Le sfide dei micro LED
La tecnologia Micro-LED promette di superare i display OLED e LED-LCD, ma deve affrontare sfide fondamentali che devono essere risolte:
- Efficienza del rosso
L’efficienza del rosso diminuisce significativamente quando viene scalata a dimensioni micrometriche a causa della perdita di portatori e della ricombinazione non radiativa nei difetti laterali. Ciò si traduce in una minore luminosità e in un maggiore consumo energetico, ostacolandone l’adozione. - Luminosità e gamma cromatica
Mentre i micro-LED possono teoricamente raggiungere picchi di luminosità fino a 10.000 Nits e coprire il 100% della gamma cromatica Rec-2020, gli attuali LED rossi AlInGaP faticano a raggiungere i 1000 Nits in condizioni reali, con conseguenti consumi elevati e affidabilità ridotta.
Display LED a punti quantici: Rivoluzionare la tecnologia dei micro-LED
- Alta efficienza: Raggiunge >il 99% di purezza del colore con strati QD ultrasottili.
- Maggiore durata: una densità di flusso 8 volte inferiore garantisce prestazioni di lunga durata.
- Dissipazione del calore superiore: Il GaN nano-poroso consente una conducibilità termica di >100W/m-K.
- Economico: Converte i LED blu economici in RGB, riducendo i costi di produzione.
- Colori di precisione: controllo della lunghezza d’onda di ±0,5 nm per una resa cromatica uniforme e vibrante.
Cosa sono i punti quantici?
I punti quantici sono minuscole particelle create dall’uomo con speciali proprietà di emissione della luce. Sono incredibilmente piccoli, con una larghezza compresa tra 2 e 10 nanometri (migliaia di volte più piccoli di un granello di sabbia). Quando la luce colpisce un Quantum Dot, questo si illumina di un colore specifico. Il colore dipende dalle sue dimensioni: I punti grandi emettono una luce rossastra, mentre quelli piccoli emettono una luce verdastra. Questa capacità di produrre colori precisi rende i Quantum Dots ideali per la realizzazione di display vibranti e precisi.
Display micro LED a punti quantici
Un display Quantum Dot Micro-LED utilizza l’incisione elettrochimica per creare uno strato nano-poroso all’interno del LED GaN. Questa struttura porosa viene poi riempita di punti quantici (QD) che emettono luce rossa (R) o verde (G) quando vengono eccitati dalla luce blu. Di conseguenza, il display raggiunge pixel rossi, verdi e blu (R-G-B) indirizzabili all’interno di un singolo chip monolitico, offrendo prestazioni cromatiche migliori.
I display COB LED tradizionali sono composti da chip rossi, verdi e blu, ciascuno costruito con materiali diversi. I chip verdi e blu utilizzano solitamente nitruro di gallio (GaN), mentre il chip rosso è realizzato in arseniuro di gallio (GaAs). Queste differenze di materiale comportano variazioni negli angoli di emissione della luce, nella sensibilità alla temperatura e nei processi di produzione.
Al contrario, i display LED COB a punti quantici utilizzano la luce blu per eccitare i punti quantici, che poi emettono luce rossa. Tutti e tre i chip di colore – rosso, verde e blu – sono realizzati in nitruro di gallio (GaN), garantendo angoli di emissione della luce uniformi per l’intero spettro di colori. Inoltre, la luminosità di questi chip presenta una sensibilità minima alle fluttuazioni di temperatura, migliorando la coerenza dei colori RGB anche in condizioni di temperatura variabile e garantendo prestazioni di visualizzazione stabili e di alta qualità.
Display COB LED D a punti quantici VS Display COB LED tradizionale
Caratteristiche del display LED COB a punti quantici
Nessun trasferimento di substrato – resa migliorata
I chip Quantum Dot a luce rossa e blu-verde condividono lo stesso substrato, eliminando la necessità di trasferire il substrato. Al contrario, i chip tradizionali in GaAs richiedono la conversione in substrati di zaffiro, un processo che comporta una significativa perdita di rendimento e un aumento dei costi.
Uniformità del colore superiore con un angolo di visione più ampio
Gli schermi LED a punti quantici offrono un controllo preciso sulla loro lunghezza d’onda, consentendo una distribuzione eccezionalmente stretta della lunghezza d’onda. Ciò garantisce che la variazione della lunghezza d’onda all’interno e tra i wafer sia limitata a soli ±0,5 nm, con il risultato di ottenere colori estremamente uniformi e puri su tutto il display.
Angolo di visione più ampio: nessuna deviazione del colore
Grazie all’utilizzo di materiali uniformi per tutti e tre i colori, l’emissione luminosa è omogenea e garantisce una qualità di visualizzazione uniforme da qualsiasi angolazione.
Quando l’angolo di visione passa da 0° (frontale) a 85°, la deviazione del colore dei display Quantum Dot a visione diretta si riduce di 8 volte rispetto ai display tradizionali, con differenze di temperatura del colore fino a 12 volte inferiori.
Precisione del colore superiore alle variazioni di temperatura
Grazie al preciso controllo delle dimensioni dei punti quantici, i chip Quantum Dot generano uno spettro di luce rossa ristretto (2nm), garantendo un’eccezionale coerenza nell’emissione di luce rossa. Rispetto ai display tradizionali, la tecnologia Quantum Dot Micro-LED (QD-mLED) è molto meno sensibile alle fluttuazioni di temperatura. Di conseguenza, le variazioni di uniformità del colore causate dalle variazioni di temperatura durante l’avvio sono ridotte del 20% rispetto agli schermi tradizionali, mantenendo un’accuratezza del colore superiore in un’ampia gamma di temperature.
Schermi LED a punti quantici ecologici
Nei display tradizionali, i materiali chiave per il substrato della luce rossa sono l’arseniuro di gallio (GaAs) e la fosfina, entrambi tossici.
Al contrario, gli schermi LED Quantum Dot utilizzano materiali ecologici: Silicio (Si) o zaffiro per il substrato a luce rossa e gas ammoniaca (NH₃) per la crescita della luce rossa. Questo elimina l’uso di sostanze nocive come l’arsenico e la fosfina durante il processo di produzione, rendendo gli schermi LED Quantum Dot un’opzione più sostenibile dal punto di vista ambientale.
Riduzione dei costi di alimentazione
Nei display Quantum Dot Micro-LED (QD-LED), la tensione di pilotaggio della luce rossa si allinea con quella dei canali blu e verde, eliminando la necessità di interfacce a doppia tensione comunemente richieste nei display tradizionali a visione diretta. Questa ottimizzazione del design si traduce in una riduzione del 15% dei costi complessivi di alimentazione.
Colore migliorato REC 2020
Gli esperimenti hanno dimostrato che i display Quantum Dot COB LED offrono prestazioni eccezionali in termini di gamma cromatica, raggiungendo l’80% di copertura dello spazio colore Rec. 2020. Questo garantisce una riproduzione dei colori vibrante e accurata, migliorando l’esperienza visiva complessiva.
120Hz Livello di trasmissione
Con una frequenza di fotogrammi di 120Hz e prestazioni di livello broadcast, i display LED Quantum Dot sono perfetti per applicazioni come cinema, home theater e studi XR, in grado di offrire un movimento continuo e una qualità visiva straordinaria.
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