlaganje perovskitnih materijala elektrodama, značajno smanjujući gubitak energije uzrokovan zračenjem.

Kao rezultat toga, PeLED diode održavaju visoku efikasnost čak i pri ultra malim veličinama - što je ključna prekretnica za buduće primjene visoke rezolucije.

Poređenje performansi: PeLED u odnosu na tradicionalne mikro LED diode

PeLED-ovi jasno nadmašuju tradicionalne Micro LED-ove i u skalabilnosti i u efikasnosti na manjim skalama, što ih čini idealnim kandidatima za vizualne tehnologije sljedeće generacije.

Prototip aktivnog mikro PeLED displeja

Tim je također demonstrirao radni prototip aktivnog matričnog mikro-PeLED displeja koristeći komercijalne zadnje ploče tankoslojnih tranzistora (TFT) - dokazujući njegovu održivost za praktične primjene visoke rezolucije.

Potencijalni slučajevi upotrebe uključuju:

• Proširena stvarnost (AR) i virtuelna stvarnost (VR)– Jasnoća na nivou mrežnjače sa ultra visokim PPI

• Nosivi ekrani– Lagan i energetski efikasan

• Pametne naočale i head-up displeji (HUD)– Visoka svjetlina uz nisku potrošnju energije

Izazovi i put pred nama

Uprkos ovom napretku, ostaje nekoliko izazova prije nego što PeLED sijalice dostignu masovnu proizvodnju:

1. Vijek trajanja i stabilnostIako se trenutni PeLED-ovi približavaju životnom vijeku sličnom OLED-u, potrebna su daljnja poboljšanja za komercijalnu primjenu.

2. SkalabilnostPrelazak sa laboratorijskih prototipova na proizvodnju velikih serija zahtijevat će inovacije poput inkjet štampanja i obrade s rolne na rolu.

3. TakmičenjeMikro OLED i mikro LED tehnologije poboljšane kvantnim tačkama također brzo napreduju.

Međutim, neviđena gustoća piksela PeLED dioda daje im jedinstvenu prednost na nišnim tržištima visoke rezolucije.

Izgledi industrije: Rast tankoslojnih mikro LED dioda

Vođeno potražnjom za ekranima ultra visoke rezolucije i napretkom u hibridnim LED tehnologijama, globalno tržište tankoslojnih mikro LED dioda spremno je za snažan rast. Ključni sektori koji potiču ovu ekspanziju uključuju:

• AR/VR slušalice

• Automobilski HUD-ovi

• Pametni nosivi uređaji

Prema nedavnoj analizi industrije, ovi trendovi će ubrzati ulaganja i istraživanje i razvoj perovskita i srodnih tehnologija prikaza.

Zaključak: Nova era za mikro LED displeje

Razvoj90nm PeLED pikseloznačava prekretnicu u evoluciji tehnologije prikaza. Sa:

• Neviđena gustina piksela (127.000 PPI)

• Niži troškovi proizvodnje u poređenju sa III-V mikro LED diodama

• Održiva efikasnost na nanoskalnim veličinama

Mikro LED displeji bazirani na perovskitu su u dobroj poziciji da predvode sljedeći val inovacija - posebno u AR/VR, nosivim uređajima i drugim vrhunskim vizualnim aplikacijama.

Kako se istraživanja nastavljaju i proizvodne tehnike sazrijevaju, PeLED displeji bi uskoro mogli postati standard za ekrane ultra visoke definicije u svim industrijama.