Saphlux увеличивает яркость AR/VR Micro

На прошлой неделе стартап Saphlux из Коннектикута продемонстрировал новый микросветодиодный дисплей, основанный на запатентованной технологии, называемой нанопористыми квантовыми точками (NPQD).

Компания Saphlux, вышедшая из Йельского университета в 2015 году, известна своими продуктами для световых двигателей на основе GaN, включая «первую в отрасли» технологию микро-светодиодов с квантовыми точками в кристалле для дисплеев. С помощью этого 0,39-дюймового полноцветного микросветодиодного дисплея компания намерена вывести инновации AR/VR за пределы возможностей нынешних микроорганических светодиодов и альтернатив жидкокристаллических кристаллов на кремнии (LCOS).

Новый дисплей Saphlux на основе NPQD работает на световом двигателе T1-0.39 NPQD RGB, который позволяет использовать микросветодиоды с шагом пикселей менее двух микрон.

В ходе демонстраций дисплей достиг максимальной яркости белого цвета 250 000 нит и эффективности преобразования фотонов 67%. Напротив, дисплей iPhone 14 достигает максимальной яркости 1200 нит и имеет размер 6,7 дюйма. Это делает технологию Saphlux значительно ярче и производительнее, чем коммерческие конкуренты, а дисплей занимает гораздо меньшую площадь.

Хотя нитрид галлия (GaN) уже широко используется в светодиодах, Saphlux открыла новые функциональные возможности полупроводника, создав в нем нанопоры. Компания формирует эти поры, погружая материал в кислотный раствор и применяя определенное напряжение смещения, запуская процесс электрохимического травления. Затем они тщательно контролируют напряжение смещения и концентрацию легирования кремния, чтобы точно регулировать размер и пористость нанопор.

Как только эти нанопоры будут созданы, их можно будет заполнить квантовыми точками (КТ) — полупроводниковыми частицами размером всего несколько нанометров. Квантовые точки обладают уникальными оптическими свойствами, включая высокий квантовый выход, длину волны излучения, зависящую от размера, и узкую ширину линии излучения. Будучи внедренными в нанопоры GaN, они взаимодействуют с материалом таким образом, что значительно повышают эффективность преобразования света.

Сильный эффект рассеяния нанопористого GaN увеличивает эффективный путь света в сотни раз, что приводит к огромному увеличению эффективности и надежности преобразования КТ. По сравнению с традиционными пленками квантовых точек, нанопористый GaN со встроенными КТ может достигать эффективности светового преобразования, превышающей 80%, даже при толщине пленки всего 5 мкм.

Одним из основных вариантов использования технологии Saphlux, которая может принести пользу, являются гарнитуры дополненной и виртуальной реальности (AR/VR).

Многие разработчики очков AR/VR разрабатывают продукты для повседневного использования вне игр, в том числе на открытом воздухе. Эти разработчики традиционно сталкивались с проблемами создания AR/VR-дисплеев, достаточно ярких для использования на открытом воздухе, особенно в красных длинах волн. Благодаря чрезвычайно высокой яркости в 250 000 нит дисплей Saphlux может проложить путь к созданию настоящего дисплея, предназначенного для использования вне помещений и способного работать в любых условиях освещения.

В то же время квантовая эффективность дисплея Saphlux, составляющая 67%, имеет огромное значение для энергоэффективности и управления температурным режимом в AR/VR. Преобразуя больше энергии непосредственно в полезный свет, дисплей NQPD может продлить срок службы батареи и время работы этих устройств, тратить меньше энергии на нагрев, а также оставаться более прохладным и комфортным для пользователей.

Наконец, крошечный шаг пикселя менее двух микрон означает, что технология NPQD позволяет создавать дисплеи чрезвычайно высокого разрешения. Благодаря этим дисплеям очки AR/VR могут проецировать в глаза пользователя более яркие и детальные изображения.

Saphlux заявляет, что ее архитектура NPQD даже превосходит эффективность красных микросветодиодов на основе AlInGaP, поскольку она захватывает больше синих фотонов и преобразует их в красные. Архитектура также демонстрирует меньший тепловой распад под воздействием температуры. Благодаря этим функциям Saphlux назвал NPQD «строительным блоком технологии микросветодиодов», который увеличит потенциал расширенного динамического диапазона (HDR).

Хотя технология все еще находится на стадии прототипа, компания предлагает образцы и данные по запросу.