近期,浙江大学狄大卫教授&赵保丹教授团队以“Downscaling micro- and nano-perovskite LEDs”为题的论文发表在国际顶尖学术期刊Nature上。该团队创造了微米和纳米钙钛矿LED(micro-和nano-PeLED),这些器件的像素尺寸从数百微米到90纳米,创造了迄今为止报道的最小的LED像素。同时,创建的具有127,000PPI超高分辨率的LED像素阵列,也创造了所有类型LED阵列的最高分辨率纪录。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-025-08685-w
论文研究内容及亮点
Micro-LED的发明被认为是显示器的“终极技术”,然而,micro-LED的制造成本非常高,并且当其减小到约10微米或更小时,它们的效率会急剧下降,这阻碍了其在大规模商业应用中的潜力。在此基础上,浙江大学狄大卫教授&赵保丹教授团队提出微型钙钛矿LED(micro-PeLED)与纳米钙钛矿LED(nano-PeLED)的概念,探索传统LED难以达到的新尺寸极限。
图:红光和绿光micro/nano-PeLED像素阵列
该团队提出了一种局域接触工艺。在附加的绝缘层中引入了由光刻制作的图案化窗口,以确保像素区域远离电极边缘。这种方法将避免钙钛矿材料因易暴露在电极边缘,产生非辐射能量损耗,从而使LED效率降低。
基于该策略,该团队创建的绿色和近红外钙钛矿LED,降尺寸效应在约180纳米的极小尺寸才开始显现,这时nano-PeLED的效率降低至最高值的50%。这表明在超小尺寸范畴,micro和nano-PeLED比基于III-V族半导体的micro-LED效率更高,后者在尺寸低于10微米时效率显著下降。
图:Micro/nano-PeLED与其他LED技术的比较
该钙钛矿LED通过与领挚科技的TFT阵列显示芯片,以及后端阵列驱动系统集成,构建了有源矩阵micro-PeLED微显示器原型,能够呈现复杂的图像和视频,实现了其显示性能以及落地应用的验证。
图:有源矩阵micro-PeLED微显示器呈现的视频与图像
上述工作中所用到的TFT阵列显示芯片,支持钙钛矿、QLED、OLED等多种显示材料,搭配后端阵列驱动系统后,即可实现图片及视频的点亮。此外,还提供芯片及系统定制服务,可根据客户需求调整芯片的像素尺寸、分辨率,系统的刷新率等多项规格,进一步提升验证效果。