Наноразмерные перовскитные светодиоды бьют рекорды по размеру и эффективности для дисплеев нового поколения

Ученые из Чжэцзянского университета и Кембриджского университета представили наноразмерные перовскитные светодиоды, размер которых составляет всего 90 нанометров в поперечнике. Эти светодиоды побили предыдущий рекорд миниатюризации светодиодов, сохранив при этом высокую эффективность.

В отличие от традиционных микро-светодиодов на основе полупроводников III-V, которые имеют тенденцию терять эффективность ниже 10 микрометров, эти перовскитные светодиоды сохраняют около 20% внешней квантовой эффективности в широком диапазоне размеров пикселей (от 650 до 3,5 микрон). Это достижение потенциально может произвести революцию в технологии дисплеев высокого разрешения, особенно для передовых AR/VR систем.

Эти новые нано-светодиоды обладают поразительной плотностью 127 000 пикселей на дюйм (PPI) - самой высокой плотностью пикселей из всех светодиодных массивов, которые были зарегистрированы до сих пор. Стандартная светодиодная технология обычно страдает от резкого падения эффективности при уменьшении размеров, необходимых для дисплеев нового поколения.

Подчеркивая значимость этого достижения, профессор Чжао Баодан (Zhao Baodan) из Чжэцзянского университета отметил: "В настоящее время самой передовой технологией для применения в дисплеях являются микро-светодиоды. Они являются лучшим источником света для приложений дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR). Однако эффективность микро-светодиодов быстро падает, когда размер пикселя становится меньше 10 микрометров, что является желательным размером пикселя для высококлассных AR/VR-приложений со сверхвысоким разрешением."

Команда разработала инновационную технологию изготовления, чтобы преодолеть обычные трудности работы с перовскитовыми материалами. Аспирант Лиан Яксиао, ведущий автор статьи, отметил: "Обычные фотолитографические процессы не подходят для прямого нанесения рисунка на перовскитные слои - они могут повредить перовскитные материалы, так что вместо них нам придется наносить рисунок на другие функциональные слои"

Их метод основан на локализованном изготовлении контактов, в котором используются литографически созданные окна в изолирующем слое. Такая конструкция позволяет держать активные пиксели подальше от краев электродов, снижая нерадиационные потери, которые обычно подрывают эффективность светодиодов.

За пределами лаборатории исследователи уже сделали шаги к практическому применению. Объединившись с компанией LinkZill из Ханчжоу, специализирующейся на технологии тонкопленочных транзисторов (TFT), они разработали прототип микро-PeLED дисплея с активной матрицей, управляемой задней панелью TFT. Этот дисплей, способный демонстрировать детализированные изображения и видеоклипы, делает эти передовые светодиоды еще на один шаг ближе к коммерческому использованию.