W ramach ogromnego kroku naprzód w technologii wyświetlania naukowcy z Uniwersytetu Zhejiang zaprezentowali najmniejszy na świecie piksel LED — mierzący zaledwie90 nanometrów (nm)— wyznaczając nowy standard rozdzielczości i wydajności dla wyświetlaczy nowej generacji.

Zespół badawczy pod przewodnictwem profesora Davida Di i profesora Baodana Zhao opublikował swoje odkrycia wNaturapod tytułem„Zmniejszanie skali diod LED mikro- i nano-perowskitowych”.Ich praca wprowadza matrycę LED o bardzo wysokiej rozdzielczości, która jest w stanie osiągnąć127 000 pikseli na cal (PPI)— najwyższa rozdzielczość, jaką kiedykolwiek zanotowano w technologii wyświetlaczy LED.

Dlaczego to przełomowe odkrycie jest ważne

Tradycyjne wyświetlacze Micro LED oparte na półprzewodnikach III-V mają poważne ograniczenia:

• Wysokie koszty produkcji

• Gwałtowny spadek wydajności przy skalowaniu poniżej ~10 mikronów

Nowe rozwiązanie? Diody LED perowskitowe (PeLED), które oferują kilka kluczowych zalet:

• Niższe koszty produkcji

• Doskonała wydajność w wymiarach nanoskalowych

• Zewnętrzna wydajność kwantowa (EQE) na poziomie 20–30%, porównywalna z diodami OLED

• Dłuższa żywotność eksploatacyjna, zbliżająca się do standardów OLED

Ta innowacja otwiera drzwi do wydajnych i ekonomicznych wyświetlaczy, których dotychczas nie można było uzyskać przy użyciu konwencjonalnej technologii Micro LED.

Innowacja stojąca za rekordowo dużym pikselem

Podstawą tego osiągnięcia jest nowatorska technika produkcji znana jakozlokalizowany proces kontaktowyMetoda ta wykorzystuje warstwę izolacyjną z wzorzystymi okienkami, aby zapobiec bezpośredniemu narażeniu materiałów perowskitowych na elektrody, znacznie zmniejszając utratę energii nieradiacyjnej.

Dzięki temu diody PeLED zachowują wysoką wydajność nawet przy niezwykle małych rozmiarach — jest to kluczowy kamień milowy dla przyszłych zastosowań wymagających wysokiej rozdzielczości.

Porównanie wydajności: PeLED kontra tradycyjne mikrodiody LED

Diody PeLED wyraźnie przewyższają tradycyjne mikrodiody LED pod względem skalowalności i wydajności w mniejszej skali, co czyni je idealnymi kandydatami do wykorzystania w technologiach wizualnych nowej generacji.

Prototyp wyświetlacza Micro PeLED z aktywną matrycą

Zespół zademonstrował również działający prototyp wyświetlacza micro-PeLED z aktywną matrycą, wykorzystując komercyjne płyty montażowe z cienkowarstwowymi tranzystorami (TFT) — udowadniając tym samym jego przydatność w praktycznych zastosowaniach o wysokiej rozdzielczości.

Potencjalne przypadki użycia obejmują:

• Rzeczywistość rozszerzona (AR) i rzeczywistość wirtualna (VR)– Przejrzystość na poziomie siatkówki z bardzo wysokim PPI

• Wyświetlacze przenośne– Lekki i energooszczędny

• Inteligentne okulary i wyświetlacze przezierne (HUD)– Wysoka jasność przy niskim zużyciu energii

Wyzwania i droga przed nami

Pomimo tego przełomu, zanim diody PeLED trafią do masowej produkcji, nadal trzeba będzie stawić czoła kilku wyzwaniom:

1. Żywotność i stabilność:Chociaż obecne diody PeLED mają żywotność zbliżoną do diod OLED, do wprowadzenia ich na rynek konieczne są dalsze udoskonalenia.

2. Skalowalność:Przejście od prototypów laboratoryjnych do produkcji na dużą skalę będzie wymagało innowacji, takich jak drukowanie atramentowe i przetwarzanie z rolki na rolkę.

3. Konkurs:Technologie Micro OLED i Micro LED wzbogacone kropkami kwantowymi również rozwijają się w szybkim tempie.

Jednak niespotykana dotąd gęstość pikseli w diodach PeLED zapewnia im wyjątkową przewagę na niszowych rynkach wysokiej rozdzielczości.

Perspektywy branżowe: wzrost w zakresie cienkowarstwowych mikrodiod LED

Napędzany popytem na wyświetlacze o ultrawysokiej rozdzielczości i postępem w hybrydowych technologiach LED, globalny rynek cienkowarstwowych mikrodiod LED jest gotowy na silny wzrost. Kluczowe sektory napędzające tę ekspansję to:

• Zestawy słuchawkowe AR/VR

• HUD-y samochodowe

• Inteligentne urządzenia noszone

Zgodnie z najnowszymi analizami branżowymi, trendy te przyspieszą inwestycje oraz prace badawczo-rozwojowe w zakresie perowskitu i pokrewnych technologii wyświetlaczy.

Wnioski: Nowa era wyświetlaczy Micro LED

RozwójPiksel PeLED 90nmoznacza punkt zwrotny w ewolucji technologii wyświetlania. Z:

• Bezprecedensowa gęstość pikseli (127 000 PPI)

• Niższe koszty produkcji w porównaniu do diod Micro LED III-V

• Utrzymana wydajność w rozmiarach nanoskalowych

Wyświetlacze Micro LED na bazie perowskitu są w dobrej pozycji, aby przewodzić kolejnej fali innowacji — zwłaszcza w dziedzinie rozszerzonej rzeczywistości (AR)/wirtualnej rzeczywistości (VR), urządzeń przenośnych i innych zaawansowanych zastosowań wizualnych.

W miarę kontynuowania badań i doskonalenia technik produkcji, diody PeLED mogą wkrótce stać się standardem dla wyświetlaczy o ultrawysokiej rozdzielczości w różnych branżach.