Nanoskalowe perowskitowe diody LED biją rekordy rozmiaru i wydajności dla wyświetlaczy nowej generacji

Naukowcy z Zhejiang University i University of Cambridge zaprezentowali perowskitowe diody LED w nanoskali o średnicy zaledwie 90 nanometrów. Diody te pobiły dotychczasowy rekord miniaturyzacji LED, jednocześnie zapewniając wysoką wydajność.

W przeciwieństwie do tradycyjnych mikro-diod LED opartych na półprzewodnikach III-V, które mają tendencję do utraty wydajności poniżej 10 mikrometrów, te perowskitowe diody LED utrzymują około 20% zewnętrznej wydajności kwantowej w szerokim zakresie rozmiarów pikseli (od 650 do 3,5 mikrona). To osiągnięcie może potencjalnie zrewolucjonizować technologię wyświetlania w wysokiej rozdzielczości, zwłaszcza w przypadku zaawansowanych systemów AR/VR.

Te nowe diody nano-PeLED oferują zdumiewającą liczbę 127 000 pikseli na cal (PPI) - najwyższą gęstość pikseli odnotowaną do tej pory w jakiejkolwiek matrycy LED. Standardowa technologia LED zazwyczaj cierpi na gwałtowny spadek wydajności, gdy jest zmniejszana do mniejszych wymiarów potrzebnych do wyświetlaczy nowej generacji.

Podkreślając znaczenie tego osiągnięcia, profesor Zhao Baodan z Uniwersytetu Zhejiang zauważył: "Obecnie najbardziej zaawansowaną technologią do zastosowań w wyświetlaczach są mikro-diody LED. Są one najlepszym źródłem światła dla aplikacji rzeczywistości rozszerzonej (AR) i wirtualnej (VR). Jednak wydajność mikro-diod LED gwałtownie spada, gdy rozmiary pikseli są mniejsze niż 10 mikrometrów, które są pożądanymi rozmiarami pikseli dla wysokiej klasy aplikacji AR / VR o ultra-wysokich rozdzielczościach "

Zespół opracował innowacyjną technikę produkcji, aby przezwyciężyć typowe wyzwania związane z pracą z materiałami perowskitowymi. Doktorant Lian Yaxiao, główny autor artykułu, zauważył: "Konwencjonalne procesy fotolitograficzne nie nadają się do bezpośredniego wzorowania warstw perowskitowych - spowodowałoby to uszkodzenie materiałów perowskitowych, więc zamiast tego musimy wzorować inne warstwy funkcjonalne"

Ich metoda opiera się na zlokalizowanym układzie wytwarzania styków, który wykorzystuje litograficznie utworzone okna w warstwie izolacyjnej. Taka konstrukcja utrzymuje aktywne piksele z dala od krawędzi elektrod, zmniejszając straty niepromieniste, które zwykle osłabiają wydajność diod LED.

Poza laboratorium, naukowcy podjęli już kroki w kierunku praktycznych zastosowań. We współpracy z LinkZill z siedzibą w Hangzhou, firmą specjalizującą się w technologii tranzystorów cienkowarstwowych (TFT), opracowali prototypowy wyświetlacz mikro-PeLED z aktywną matrycą, napędzany przez płytę montażową TFT. Wyświetlacz ten, zdolny do prezentowania szczegółowych obrazów i klipów wideo, przybliża te najnowocześniejsze diody LED o krok do komercyjnego zastosowania.