Интерес к виртуальной и дополненной реальности стимулирует разработчиков совершенствовать технологии производства дисплеев MicroLED. С одной стороны, производство MicroLED ограничено в объёмах технологией выпуска на кремниевых пластинах (очень жаль, что 450-мм пластины так и не стали действительностью). С другой стороны, производство на стеклянных подложках (LCD или OLED) ограничивает размер пикселя на экране габаритами управляющих тонкоплёночных транзисторов под светодиодом или ячейкой с жидкими кристаллами. Но даже в современной реализации разрешение MicroLED оставляет желать лучшего.
Пример производства MicroLED (https://www.researchgate.net)
Группа учёных из Рочестерского технологического института (Rochester Institute of Technology) предложила для дисплеев MicroLED новую структуру ― вертикальные нанопроводные транзисторы. Как и другие современные MicroLED, транзисторы выращиваются на слое нитрида галлия на кремниевой подложке. Только вместо создания горизонтальных (планарных) транзисторных структур разработана технология выращивания вертикальных транзисторов в виде нанопроводов. По сути ― это те же GaN биполярные транзисторы со статической индукцией (SIT, Static Induction Transistor), что и раньше, только выращенные вверх, а не в сторону.
Планарный транзистор много больше по размерам, чем пиксель-LED
Это означает, что нанопроводной транзистор можно полностью спрятать под пиксель, точнее ― под светодиод, которым он управляет. Тем самым пиксели (светодиоды) можно будет расположить максимально плотно и даже уменьшить их размеры. Насколько? Если сравнивать с экранами OLED современных Apple iPhone X, заявляют разработчики, то размеры пикселя можно уменьшить в 1500 раз. Фантастика! Впрочем, у курса на снижение размера пикселя в MicroLED есть и другие препятствия, которые всё ещё предстоит обойти.
Эксперименты с нанопроводными вертикальными GaN-транзисторами и светодиодами показали, что решение имеет в два раза лучшую энергоэффективность, чем тонкоплёночные транзисторы. При этом яркость новых структур намного выше, а соотношение токов открытия/закрытия лучше в 900 раз, если сравнивать с обычными вертикальными транзисторами SIT. Есть только одна проблема. Новые транзисторные структуры постоянно открытые, а для закрытия (переключения) требуются отрицательные значения напряжений. Это определённо усложнит контроллеры таких дисплеев.
Также следует учитывать определённую сложность техпроцесса по выращиванию вертикальных нанопроводных структур. Иначе говоря ― это будет более затратный процесс, чем обычно. Но это не означает, что на данной технологии надо поставить крест. Её будут развивать и, возможно, когда-нибудь она станет реальностью. К слову, GaN-транзисторы и светодиоды оптически прозрачные, что будет кстати для гарнитур с дополненной реальностью.