Izrāviens mikro LED displejos: pasaulē mazākais LED pikselis ar tikai 90 nm precizitāti

Sperot lielu soli uz priekšu displeju tehnoloģijās, Džedzjanas Universitātes pētnieki ir atklājuši pasaulē mazāko LED pikseli, kura izmēri ir tikai…90 nanometri (nm)— nosakot jaunu izšķirtspējas un efektivitātes standartu nākamās paaudzes displejiem.

Profesora Deivida Di un profesora Baodana Džao vadībā pētnieku komanda publicēja savus atklājumus žurnālāDabazem nosaukuma"Mikro- un nano-perovskītu gaismas diožu samazināšana."Viņu darbs ievieš īpaši augstas izšķirtspējas LED masīvu, kas spēj sasniegt127 000 pikseļu collā (PPI)— augstākā izšķirtspēja, kas jebkad reģistrēta LED displeju tehnoloģijā.

Kāpēc šis sasniegums ir svarīgs

Tradicionālajiem uz III-V pusvadītāju bāzes veidotajiem mikro LED displejiem ir ievērojami ierobežojumi:

• Augstas ražošanas izmaksas

• Straujš efektivitātes kritums, ja mērogs ir mazāks par ~10 mikroniem

Jaunais risinājums? Perovskīta gaismas diodes (PeLED), kas piedāvā vairākas būtiskas priekšrocības:

• Zemākas ražošanas izmaksas

• Lieliska veiktspēja nanoskalas dimensijās

• Ārējā kvantu efektivitāte (EQE) 20–30%, salīdzināma ar OLED

• Ilgāks darbības laiks, kas tuvojas OLED standartiem

Šis jauninājums paver durvis uz augstas veiktspējas, izmaksu ziņā efektīviem displejiem, kas iepriekš nebija sasniedzami ar parasto Micro LED tehnoloģiju.

Inovācija, kas slēpjas aiz rekordlielā pikseļa

Šī sasnieguma pamatā ir jauna ražošanas tehnika, kas pazīstama kālokalizēts kontaktu processMetode izmanto izolācijas slāni ar rakstainiem logiem, lai novērstu perovskīta materiālu tiešu iedarbību uz elektrodiem, ievērojami samazinot neradiatīvo enerģijas zudumu.

Tā rezultātā PeLED saglabā augstu efektivitāti pat ļoti mazos izmēros, kas ir kritisks pagrieziena punkts nākotnes augstas izšķirtspējas lietojumprogrammām.

Veiktspējas salīdzinājums: PeLED pret tradicionālo mikro LED

PeLED diodes mazākā mērogā nepārprotami pārspēj tradicionālās Micro LED diodes gan mērogojamības, gan efektivitātes ziņā, padarot tās par ideāliem kandidātiem nākamās paaudzes vizuālajām tehnoloģijām.

Aktīvās matricas Micro PeLED displeja prototips

Komanda demonstrēja arī aktīvās matricas mikro-PeLED displeja funkcionējošu prototipu, izmantojot komerciālas plānslāņu tranzistora (TFT) aizmugures plāksnes, pierādot tā dzīvotspēju praktiskos, augstas izšķirtspējas lietojumos.

Iespējamie lietošanas gadījumi ir šādi:

• Paplašinātā realitāte (AR) un virtuālā realitāte (VR)– Tīklenes līmeņa skaidrība ar īpaši augstu PPI

• Valkājamie displeji– Viegls un energoefektīvs

• Viedās brilles un projicēšanas displeji (HUD)– Augsts spilgtums ar zemu enerģijas patēriņu

Izaicinājumi un ceļš uz priekšu

Neskatoties uz šo sasniegumu, pirms PeLED nonāk masveida ražošanā, joprojām pastāv vairākas problēmas:

1. Kalpošanas laiks un stabilitāteLai gan pašreizējo PeLED kalpošanas laiks tuvojas OLED līdzīgam laikam, komerciālai ieviešanai ir nepieciešami turpmāki uzlabojumi.

2. MērogojamībaPārejai no laboratorijas mēroga prototipiem uz liela apjoma ražošanu būs nepieciešamas inovācijas, piemēram, tintes drukāšana un apstrāde no viena ruļļa uz otru.

3. KonkurenceArī mikro OLED un kvantu punktu uzlabotās mikro LED tehnoloģijas strauji attīstās.

Tomēr PeLED nepieredzētais pikseļu blīvums dod tiem unikālu priekšrocību nišas, augstas izšķirtspējas tirgos.

Nozares perspektīva: plānslāņu mikro LED izaugsme

Pateicoties pieprasījumam pēc īpaši augstas izšķirtspējas displejiem un hibrīdo LED tehnoloģiju attīstībai, globālais plānplēves mikro LED tirgus ir gatavs spēcīgai izaugsmei. Galvenās nozares, kas veicina šo izaugsmi, ir šādas:

• AR/VR austiņas

• Automobiļu HUD displeji

• Viedie valkājamierīces

Saskaņā ar nesen veikto nozares analīzi šīs tendences paātrinās ieguldījumus un pētniecību un attīstību perovskītā un saistītajās displeju tehnoloģijās.

Secinājums: Jauna ēra mikro LED displejiem

Attīstība90 nm PeLED pikselisiezīmē pagrieziena punktu displeju tehnoloģiju attīstībā. Ar:

• Nepieredzēts pikseļu blīvums (127 000 PPI)

• Zemākas ražošanas izmaksas salīdzinājumā ar III-V Micro LED

• Ilgstoša efektivitāte nanoskalas izmēros

Perovskītu bāzes mikro LED displeji ir labā pozīcijā, lai vadītu nākamo inovāciju vilni, īpaši AR/VR, valkājamās ierīcēs un citās augstas klases vizuālajās lietojumprogrammās.

Pētījumiem turpinoties un ražošanas metodēm attīstoties, PeLED drīz varētu kļūt par īpaši augstas izšķirtspējas displeju standartu dažādās nozarēs.