Forscher haben das bislang kleinste Pixel der Welt entwickelt – mit einer Breite von nur 90 Nanometern. Zum Vergleich: Ein Virus ist in etwa genauso groß. Das macht diese winzigen Mikro-LEDs perfekt für den Einsatz in VR- und AR-Brillen, aber es gibt noch einige Herausforderungen, die es zu überwinden gilt.
Was steckt hinter den winzigen LEDs?
Die neue Entdeckung basiert auf Mikro-LEDs, die deutlich kleiner sind als alles, was bisher auf dem Markt ist. Die Forscher haben LEDs mit Breiten von 90 Nanometern bis zu 650 Mikrometern hergestellt. Das klingt erstmal nach nichts – aber diese kleinen Dioden ermöglichen eine Pixeldichte von bis zu 127.000 Pixeln pro Zoll (PPI), was für ultrahochauflösende Displays sorgt.
Die Effizienz bleibt ein Problem
Doch der Weg zum perfekten Display ist noch lang. Denn je kleiner die LEDs werden, desto schlechter wird ihre Effizienz. Normalerweise wandeln LEDs Strom in Licht um, aber bei extrem kleinen Dioden geht viel Licht verloren – vor allem seitlich. Das führt dazu, dass die Umwandlung von Elektronen in Photonen (also Strom in Licht) weniger effizient wird. Bei den winzigsten LEDs mit einer Breite von nur 90 Nanometern erreichen die Forscher eine Effizienz von nur etwa 10 Prozent, was bei hoher Helligkeit noch weiter sinkt.
Perowskit-LEDs
Interessant ist, dass die kleinen LEDs mit Perowskiten hergestellt werden. Das Material ist vor allem aus der Solarzellen-Technologie bekannt und gilt als vielversprechend für die nächste Generation von LEDs. Perowskit-LEDs (oder PeLEDs) könnten also in Zukunft die Standardtechnologie in vielen Bereichen ersetzen. Allerdings gibt es noch einige Hürden: Die Lebensdauer der PeLEDs ist derzeit deutlich kürzer als bei herkömmlichen LEDs, und auch die Effizienz bleibt hinter den Erwartungen zurück.
Die Mikro-LEDs, die die Forscher entwickelt haben, strahlen bislang nur grünes oder infrarotes Licht ab. Ein vollständiges Farbdisplay, wie wir es von Smartphones oder Fernsehern kennen, ist theoretisch möglich, aber extrem schwierig herzustellen. Die Herausforderung besteht darin, verschiedene Materialien auf kleinstem Raum zu kombinieren, um alle RGB-Farben abzubilden. Das ist eine technische Hürde, die es noch zu überwinden gilt.
Der Weg zur praktischen Anwendung
Es gibt noch weitere Herausforderungen, vor allem in der Ansteuerung der winzigen LEDs. Vor rund 20 Jahren waren 90 Nanometer in der Halbleiterfertigung noch High-End-Technologie, aber heute stehen wir vor neuen Anforderungen, die viel präzisere Steuerungen erfordern. Trotz dieser Hürden sind die Fortschritte, die hier gemacht wurden, ein wichtiger Schritt in Richtung der Displays der Zukunft. Vielleicht sehen wir schon bald die ersten VR-Headsets oder AR-Brillen, die mit diesen winzigen LEDs ausgestattet sind – und uns eine völlig neue Art der visuellen Darstellung bieten.
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