32K на каждый глаз

Как сообщает сайт EE Times, компании Nanoco Technologies и Plessey Semiconductors заключили партнёрское соглашение, которое позволит значительно уменьшить размеры пикселя для монолитных дисплеев MicroLED. Это дисплеи небольших размеров от сантиметра или около того, до двух-трёх сантиметров по диагонали для размещения непосредственно перед глазами наблюдателя. Дисплеи выполняются в одном производственном цикле на кремниевой подложке, как чипы.

Размеры пикселя в актуальных MicroLED, точнее ― субпикселя в традиционной триаде RGB (красный, зелёный, синий), составляют 30 мкм. Это ограничение накладывают свойства люминофора, частицы которого невозможно создать размерами менее 30 мкм (люминофор нужен для преобразования синего спектра в красный и зелёный). Компании Nanoco Technologies и Plessey Semiconductors намерены уменьшить размеры пикселя почти в 8 раз ― до 4 мкм, для чего предполагается использовать квантовые точки CFQD (cadmium-free quantum-dot, квантовые точки без использования кадмия). Уменьшение размеров пикселя в заявленном диапазоне приведёт к резкому росту разрешения гарнитур виртуальной и добавленной реальности, что только добавит погружению фотореалистичности.

Квантовые точки уже нашли применение в системах подсветки мониторов и вскоре обещают реализовать себя в дисплеях OLED. В общем случае принцип действия квантовых точек заключается в том, что свечение наиболее эффективных синих полупроводниковых светодиодов (или OLED) преобразуется квантовыми точками в свечение зелёного или красного света за счёт его поглощения микрочастицами определённого размера и последующего переизлучения. Иными словами, перед синим светодиодом нет светофильтра, а в местах зелёного и красного субпикселя над синими светодиодами расположены участки светофильтра с частицами, которые преобразуют синее свечение в красное или зелёное. Квантовые точки дают более насыщенные цвета и поглощают меньше света, чем в случае использования белой подсветки и цветных (RGB) светофильтров. В случае OLED квантовые точки (микрочастицы) добавляются прямо в состав синих органических светодиодов.

Дисплеи MicroLED на квантовых точках предполагается изготавливать так же, как OLED на квантовых точках ― способом добавления микрочастиц для поглощения и переизлучения синего свечения в красный и зелёный. Размеры микрочастиц лежат в пределах от 10 до 100 атомов, что и позволит значительно уменьшить размеры пикселей. На подложке из кремния создаётся слой из нитрида галлия (GaN). Слой GaN позволяет вырастить синие светодиоды, в которые методом промышленной струйной печати на участки RG триад будут внесены требуемые микрочастицы.

Производство будет налажено на заводах Plessey Semiconductors с возможностью выпуска MicroLED на 200-мм кремниевых пластинах. В отличие от OLED, кстати, светодиоды в составе MicroLED менее подвержены выгоранию, что обещает долгую работу устройств без ухудшения характеристик. Кроме того, уровень контрастности у MicroLED на квантовых точках обещает оказаться в 100 раз выше, чем у OLED, а яркость ― выше в 1000 раз. При этом уровень потребления будет в два раза меньше, что удвоит время работы автономных гарнитур. Массовое производство MicroLED на квантовых точках обещает начаться уже через год ― в 2020 году.