In a major leap forward for display technology, researchers from Zhejiang University have unveiled the world’s smallest LED pixel — measuring just 90 nanometers (nm) — setting a new benchmark in resolution and efficiency for next-generation displays.

Под руководством профессора Дэвида Ди и профессора Баодана Чжао исследовательская группа опубликовала свои выводы вПриродапод названием«Уменьшение масштаба микро- и наноперовскитных светодиодов».Их работа представляет собой светодиодную матрицу сверхвысокого разрешения, способную достигать127 000 пикселей на дюйм (PPI)— самое высокое разрешение, когда-либо зафиксированное в технологии светодиодных дисплеев.

Почему этот прорыв имеет значение

Традиционные микросветодиодные дисплеи на основе полупроводников III-V имеют существенные ограничения:

• Высокие производственные затраты

• Резкое падение эффективности при масштабировании ниже ~10 микрон

Новое решение — перовскитные светодиоды (PeLED), которые обладают рядом ключевых преимуществ:

• Снижение производственных затрат

• Превосходные характеристики в наномасштабах

• Внешняя квантовая эффективность (EQE) 20–30%, что сопоставимо с OLED

• Более длительный срок службы, приближающийся к стандартам OLED

Это нововведение открывает путь к созданию высокопроизводительных и экономичных дисплеев, которые ранее были недостижимы при использовании традиционной технологии Micro LED.

Инновация, стоящая за рекордным пикселем

В основе этого достижения лежит новая технология изготовления, известная каклокализованный контактный процесс. В этом методе используется изолирующий слой с узорчатыми окнами для предотвращения прямого воздействия перовскитных материалов на электроды, что значительно снижает неизлучательные потери энергии.

В результате светодиоды PeLED сохраняют высокую эффективность даже при сверхмалых размерах, что является важнейшим достижением для будущих приложений с высоким разрешением.

Сравнение производительности: PeLED и традиционный микросветодиод

Светодиоды PeLED явно превосходят традиционные микросветодиоды как по масштабируемости, так и по эффективности в меньших масштабах, что делает их идеальными кандидатами для визуальных технологий следующего поколения.

Прототип дисплея Micro PeLED с активной матрицей

Команда также продемонстрировала рабочий прототип дисплея micro-PeLED с активной матрицей, использующего коммерческие платы тонкопленочных транзисторов (TFT), доказав его жизнеспособность для практических приложений с высоким разрешением.

Возможные варианты использования включают в себя:

• Дополненная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR)– Четкость уровня Retina со сверхвысоким PPI

• Носимые дисплеи– Легкий и энергоэффективный

• Умные очки и проекционные дисплеи (HUD)– Высокая яркость при низком энергопотреблении

Проблемы и предстоящий путь

Несмотря на этот прорыв, предстоит решить ряд проблем, прежде чем PeLED попадут в массовое производство:

1. Срок службы и стабильность: Хотя существующие светодиоды PeLED по сроку службы приближаются к OLED, для их коммерческого внедрения необходимы дальнейшие усовершенствования.

2. Масштабируемость: Переход от лабораторных прототипов к крупносерийному производству потребует таких инноваций, как струйная печать и рулонная обработка.

3. Соревнование: Технологии Micro OLED и Micro LED на основе квантовых точек также стремительно развиваются.

Однако беспрецедентная плотность пикселей PeLED дает им уникальное преимущество на нишевом рынке устройств с высоким разрешением.

Перспективы отрасли: рост рынка тонкопленочных микросветодиодов

Благодаря спросу на дисплеи сверхвысокого разрешения и достижениям в области гибридных светодиодных технологий, мировой рынок тонкопленочных микросветодиодов готов к сильному росту. Ключевые секторы, стимулирующие это расширение, включают:

• Гарнитуры дополненной и виртуальной реальности

• Автомобильные HUD

• Умные носимые устройства

Согласно последнему отраслевому анализу, эти тенденции ускорят инвестиции и НИОКР в области перовскита и связанных с ним технологий отображения информации.

Заключение: новая эра для микросветодиодных дисплеев

Развитие90 нм пиксель PeLEDзнаменует собой поворотный момент в развитии технологии отображения. С:

• Непревзойденная плотность пикселей (127 000 PPI)

• Более низкие производственные затраты по сравнению со светодиодами III-V Micro

• Устойчивая эффективность в наномасштабах

Дисплеи Micro LED на основе перовскита имеют все шансы возглавить следующую волну инноваций — особенно в сфере дополненной и виртуальной реальности, носимых устройств и других высокотехнологичных визуальных приложений.

По мере продолжения исследований и совершенствования технологий производства светодиоды PeLED вскоре могут стать стандартом для дисплеев сверхвысокой четкости во всех отраслях промышленности.