Pesquisadores abrem processo para empilhar micro

May 03, 2023

Coloque um fone de ouvido de realidade virtual e, provavelmente, parecerá que você está vendo o mundo através de uma porta de tela. Os monitores de tela plana atuais usam pixels que são visíveis a olho nu, junto com pequenos pedaços de espaço escuro não iluminado entre cada pixel que pode aparecer como uma grade preta semelhante a uma malha.

Agora, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, em colaboração com pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), desenvolveramdesenvolveu um novo processo com base em materiais 2D para criar telas de LED com pixels menores e mais finos. Habilitada pela tecnologia de transferência de camada baseada em materiais bidimensionais, a inovação promete um futuro de displays de LED mais claros e realistas.

A equipe publicou um artigo na revista Nature em fevereiro intitulado "Micro-LEDs verticais em cores por meio de transferência de camada baseada em materiais 2D". Os coautores também incluem pesquisadores da Sejong University na Coréia e de outras instituições nos EUA e na Coréia do Sul.

Abdallah Ougazzaden, professor da Georgia Tech-Europe, e o cientista pesquisador Suresh Sundaram (ambos também ocupam cargos na Escola de Engenharia Elétrica e de Computação da Georgia Tech) colaboraram com pesquisadores do MIT para virar o processo convencional de fabricação de LEDs de cabeça para baixo, literalmente. Em vez de usar processos predominantes baseados na colocação de LEDs vermelhos, verdes e azuis (RGB) lado a lado, o que limita a densidade de pixels, a equipe empilhou verticalmente membranas de LED RGB ultrafinas e independentes, alcançando uma densidade de matriz de 5.100 pixels por polegada - a menor tamanho de pixel relatado até o momento (4 mícrons) e a menor altura de pilha de todos os tempos - tudo isso enquanto oferece uma gama comercial completa de cores. Essa pilha vertical ultrapequena foi obtida por meio da tecnologia de epitaxia de van der Waals em nitreto de boro 2D desenvolvida no laboratório Georgia Tech-Europe e da tecnologia de epitaxia remota em grafeno desenvolvida no MIT.

O estudo mostrou que os monitores pixelados mais finos e menores do mundo podem ser ativados por uma tecnologia de separação de camada ativa usando materiais 2D, como grafeno e boro, para permitir micro-LEDs de alta densidade, resultando na realização de telas de micro-LED em cores.

Uma faceta exclusiva da técnica bidimensional de transferência de camada baseada em material (2DLT) é que ela permite a reutilização de bolachas epitaxiais. A reutilização desse substrato caro pode reduzir significativamente o custo de fabricação de monitores menores, mais finos e mais realistas.

“Agora demonstramos que essa tecnologia avançada de crescimento e transferência baseada em materiais 2D pode superar a tecnologia convencional de crescimento e transferência em domínios específicos, como em exibições de realidade virtual e aumentada”, disse Ougazzaden, pesquisador principal da equipe da Georgia Tech.

Essas técnicas avançadas foram desenvolvidas em reatores de deposição de vapor químico metalorgânico (MOCVD), a principal ferramenta para a produção de LED em escala de wafer. A técnica 2DLT pode ser replicada em escala industrial com alto rendimento. A tecnologia tem o potencial de levar o campo da realidade virtual e aumentada para o próximo nível, permitindo a próxima geração de displays de micro-LED imersivos e realistas.

"Esta tecnologia emergente tem um tremendo potencial para eletrônica flexível e integração heterogênea em optoeletrônica, que acreditamos irá desenvolver novas funcionalidades e atrair a indústria para desenvolver produtos comerciais de telas de smartphones a dispositivos médicos", disse Ougazzaden.

- Este comunicado de imprensa foi originalmente publicado no site do Georgia Institute of Technology