Прорив у сфері мікросвітлодіодних дисплеїв: найменший у світі світлодіодний піксель лише 90 нм

Дослідники з Університету Чжецзян представили найменший у світі світлодіодний піксель розміром лише... Це важливий крок вперед у технології дисплеїв...90 нанометрів (нм)— встановлення нового стандарту роздільної здатності та ефективності для дисплеїв наступного покоління.

Дослідницька група під керівництвом професора Девіда Ді та професора Баодана Чжао опублікувала свої висновки у...Природапід назвою"Зменшення масштабу мікро- та наноперовскітних світлодіодів."Їхня робота представляє світлодіодний масив надвисокої роздільної здатності, здатний досягти127 000 пікселів на дюйм (PPI)— найвища роздільна здатність, коли-небудь зафіксована в технології світлодіодних дисплеїв.

Чому цей прорив важливий

Традиційні мікросвітлодіодні дисплеї на основі напівпровідників III-V стикаються зі значними обмеженнями:

• Високі виробничі витрати

• Різке падіння ефективності при масштабуванні нижче ~10 мікрон

Нове рішення? Перовскітні світлодіоди (PeLED), які пропонують кілька ключових переваг:

• Нижчі виробничі витрати

• Відмінна продуктивність у нанорозмірах

• Зовнішня квантова ефективність (EQE) 20–30%, порівнянна з OLED

• Довший термін служби, що наближається до стандартів OLED

Ця інновація відкриває шлях до високопродуктивних та економічно ефективних дисплеїв, які раніше були недосяжні за допомогою звичайної технології Micro LED.

Інновації, що стоять за рекордним пікселем

В основі цього досягнення лежить нова технологія виготовлення, відома якпроцес локалізованого контактуУ цьому методі використовується ізоляційний шар із візерунчастими вікнами для запобігання прямому впливу перовскітних матеріалів на електроди, що значно зменшує невипромінювальні втрати енергії.

В результаті, PeLED-світлодіоди зберігають високу ефективність навіть за надмалих розмірів — це критично важлива віха для майбутніх застосувань високої роздільної здатності.

Порівняння продуктивності: PeLED та традиційний мікросвітлодіод

PeLED явно перевершують традиційні мікросвітлодіоди як за масштабованістю, так і за ефективністю в менших масштабах, що робить їх ідеальними кандидатами для візуальних технологій наступного покоління.

Прототип активно-матричного мікро-PeLED дисплея

Команда також продемонструвала робочий прототип активно-матричного мікро-PeLED-дисплея з використанням комерційних об'єднувальних плат на основі тонкоплівкових транзисторів (TFT), що доводить його життєздатність для практичних застосувань з високою роздільною здатністю.

Потенційні варіанти використання включають:

• Доповнена реальність (AR) та віртуальна реальність (VR)– Чіткість рівня сітківки з надвисоким PPI

• Носимі дисплеї– Легкий та енергоефективний

• Розумні окуляри та проекційні дисплеї (HUD)– Висока яскравість з низьким енергоспоживанням

Виклики та шлях попереду

Незважаючи на цей прорив, залишається кілька проблем, перш ніж PeLED-світлодіоди потраплять у масове виробництво:

1. Термін служби та стабільністьХоча термін служби сучасних PeLED-дисплеїв наближається до OLED-дисплеїв, для комерційного впровадження необхідні подальші вдосконалення.

2. МасштабованістьПерехід від лабораторних прототипів до великосерійного виробництва вимагатиме таких інновацій, як струменевий друк та рулонна обробка.

3. КонкуренціяТехнології мікро-OLED та мікро-світлодіодів з квантовими точками також швидко розвиваються.

Однак безпрецедентна щільність пікселів PeLED-дисплеїв дає їм унікальну перевагу на нішевих ринках з високою роздільною здатністю.

Перспективи галузі: Зростання тонкоплівкових мікросвітлодіодів

Завдяки попиту на дисплеї надвисокої роздільної здатності та досягненням у гібридних світлодіодних технологіях, світовий ринок тонкоплівкових мікросвітлодіодів готовий до сильного зростання. Ключові сектори, що стимулюють це розширення, включають:

• Гарнітури доповненої/віртуальної реальності

• Автомобільні HUD-індикатори

• Розумні носимі пристрої

Згідно з нещодавнім галузевим аналізом, ці тенденції прискорять інвестиції та дослідження та розробки в галузі перовскіту та пов'язаних з ним технологій відображення.

Висновок: Нова ера для мікросвітлодіодних дисплеїв

Розробка90-нм PeLED піксельзнаменує собою поворотний момент в еволюції технології відображення. Завдяки:

• Безпрецедентна щільність пікселів (127 000 PPI)

• Нижчі виробничі витрати порівняно з мікросвітлодіодами III-V

• Стала ефективність у нанорозмірах

Мікросвітлодіодні дисплеї на основі перовскіту мають всі можливості очолити наступну хвилю інновацій, особливо в AR/VR, носимих пристроях та інших високоякісних візуальних застосуваннях.

Оскільки дослідження продовжуються, а технології виробництва розвиваються, PeLED-дисплеї можуть незабаром стати стандартом для дисплеїв надвисокої чіткості в різних галузях промисловості.