Επανάσταση στην οθόνη Micro LED: Το μικρότερο pixel LED στον κόσμο, μόλις 90nm

Σε ένα σημαντικό άλμα προς τα εμπρός για την τεχνολογία οθονών, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Zhejiang αποκάλυψαν το μικρότερο pixel LED στον κόσμο — με μέγεθος μόλις...90 νανόμετρα (nm)— θέτοντας ένα νέο σημείο αναφοράς στην ανάλυση και την αποδοτικότητα για τις οθόνες επόμενης γενιάς.

Με επικεφαλής τους καθηγητές David Di και Baodan Zhao, η ερευνητική ομάδα δημοσίευσε τα ευρήματά της στοΦύσηυπό τον τίτλο"Μείωση κλίμακας μικρο- και νανο-περοβσκιτικών LED."Η εργασία τους εισάγει μια συστοιχία LED εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης ικανή να επιτύχει127.000 pixel ανά ίντσα (PPI)— η υψηλότερη ανάλυση που έχει καταγραφεί ποτέ στην τεχνολογία οθονών LED.

Γιατί αυτή η σημαντική ανακάλυψη

Οι παραδοσιακές οθόνες Micro LED που βασίζονται σε ημιαγωγούς III-V αντιμετωπίζουν σημαντικούς περιορισμούς:

• Υψηλό κόστος παραγωγής

• Απότομη πτώση της απόδοσης όταν η κλίμακα είναι κάτω από ~10 μικρά

Η νέα λύση; Τα LED περοβσκίτη (PeLED), τα οποία προσφέρουν πολλά βασικά πλεονεκτήματα:

• Χαμηλότερο κόστος παραγωγής

• Εξαιρετική απόδοση σε νανοδιαστάσεις

• Εξωτερικές κβαντικές αποδόσεις (EQE) 20–30%, συγκρίσιμες με τις OLED

• Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής που πλησιάζει τα πρότυπα OLED

Αυτή η καινοτομία ανοίγει την πόρτα σε οθόνες υψηλής απόδοσης και χαμηλού κόστους, οι οποίες προηγουμένως δεν ήταν εφικτές με τη συμβατική τεχνολογία Micro LED.

Η καινοτομία πίσω από το pixel που σπάει τα ρεκόρ

Στην καρδιά αυτού του επιτεύγματος βρίσκεται μια νέα τεχνική κατασκευής γνωστή ωςτοπική διαδικασία επαφήςΗ μέθοδος χρησιμοποιεί ένα μονωτικό στρώμα με παράθυρα με σχέδια για να αποτρέψει την άμεση έκθεση των υλικών περοβσκίτη στα ηλεκτρόδια, μειώνοντας σημαντικά την απώλεια ενέργειας που δεν οφείλεται σε ακτινοβολία.

Ως αποτέλεσμα, τα PeLED διατηρούν υψηλή απόδοση ακόμη και σε εξαιρετικά μικρά μεγέθη — ένα κρίσιμο ορόσημο για μελλοντικές εφαρμογές υψηλής ανάλυσης.

Σύγκριση απόδοσης: PeLED έναντι παραδοσιακού Micro LED

Τα PeLED ξεπερνούν σαφώς τα παραδοσιακά Micro LED τόσο σε επεκτασιμότητα όσο και σε απόδοση σε μικρότερες κλίμακες, καθιστώντας τα ιδανικά υποψήφια για οπτικές τεχνολογίες επόμενης γενιάς.

Πρωτότυπη οθόνη Active-Matrix Micro PeLED

Η ομάδα επέδειξε επίσης ένα λειτουργικό πρωτότυπο μιας οθόνης micro-PeLED ενεργού μήτρας χρησιμοποιώντας εμπορικά backplanes λεπτής μεμβράνης τρανζίστορ (TFT) — αποδεικνύοντας τη βιωσιμότητά της για πρακτικές εφαρμογές υψηλής ανάλυσης.

Πιθανές περιπτώσεις χρήσης περιλαμβάνουν:

• Επαυξημένη Πραγματικότητα (AR) και Εικονική Πραγματικότητα (VR)– Διαύγεια επιπέδου αμφιβληστροειδούς με εξαιρετικά υψηλό PPI

• Φορητές οθόνες– Ελαφρύ και ενεργειακά αποδοτικό

• Έξυπνα γυαλιά και οθόνες Head-Up (HUD)– Υψηλή φωτεινότητα με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας

Προκλήσεις και ο Δρόμος που Μας Περιμένει

Παρά την ανακάλυψη αυτή, εξακολουθούν να υπάρχουν αρκετές προκλήσεις πριν οι PeLED φτάσουν σε μαζική παραγωγή:

1. Διάρκεια ζωής και σταθερότηταΕνώ οι τρέχουσες PeLED πλησιάζουν τη διάρκεια ζωής των OLED, απαιτούνται περαιτέρω βελτιώσεις για την εμπορική τους ανάπτυξη.

2. ΕπεκτασιμότηταΗ μετάβαση από πρωτότυπα εργαστηριακής κλίμακας στην κατασκευή μεγάλου όγκου θα απαιτήσει καινοτομίες όπως η εκτύπωση inkjet και η επεξεργασία από ρολό σε ρολό.

3. ΑνταγωνισμόςΟι τεχνολογίες Micro OLED και Micro LED με ενίσχυση κβαντικών κουκκίδων εξελίσσονται επίσης ραγδαία.

Ωστόσο, η πρωτοφανής πυκνότητα pixel των PeLED τους δίνει ένα μοναδικό πλεονέκτημα σε εξειδικευμένες αγορές υψηλής ανάλυσης.

Προοπτικές Βιομηχανίας: Ανάπτυξη στις λεπτές μικρολυχνίες LED

Λόγω της ζήτησης για οθόνες εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης και των εξελίξεων στις υβριδικές τεχνολογίες LED, η παγκόσμια αγορά λεπτής μεμβράνης Micro LED είναι έτοιμη για ισχυρή ανάπτυξη. Οι βασικοί τομείς που τροφοδοτούν αυτήν την επέκταση περιλαμβάνουν:

• Ακουστικά AR/VR

• Αυτοκινητοβιομηχανικά HUD

• Έξυπνες φορετές συσκευές

Σύμφωνα με πρόσφατη ανάλυση του κλάδου, αυτές οι τάσεις θα επιταχύνουν τις επενδύσεις και την Έρευνα και Ανάπτυξη στον περοβσκίτη και τις σχετικές τεχνολογίες οθονών.

Συμπέρασμα: Μια Νέα Εποχή για τις Οθόνες Micro LED

Η ανάπτυξη ενόςεικονοστοιχείο PeLED 90nmσηματοδοτεί ένα σημείο καμπής στην εξέλιξη της τεχνολογίας οθονών. Με:

• Πρωτοφανής πυκνότητα pixel (127.000 PPI)

• Χαμηλότερο κόστος κατασκευής σε σύγκριση με τα Micro LED III-V

• Διατηρημένη απόδοση σε νανομετρικά μεγέθη

Οι οθόνες Micro LED με βάση τον περοβσκίτη βρίσκονται σε πλεονεκτική θέση για να ηγηθούν του επόμενου κύματος καινοτομίας — ειδικά στην επαυξημένη/εικονική πραγματικότητα (AR/VR), στις φορητές συσκευές και σε άλλες οπτικές εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας.

Καθώς η έρευνα συνεχίζεται και οι τεχνικές παραγωγής ωριμάζουν, οι οθόνες PeLED θα μπορούσαν σύντομα να γίνουν το πρότυπο για οθόνες εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας σε όλους τους κλάδους.