Tiến trình nghiên cứu các công nghệ LED chủ chốt trong nửa đầu năm 2024

Mặc dù ngành công nghiệp ngày càng trở nên hướng nội, nhưng ngành công nghiệp màn hình LED không ngừng tìm kiếm những cách mới để khác biệt, và những đột phá về kỹ thuật và chức năng thường là bước đầu tiên. Sự ra đời của mỗi công nghệ mới dưới đây là kết quả của vô số ngày đêm nghiên cứu cẩn thận của những người trong ngành công nghiệp màn hình LED. Tất nhiên, đây chỉ là phần nổi của tảng băng. Vào năm 2024, khi các công nghệ mới liên tục được giới thiệu, các công nghệ mới đang nảy nở trong lĩnh vực LED như măng sau mưa, và chúng tôi rất vui khi thấy điều đó. Vậy, ngành công nghiệp màn hình LED chứa đựng những xu hướng đổi mới nào trong nửa đầu năm nổi bật này? Trong bài viết này, mạng lưới màn hình LED Huicong tóm tắt và sắp xếp các đột phá công nghệ trong ngành LED trong nửa đầu năm để mọi người cùng thưởng thức.

Tiến bộ mới nhất trong lĩnh vực LED perovskite

Trong những năm gần đây, bên cạnh các đội ngũ nước ngoài thúc đẩy nghiên cứu về LED perovskite, các trường đại học lớn trong nước cũng đã tiến hành nghiên cứu liên quan. Trước tiên, hãy cùng xem xét những tiến bộ mới nhất ở nước ngoài - Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc đã phát triển một LED xanh perovskite 100% tinh khiết xuất sắc.

Theo các báo cáo của truyền thông Hàn Quốc, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Lý Trịnh Long thuộc Khoa Kỹ thuật Điện và Điện tử tại KAIST đã công bố vào ngày 10 tháng 7 rằng họ đã phát triển một công nghệ cách mạng giải quyết cơ bản các vấn đề về sự thay đổi màu sắc và độ sáng thấp của LED perovskite xanh đậm dưới sự thay đổi của điện áp lái.

Nhóm nghiên cứu đã đề xuất một giải pháp đổi mới cho vấn đề lâu dài của vùng xanh đậm trong LED perovskite có độ tinh khiết màu cao. Cụ thể, truyền thống, LED perovskite được cấu thành từ một hỗn hợp nhiều ion halogen thường có xu hướng trải qua sự dao động màu sắc dưới các điều kiện lái khác nhau. Điều này là do các khoảng trống halide hoạt động như các kênh truyền dẫn ion halogen, kích hoạt hiệu ứng di cư chuỗi của các ion xung quanh. Để đáp ứng điều này, nhóm nghiên cứu đã đề xuất một "chiến lược ligand nhắm mục tiêu khoảng trống ion chloride". Chiến lược ligand nhắm mục tiêu cho các khoảng trống ion chloride là trong số các khoảng trống ion dương được coi là khuyết tật cấu trúc tinh thể, chỉ có các khoảng trống ion chloride là cụ thể và loại bỏ hiệu quả những khoảng trống này.

Nhóm nghiên cứu cho biết rằng nghiên cứu đã giải quyết hiệu quả vấn đề không ổn định màu sắc lâu dài của đèn LED xanh đậm perovskite ion halogen hỗn hợp, cho phép đèn LED xanh đậm perovskite đạt độ sáng hơn 2000 nits, thu hẹp khoảng cách với đèn LED xanh và đỏ. Trong tương lai, đèn LED xanh đậm perovskite có thể được sử dụng trong các màn hình LED.

Hiệu suất lượng tử bên ngoài của LED perovskite vượt quá 30%

Nhóm của Viện sĩ Huang Wei từ Đại học Bách khoa Tây Bắc, Phó Giáo sư Zhu Lin từ Đại học Công nghệ Nam Kinh, và Giáo sư Wang Jianpu từ Đại học Changzhou đã đạt được một bước đột phá lớn trong lĩnh vực nghiên cứu diode phát quang perovskite (LED): bằng cách tăng tốc độ tái tổ hợp bức xạ, cải thiện đáng kể hiệu suất lượng tử phát quang, khiến cho hiệu suất lượng tử bên ngoài của LED khoáng perovskite đã vượt qua mốc 30%, tiến gần đến mức độ công nghiệp.

Nhóm nghiên cứu đã đề xuất một phương pháp sáng tạo để kiểm soát sự phát triển tinh thể nhằm tạo ra một pha tinh thể perovskite với tỷ lệ tái kết hợp phát xạ nhanh hơn, từ đó cải thiện đáng kể hiệu suất lượng tử phát quang. Đồng thời, nhóm cũng đã duy trì thành công cấu trúc dưới micron của perovskite ba chiều, để hiệu suất chiếu sáng của thiết bị không bị ảnh hưởng, đạt được hiệu quả kép. Kết quả là, nghiên cứu này đã đạt được hiệu suất lượng tử phát quang 96% và hiệu suất chiếu sáng lớn hơn 30%, và tiếp tục chế tạo một LED perovskite hiệu suất cao với hiệu suất lượng tử bên ngoài 32%, một lần nữa thiết lập kỷ lục thế giới về hiệu suất phát sáng của LED perovskite.

Đạt được LED điểm lượng tử perovskite đỏ ổn định

Có thông tin cho rằng nhóm của Giáo sư Wang Ning và các cộng sự một lần nữa đã công bố một bài nghiên cứu có tiêu đề “Chế tạo LED phát sáng đỏ perovskite bằng cách ổn định cấu trúc bát diện” trên tạp chí Nature.

Công trình nghiên cứu này đã tiết lộ lần đầu tiên một cơ chế mới để ổn định cơ bản đơn vị cấu trúc bát diện của perovskite dựa trên i-ốt tinh khiết, và chứng minh ứng dụng của nó trong các PeLED đỏ tinh khiết hiệu quả và ổn định; nó đã giải quyết hiệu quả vấn đề khoa học rằng perovskite dựa trên i-ốt tinh khiết khó đạt được phát quang điện hiệu quả trong dải ánh sáng đỏ tinh khiết, và cung cấp một liên kết mạnh mẽ cho công nghệ hiển thị perovskite dựa trên ba màu cơ bản, điều này được kỳ vọng sẽ cung cấp hỗ trợ kỹ thuật quan trọng cho công nghệ hiển thị độ phân giải cao mới và công nghệ thông tin trong tương lai.

Tiến bộ mới nhất trong lĩnh vực Micro LED

Nhóm Đại học Seoul phát triển công nghệ kết nối Micro LED linh hoạt

Theo các báo cáo từ phương tiện truyền thông nước ngoài, một nhóm nghiên cứu do giáo sư Yongtaek Hong, thuộc Khoa Kỹ thuật Điện và Thông tin tại Đại học Quốc gia Seoul, dẫn đầu, đã công bố rằng nhóm đã phát triển một công nghệ mới có thể kết nối Micro LED với các thiết bị linh hoạt và có thể kéo giãn.

Ngoài khả năng lắp ráp các mảng Micro LED linh hoạt và co giãn, công nghệ này cũng có thể được sử dụng để tạo ra một thiết bị hiển thị Micro LED có thể gắn vào da, phát hiện nhiệt độ cơ thể con người và trực quan hóa dữ liệu trên màn hình. Nhóm nghiên cứu cho biết công nghệ mới này có thể tích hợp hệ thống các thiết bị vi điện tử hiệu suất cao một cách có hệ thống trong khi tối đa hóa các tính chất cơ học của các hệ thống linh hoạt và co giãn. Công nghệ này sẽ góp phần vào việc thương mại hóa các màn hình linh hoạt.

Các nhà nghiên cứu trong nước phát triển các thiết bị đèn nền Micro LED hiệu suất cao.

Các phương tiện truyền thông nước ngoài đưa tin rằng các nhà nghiên cứu từ nhiều trường đại học ở Trung Quốc đã cùng nhau phát triển một thiết bị hiển thị RGB tự phân cực sáng tạo dựa trên vật liệu Micro LED bán phân cực và phim perovskite, có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của công nghệ đèn nền. Nghiên cứu này được hoàn thành bởi một nhóm do Giáo sư Wu Tingzhu dẫn đầu. Họ đã thiết kế một kiến trúc thiết bị độc đáo chứa các Micro LED bán phân cực màu xanh phát ra ánh sáng phân cực vốn có. Những Micro LED này không chỉ phát ra ánh sáng một cách độc lập, mà còn có thể được sử dụng như một nguồn sáng kích thích, kết hợp với một lớp chuyển đổi màu perovskite có cấu trúc dị hướng, để hiện thực hóa một thiết bị phát sáng phân cực RGB đầy đủ màu sắc.

Thành tựu này không chỉ đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiển thị, mà còn cung cấp một hướng thiết kế mới cho các thiết bị hiển thị trong tương lai, cho thấy rằng công nghệ hiển thị hiệu quả và đầy màu sắc hơn sẽ sớm gia nhập thị trường.

Chiếu sáng mô-đun hiển thị Micro LED full-color 403PPI

Được biết rằng Viện Nghiên cứu Công nghệ Hiển thị Tương lai Xiamen thuộc Phòng thí nghiệm Đổi mới Jiageng đã thành công trong việc chiếu sáng một mô-đun hiển thị full-color Micro-LED 1,63 inch cho thiết bị đeo thông minh và các thiết bị di động, với độ phân giải 403 pixel mỗi inch, đây là sản phẩm có độ phân giải cao nhất hiện nay mà đất nước tôi đạt được bằng công nghệ chuyển giao hàng loạt. Thành tựu này đã được hoàn thành tại Công ty Vi điện tử Tianma và sẽ được thúc đẩy và áp dụng trong ngành công nghiệp hiển thị địa phương. Thành tựu kỹ thuật này đã được mạng lưới tin tức CCTV đưa tin là "một bước đột phá mới trong lĩnh vực hiển thị mới hiện đang sử dụng công nghệ chuyển giao hàng loạt tại đất nước tôi."

Theo dữ liệu, Phòng thí nghiệm Đổi mới Jiageng Viện Nghiên cứu Công nghệ Hiển thị Tương lai Xiamen đã xây dựng dây chuyền trình diễn quy trình Micro-LED thế hệ 2.5 hàng đầu thế giới và hợp tác với các doanh nghiệp ở thượng nguồn và hạ nguồn trong chuỗi công nghiệp để giải quyết các vấn đề then chốt, bao gồm thiết kế cấu trúc epitaxy, sản xuất quy trình chip, tích hợp chuyển giao, v.v. Các phương pháp trí tuệ nhân tạo tiên tiến được áp dụng rộng rãi trong quá trình phát triển công nghệ, điều này giúp rút ngắn đáng kể chu kỳ nghiên cứu và phát triển, tiết kiệm chi phí phát triển, và cải thiện năng suất và hiệu quả. Tập trung vào công nghệ chuyển giao khối lượng chính trong quá trình phát triển bảng hiển thị Micro-LED dựa trên TFT, đội ngũ nghiên cứu và phát triển của viện đã mất chưa đầy nửa năm để mở ra quy trình chuyển giao laser chọn lọc hiệu quả cao, chính xác cao, gắn kết, phát hiện và sửa chữa. Với toàn bộ quy trình, hiệu suất chuyển giao đạt 36 triệu mảnh/giờ (10.000 mảnh/giây), và tỷ lệ chuyển giao đạt 99.999%.

Công nghệ giếng lượng tử keo lõi/vỏ cải thiện đáng kể hiệu suất của các thiết bị LED

Được biết, nhóm của Giáo sư Liu Chuan và Phó Giáo sư Liu Baiquan từ Trường Kỹ thuật Điện tử và Thông tin (Trường Kỹ thuật Vi mạch) của Đại học Tôn Trung Sơn đã đạt được những tiến bộ quan trọng trong lĩnh vực điốt phát quang (LED). Họ đã sử dụng công nghệ giếng lượng tử keo lõi/vỏ để kiểm soát chính xác động lực học exciton, giảm hiệu quả các khuyết tật tái hợp exciton, cân bằng việc bơm điện tích và ức chế sự chuyển giao năng lượng giữa các giếng lượng tử keo. Phương pháp đổi mới này không chỉ cải thiện đáng kể hiệu suất của các thiết bị LED, mà còn tích hợp thành công chúng với các transistor màng mỏng và bảng mạch để đạt được địa chỉ hóa chủ động, một màn hình với hiệu ứng "đường ống".

LED lượng tử keo, như một loại LED tinh thể nano mới, có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực hiển thị nhờ vào những lợi thế như độ tinh khiết màu cao, hiệu suất phát quang điện hẹp và quy trình xử lý dung dịch.

"Không có giới hạn cho sự đổi mới và không có giới hạn cho tương lai." Câu này dường như xác nhận ý nghĩa thực sự của sự phát triển không ngừng của thị trường LED. Nhưng cần lưu ý rằng điều này cũng đặt ra yêu cầu cao hơn cho từng người chơi. Làm thế nào để tập trung vào hướng phát triển sản phẩm và đi theo con đường khác biệt để vượt qua và chiến thắng? Đây vẫn là một câu hỏi cần phải trả lời cho mỗi doanh nghiệp. Cần lưu ý rằng nhiều chính sách mới trong nửa đầu năm 2024 cũng liên quan đến ngành công nghiệp màn hình LED. Chúng ta có lý do để tin rằng trong những ngày tới, ngành công nghiệp màn hình LED của Trung Quốc sẽ tiếp tục có những bước đột phá trong nghiên cứu và phát triển và thực hiện công nghiệp hóa với sự hỗ trợ của chính sách, và tiếp tục đóng vai trò quan trọng trên sân khấu công nghệ toàn cầu.