Gennembrud inden for Micro LED-display: Verdens mindste LED-pixel på kun 90 nm

I et stort spring fremad for displayteknologi har forskere fra Zhejiang University afsløret verdens mindste LED-pixel – der kun måler ...90 nanometer (nm)— sætter en ny standard inden for opløsning og effektivitet for næste generations skærme.

Under ledelse af professor David Di og professor Baodan Zhao offentliggjorde forskerholdet deres resultater iNaturunder titlen"Nedskalering af mikro- og nano-perovskit LED'er."Deres arbejde introducerer et LED-array med ultrahøj opløsning, der er i stand til at opnå127.000 pixels pr. tomme (PPI)— den højeste opløsning nogensinde registreret i LED-displayteknologi.

Hvorfor dette gennembrud er vigtigt

Traditionelle III-V halvlederbaserede Micro LED-skærme står over for betydelige begrænsninger:

• Høje produktionsomkostninger

• Skarpt effektivitetsfald ved skalering under ~10 mikron

Den nye løsning? Perovskit LED'er (PeLED'er), som tilbyder flere vigtige fordele:

• Lavere produktionsomkostninger

• Fremragende ydeevne i nanoskala-dimensioner

• Eksterne kvanteeffektiviteter (EQE) på 20-30%, sammenlignelige med OLED'er

• Længere driftslevetid, der nærmer sig OLED-standarder

Denne innovation åbner døren for højtydende, omkostningseffektive displays, der tidligere var uopnåelige med konventionel Micro LED-teknologi.

Innovationen bag den rekordbrydende pixel

Kernen i denne præstation er en ny fremstillingsteknik kendt somlokaliseret kontaktprocesMetoden anvender et isolerende lag med mønstrede vinduer for at forhindre direkte eksponering af perovskitmaterialer for elektroder, hvilket reducerer ikke-strålende energitab betydeligt.

Som følge heraf opretholder PeLED'er høj effektivitet, selv i ultrasmå størrelser – en kritisk milepæl for fremtidige applikationer med høj opløsning.

Ydelsessammenligning: PeLED vs. traditionel Micro LED

PeLED'er overgår klart traditionelle Micro LED'er både i skalerbarhed og effektivitet i mindre skalaer, hvilket gør dem ideelle kandidater til næste generations visuelle teknologier.

Prototype af aktiv matrix Micro PeLED-skærm

Holdet demonstrerede også en fungerende prototype af et aktiv-matrix mikro-PeLED-display ved hjælp af kommercielle tyndfilmstransistor (TFT)-bagplaner – hvilket beviste dets levedygtighed til praktiske applikationer med høj opløsning.

Potentielle anvendelsesscenarier inkluderer:

• Augmented Reality (AR) og Virtual Reality (VR)– Klarhed på nethindeniveau med ultrahøj PPI

• Bærbare skærme– Let og energieffektiv

• Smarte briller og head-up-displays (HUD'er)– Høj lysstyrke med lavt strømforbrug

Udfordringer og vejen frem

Trods dette gennembrud er der stadig adskillige udfordringer, før PeLED'er når masseproduktion:

1. Levetid og stabilitetSelvom nuværende PeLED'er nærmer sig OLED-lignende levetider, er der behov for yderligere forbedringer for kommerciel implementering.

2. SkalerbarhedOvergangen fra prototyper i laboratorieskala til storproduktion vil kræve innovationer som inkjetprint og rulle-til-rulle-behandling.

3. KonkurrenceMicro OLED og kvantepunktforstærkede Micro LED-teknologier udvikler sig også hurtigt.

PeLED'ers hidtil usete pixeltæthed giver dem dog en unik fordel på nichemarkeder med høj opløsning.

Brancheudsigter: Vækst i tyndfilms-mikro-LED

Drevet af efterspørgslen efter ultrahøjopløsningsskærme og fremskridt inden for hybrid LED-teknologier er det globale marked for tyndfilms-Micro LED klar til stærk vækst. Nøglesektorer, der driver denne ekspansion, omfatter:

• AR/VR-headset

• HUD'er til biler

• Smarte bærbare enheder

Ifølge en nylig brancheanalyse vil disse tendenser accelerere investeringer samt forskning og udvikling i perovskit og relaterede displayteknologier.

Konklusion: En ny æra for mikro-LED-skærme

Udviklingen af ​​en90nm PeLED-pixelmarkerer et vendepunkt i udviklingen af ​​displayteknologi. Med:

• Hidtil uset pixeltæthed (127.000 PPI)

• Lavere produktionsomkostninger sammenlignet med III-V Micro LED'er

• Vedvarende effektivitet i nanoskalastørrelser

Perovskit-baserede Micro LED-skærme er godt positioneret til at lede den næste bølge af innovation – især inden for AR/VR, bærbare enheder og andre avancerede visuelle applikationer.

Efterhånden som forskningen fortsætter, og produktionsteknikkerne modnes, kan PeLED'er snart blive standarden for ultra-HD-skærme på tværs af brancher.