Trong một bước tiến lớn về công nghệ hiển thị, các nhà nghiên cứu từ Đại học Chiết Giang đã công bố điểm ảnh LED nhỏ nhất thế giới — chỉ có kích thước90 nanomet (nm)— thiết lập chuẩn mực mới về độ phân giải và hiệu quả cho màn hình thế hệ tiếp theo.

Dưới sự chỉ đạo của Giáo sư David Di và Giáo sư Baodan Zhao, nhóm nghiên cứu đã công bố những phát hiện của họ trongThiên nhiêndưới tiêu đề"Thu nhỏ đèn LED micro- và nano-perovskite."Công trình của họ giới thiệu một mảng LED có độ phân giải cực cao có khả năng đạt được127.000 pixel trên inch (PPI)— độ phân giải cao nhất từng được ghi nhận trong công nghệ hiển thị LED.

Tại sao sự đột phá này quan trọng

Màn hình Micro LED dựa trên chất bán dẫn III-V truyền thống gặp phải những hạn chế đáng kể:

• Chi phí sản xuất cao

• Hiệu suất giảm mạnh khi thu nhỏ xuống dưới ~10 micron

Giải pháp mới? Đèn LED Perovskite (PeLED), mang lại một số lợi thế chính:

• Chi phí sản xuất thấp hơn

• Hiệu suất tuyệt vời ở kích thước nano

• Hiệu suất lượng tử bên ngoài (EQE) từ 20–30%, tương đương với OLED

• Tuổi thọ hoạt động dài hơn đạt tiêu chuẩn OLED

Sự đổi mới này mở ra cánh cửa cho màn hình hiệu suất cao, tiết kiệm chi phí mà trước đây không thể đạt được bằng công nghệ Micro LED thông thường.

Sự đổi mới đằng sau Pixel phá kỷ lục

Cốt lõi của thành tựu này là một kỹ thuật chế tạo mới lạ được gọi làquá trình tiếp xúc cục bộPhương pháp này sử dụng lớp cách điện có cửa sổ có hoa văn để ngăn vật liệu perovskite tiếp xúc trực tiếp với điện cực, giúp giảm đáng kể tổn thất năng lượng không bức xạ.

Do đó, PeLED vẫn duy trì hiệu suất cao ngay cả ở kích thước cực nhỏ — một cột mốc quan trọng cho các ứng dụng có độ phân giải cao trong tương lai.

So sánh hiệu suất: PeLED so với Micro LED truyền thống

PeLED rõ ràng vượt trội hơn Micro LED truyền thống về khả năng mở rộng và hiệu quả ở quy mô nhỏ hơn, khiến chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng cho công nghệ hình ảnh thế hệ tiếp theo.

Màn hình Micro PeLED ma trận hoạt động nguyên mẫu

Nhóm nghiên cứu cũng đã trình diễn một nguyên mẫu hoạt động của màn hình micro-PeLED ma trận chủ động sử dụng mặt sau bóng bán dẫn màng mỏng (TFT) thương mại — chứng minh tính khả thi của nó đối với các ứng dụng thực tế, có độ phân giải cao.

Các trường hợp sử dụng tiềm năng bao gồm:

• Thực tế tăng cường (AR) và Thực tế ảo (VR)– Độ rõ nét ở cấp độ võng mạc với PPI cực cao

• Màn hình đeo được– Nhẹ và tiết kiệm điện

• Kính thông minh & Màn hình hiển thị trên kính lái (HUD)– Độ sáng cao với mức tiêu thụ điện năng thấp

Những thách thức và con đường phía trước

Bất chấp bước đột phá này, vẫn còn nhiều thách thức trước khi PeLED được sản xuất hàng loạt:

1. Tuổi thọ và độ ổn định:Mặc dù tuổi thọ của PeLED hiện tại gần bằng OLED nhưng vẫn cần được cải tiến thêm để có thể triển khai thương mại.

2. Khả năng mở rộng:Việc chuyển đổi từ nguyên mẫu quy mô phòng thí nghiệm sang sản xuất số lượng lớn sẽ đòi hỏi những cải tiến như in phun và xử lý cuộn-sang-cuộn.

3. Cuộc thi:Công nghệ Micro OLED và Micro LED tăng cường chấm lượng tử cũng đang phát triển nhanh chóng.

Tuy nhiên, mật độ điểm ảnh chưa từng có của PeLED mang lại cho chúng lợi thế độc đáo trong các thị trường ngách có độ phân giải cao.

Triển vọng ngành: Tăng trưởng của Micro LED màng mỏng

Được thúc đẩy bởi nhu cầu về màn hình có độ phân giải cực cao và những tiến bộ trong công nghệ LED lai, thị trường Micro LED màng mỏng toàn cầu đang sẵn sàng cho sự tăng trưởng mạnh mẽ. Các lĩnh vực chính thúc đẩy sự mở rộng này bao gồm:

• Tai nghe AR/VR

• HUD ô tô

• Thiết bị đeo thông minh

Theo phân tích gần đây của ngành, những xu hướng này sẽ thúc đẩy đầu tư và hoạt động R&D vào perovskite và các công nghệ hiển thị liên quan.

Kết luận: Kỷ nguyên mới cho màn hình Micro LED

Sự phát triển của mộtĐiểm ảnh PeLED 90nmđánh dấu bước ngoặt trong quá trình phát triển của công nghệ hiển thị. Với:

• Mật độ điểm ảnh chưa từng có (127.000 PPI)

• Chi phí sản xuất thấp hơn so với đèn LED Micro III-V

• Hiệu quả duy trì ở kích thước nano

Màn hình Micro LED dựa trên perovskite đang có vị thế tốt để dẫn đầu làn sóng đổi mới tiếp theo — đặc biệt là trong AR/VR, thiết bị đeo và các ứng dụng hình ảnh cao cấp khác.

Khi nghiên cứu tiếp tục và kỹ thuật sản xuất hoàn thiện, PeLED có thể sớm trở thành tiêu chuẩn cho màn hình có độ phân giải cực cao trong nhiều ngành công nghiệp.