Áttörés a mikro LED kijelzők világában: a világ legkisebb, mindössze 90 nm-es LED pixele

A kijelzőtechnológia terén tett jelentős előrelépésként a Zhejiang Egyetem kutatói bemutatták a világ legkisebb LED-pixelét, amelynek mérete mindössze ...90 nanométer (nm)— új mércét állít fel a felbontás és a hatékonyság terén a következő generációs kijelzők számára.

A David Di professzor és Baodan Zhao professzor vezette kutatócsoport eredményeit a ... című folyóiratban tették közzé.Természetcím alatt"Mikro- és nano-perovszkit LED-ek leskálázása."Munkájuk egy ultra-nagy felbontású LED-tömböt mutat be, amely képes elérni a következőket:127 000 pixel/hüvelyk (PPI)— a LED kijelzőtechnológiában valaha feljegyzett legnagyobb felbontás.

Miért fontos ez az áttörés?

A hagyományos III-V félvezető alapú mikro LED kijelzők jelentős korlátokkal szembesülnek:

• Magas gyártási költségek

• Jelentős hatékonyságcsökkenés ~10 mikron alá méretezve

Az új megoldás? Perovszkit LED-ek (PeLED-ek), amelyek számos kulcsfontosságú előnnyel rendelkeznek:

• Alacsonyabb termelési költségek

• Kiváló teljesítmény nanoskálájú méretekben

• 20–30%-os külső kvantumhatásfok (EQE), összehasonlítható az OLED-ekkel

• Hosszabb, az OLED-szabványokhoz közelítő üzemidő

Ez az innováció nagy teljesítményű, költséghatékony kijelzőkhöz vezet, amelyek korábban a hagyományos Micro LED technológiával elérhetetlenek voltak.

Az innováció a rekorddöntő pixel mögött

Ennek az eredménynek a középpontjában egy újszerű gyártási technika áll, amelyet az ún.lokalizált kapcsolatfelvételi folyamatA módszer egy mintázott ablakokkal ellátott szigetelőréteget használ, hogy megakadályozza a perovszkit anyagok közvetlen elektródákkal való érintkezését, jelentősen csökkentve a nem sugárzó energiaveszteséget.

Ennek eredményeként a PeLED-ek még ultra-kis méretben is magas hatásfokot biztosítanak – ami kritikus mérföldkő a jövőbeli nagy felbontású alkalmazások számára.

Teljesítmény-összehasonlítás: PeLED vs. hagyományos mikro LED

A PeLED-ek kisebb méretekben is egyértelműen felülmúlják a hagyományos Micro LED-eket mind skálázhatóság, mind hatékonyság tekintetében, így ideális jelöltek a következő generációs vizuális technológiák számára.

Prototípus aktív mátrixos mikro PeLED kijelző

A csapat egy aktív mátrixú mikro-PeLED kijelző működő prototípusát is bemutatta kereskedelmi forgalomban kapható vékonyréteg-tranzisztoros (TFT) hátlapok felhasználásával – bizonyítva ezzel a kijelző életképességét a gyakorlati, nagy felbontású alkalmazásokban.

A lehetséges felhasználási esetek a következők:

• Kiterjesztett valóság (AR) és virtuális valóság (VR)– Retina szintű tisztaság ultramagas PPI-vel

• Viselhető kijelzők– Könnyű és energiatakarékos

• Okosszemüvegek és head-up kijelzők (HUD-ok)– Nagy fényerő alacsony energiafogyasztással

Kihívások és az előttünk álló út

Ezen áttörés ellenére számos kihívással kell szembenézni, mielőtt a PeLED-ek elérnék a tömeggyártást:

1. Élettartam és stabilitásMíg a jelenlegi PeLED-ek élettartama megközelíti az OLED-ekét, további fejlesztésekre van szükség a kereskedelmi forgalomba hozatalhoz.

2. SkálázhatóságA laboratóriumi méretű prototípusokról a nagy volumenű gyártásra való áttérés olyan innovációkat igényel, mint a tintasugaras nyomtatás és a tekercsről tekercsre feldolgozás.

3. VersenyA mikro OLED és a kvantumpöttyökkel fokozott mikro LED technológiák is gyorsan fejlődnek.

A PeLED-ek példátlan pixelsűrűsége azonban egyedülálló előnyt biztosít számukra a niche, nagy felbontású piacokon.

Iparági kilátások: Növekedés a vékonyrétegű mikro LED-ek piacán

Az ultra-nagy felbontású kijelzők iránti kereslet és a hibrid LED-technológiák fejlődése által vezérelve a globális vékonyrétegű mikro LED-piac erős növekedés előtt áll. A bővülést elősegítő főbb ágazatok a következők:

• AR/VR headsetek

• Autóipari HUD-ok

• Okos viselhető eszközök

Egy friss iparági elemzés szerint ezek a trendek felgyorsítják a perovszkitba és a kapcsolódó kijelzőtechnológiákba történő befektetéseket és a velük kapcsolatos kutatás-fejlesztést.

Konklúzió: Új korszak a mikro LED kijelzők számára

Egy90 nm-es PeLED pixelfordulópontot jelent a kijelzőtechnológia fejlődésében. A következőkkel:

• Páratlan pixelsűrűség (127 000 PPI)

• Alacsonyabb gyártási költségek a III-V Micro LED-ekhez képest

• Fenntartható hatékonyság nanoskálájú méretekben

A perovszkit alapú mikro LED kijelzők jó helyzetben vannak ahhoz, hogy az innováció következő hullámát vezessék – különösen az AR/VR, a viselhető eszközök és más csúcskategóriás vizuális alkalmazások terén.

Ahogy a kutatás folytatódik és a gyártási technikák fejlődnek, a PeLED-ek hamarosan az ultra-nagy felbontású kijelzők szabványává válhatnak az iparágakban.