Póngase un casco de realidad virtual y, lo más probable es que parezca que está viendo el mundo a través de una puerta mosquitera. Las pantallas planas actuales usan píxeles que son visibles a simple vista, junto con pequeños espacios oscuros sin iluminación entre cada píxel que pueden aparecer como una cuadrícula negra similar a una malla.
Ahora, investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, en colaboración con investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), han desarrollado un nuevo proceso basado en materiales 2D para crear pantallas LED con píxeles más pequeños y delgados. Gracias a la tecnología bidimensional de transferencia de capas basada en materiales, la innovación promete un futuro de pantallas LED más claras y realistas.
El equipo publicó un artículo en la revista Naturaleza en febrero titulado «Micro-LED verticales a todo color a través de la transferencia de capas basada en materiales 2D». Los coautores también incluyen investigadores de la Universidad de Sejong en Corea y de instituciones adicionales en los EE. UU. y Corea del Sur.
El profesor Abdallah Ougazzaden de Georgia Tech-Europe y el científico investigador Suresh Sundaram (ambos también tienen nombramientos en la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de Georgia Tech) colaboraron con investigadores del MIT para cambiar el proceso de fabricación de LED convencional, literalmente. En lugar de utilizar los procesos predominantes basados en la colocación de LED rojos, verdes y azules (RGB) uno al lado del otro, lo que limita la densidad de píxeles, el equipo apiló verticalmente membranas de LED RGB independientes y ultradelgadas, logrando una densidad de matriz de 5100 píxeles por pulgada. el tamaño de píxel más pequeño registrado hasta la fecha (4 micras) y la altura de pila más pequeña jamás vista, todo mientras ofrece una gama comercial completa de colores. Esta pila vertical ultrapequeña se logró mediante la tecnología de epitaxia de van der Waals en nitruro de boro 2D desarrollada en el laboratorio Georgia Tech-Europe y la tecnología de epitaxia remota en grafeno desarrollada en el MIT.
El estudio mostró que las pantallas pixeladas más delgadas y pequeñas del mundo pueden habilitarse mediante una tecnología de separación activa de capas que utiliza materiales 2D como el grafeno y el boro para habilitar micro-LED de alta densidad que dan como resultado una realización a todo color de pantallas micro-LED.
Una faceta única de la técnica bidimensional de transferencia de capas basada en materiales (2DLT) es que permite la reutilización de obleas epitaxiales. La reutilización de este costoso sustrato podría reducir significativamente el costo de fabricación de pantallas más pequeñas, delgadas y realistas.
«Ahora hemos demostrado que esta tecnología avanzada de transferencia y crecimiento 2D basada en materiales puede superar la tecnología de transferencia y crecimiento convencional en dominios específicos, como en pantallas de realidad virtual y aumentada», dijo Ougazzaden, investigador principal del equipo de Georgia Tech.
Estas técnicas avanzadas se desarrollaron en reactores de deposición de vapor químico metalorgánico (MOCVD), la herramienta clave para la producción de LED a escala de obleas. La técnica 2DLT se puede replicar a escala industrial con un alto rendimiento. La tecnología tiene el potencial de llevar el campo de la realidad virtual y aumentada al siguiente nivel, permitiendo la próxima generación de pantallas micro-LED realistas e inmersivas.
«Esta tecnología emergente tiene un tremendo potencial para la electrónica flexible y la integración heterogénea en la optoelectrónica, que creemos que desarrollará nuevas funcionalidades y atraerá a la industria para que desarrolle productos comerciales, desde pantallas de teléfonos inteligentes hasta dispositivos médicos», dijo Ougazzaden.
