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

U velikom skoku naprijed za tehnologiju prikaza, istraživači sa Sveučilišta Zhejiang predstavili su najmanji LED piksel na svijetu - dimenzija samo90 nanometara (nm)— postavljanje novog standarda u rezoluciji i učinkovitosti za zaslone 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 niz LED dioda ultra visoke rezolucije sposoban za postizanje127.000 piksela po inču (PPI)— najveća rezolucija ikad zabilježena u tehnologiji LED zaslona.

Zašto je ovaj proboj važan

Tradicionalni mikro LED zasloni temeljeni na III-V poluvodičima suočavaju se sa značajnim ograničenjima:

• Visoki troškovi proizvodnje

• Oštar pad učinkovitosti pri skaliranju ispod ~10 mikrona

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

• Niži troškovi proizvodnje

• Izvrsne performanse na nanoskalnim dimenzijama

• Vanjska kvantna učinkovitost (EQE) od 20–30%, usporediva s OLED-ima

• Duži radni vijek približava se OLED standardima

Ova inovacija otvara vrata visokoučinkovitim, isplativim zaslonima koji prije nisu bili dostupni s konvencionalnom Micro LED tehnologijom.

Inovacija iza rekordnog piksela

U srži ovog postignuća je nova tehnika izrade poznata kaolokalizirani kontaktni procesMetoda koristi izolacijski sloj s uzorkovanim prozorima kako bi se spriječilo izravno izlaganje perovskitnih materijala elektrodama, značajno smanjujući neradijacijski gubitak energije.

Kao rezultat toga, PeLED-ovi održavaju visoku učinkovitost čak i pri ultra malim veličinama - ključna prekretnica za buduće primjene visoke rezolucije.

Usporedba performansi: PeLED vs. Tradicionalna mikro LED

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

Prototip aktivnog mikro PeLED zaslona

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

Potencijalni slučajevi upotrebe uključuju:

• Proširena stvarnost (AR) i virtualna stvarnost (VR)– Jasnoća na razini mrežnice s ultra visokim PPI-jem

• Nosivi zasloni– Lagan i energetski učinkovit

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

Izazovi i put pred nama

Unatoč ovom napretku, ostaje nekoliko izazova prije nego što PeLED žarulje dođu do masovne proizvodnje:

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

2. SkalabilnostPrijelaz s laboratorijskih prototipova na proizvodnju velikih količina zahtijevat će inovacije poput inkjet ispisa i obrade s role na rolu.

3. NatjecanjeTehnologije mikro OLED-a i mikro LED-a poboljšane kvantnim točkama 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

Potaknuto potražnjom za zaslonima ultra visoke rezolucije i napretkom u hibridnim LED tehnologijama, globalno tržište tankoslojnih mikro LED dioda spremno je za snažan rast. Ključni sektori koji potiču ovo širenje 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 zaslone

Razvoj90nm PeLED pikseloznačava prekretnicu u evoluciji tehnologije prikaza. Sa:

• Neviđena gustoća piksela (127.000 PPI)

• Niži troškovi proizvodnje u usporedbi s III-V mikro LED diodama

• Održiva učinkovitost na nanoskalnim veličinama

Mikro LED zasloni na bazi perovskita dobro su pozicionirani da predvode sljedeći val inovacija - posebno u AR/VR-u, nosivim uređajima i drugim vrhunskim vizualnim primjenama.

Kako se istraživanja nastavljaju i proizvodne tehnike sazrijevaju, PeLED diode bi uskoro mogle postati standard za zaslone ultra visoke razlučivosti u svim industrijama.