Saphlux Illumina Micro AR/VR

La scorsa settimana, la startup Saphlux con sede nel Connecticut ha presentato un nuovo display micro-LED basato su una tecnologia brevettata chiamata punti quantici nanoporosi (NPQD).

Nata dall'Università di Yale nel 2015, Saphlux è nota per i suoi prodotti per motori di illuminazione basati su GaN, inclusa la sua "prima" tecnologia micro-LED quantum dots-in-chip per display. Con questo display micro-LED a colori da 0,39 pollici, l'azienda intende innovare AR/VR oltre le capacità degli attuali LED micro-organici e delle alternative a cristalli liquidi su silicio (LCOS).

Il nuovo display basato su NPQD di Saphlux funziona con il motore di luce RGB NPQD T1-0.39 dell'azienda, che consente microLED con passi dei pixel inferiori a due micron.

Nelle dimostrazioni, il display ha raggiunto una luminosità massima del bianco di 250.000 nit e un'efficienza di conversione dei fotoni del 67%. Al contrario, il display dell'iPhone 14 raggiunge una luminosità massima di 1.200 nit ed è disponibile in un display da 6,7”. Ciò rende la tecnologia Saphlux significativamente più luminosa e performante rispetto ai concorrenti commercializzati, e il display occupa un'area molto più piccola.

Sebbene il nitruro di gallio (GaN) sia già ampiamente utilizzato nei LED, Saphlux ha sbloccato nuove funzionalità del semiconduttore creando al suo interno nanopori. L'azienda forma questi pori immergendo il materiale in una soluzione acida e applicando una tensione di polarizzazione specifica, guidando un processo di incisione elettrochimica. Quindi controllano attentamente la tensione di polarizzazione e la concentrazione di drogaggio del silicio per regolare con precisione la dimensione e la porosità dei nanopori.

Una volta creati, questi nanopori possono essere riempiti con punti quantici (QD), particelle semiconduttrici di soli pochi nanometri. I punti quantici hanno proprietà ottiche uniche, tra cui un'elevata resa quantica, una lunghezza d'onda di emissione dipendente dalle dimensioni e una larghezza di riga di emissione ridotta. Quando incorporati all’interno dei nanopori GaN, interagiscono con il materiale in un modo che aumenta significativamente la loro efficienza di conversione della luce.

Il forte effetto di diffusione del GaN nanoporoso aumenta il percorso luminoso effettivo centinaia di volte, portando a un enorme aumento dell'efficienza e dell'affidabilità della conversione QD. Rispetto alle tradizionali pellicole a punti quantici, il GaN nanoporoso con QD incorporati può raggiungere un'efficienza di conversione della luce superiore all'80%, anche con uno spessore della pellicola di soli 5 µm.

Uno dei principali casi d'uso che trarrà vantaggio dalla tecnologia di Saphlux sono i visori per realtà aumentata e realtà virtuale (AR/VR).

Molti sviluppatori di occhiali AR/VR stanno progettando prodotti da utilizzare per l'uso quotidiano al di fuori dei giochi, anche in ambienti esterni. Questi sviluppatori hanno tradizionalmente affrontato sfide nel rendere i display AR/VR sufficientemente luminosi per l'uso all'aperto, in particolare nelle lunghezze d'onda rosse. Con una luminosità estremamente elevata di 250.000 nit, il display Saphlux può aprire la strada a un vero display compatibile per esterni in grado di funzionare in qualsiasi condizione di illuminazione.

Allo stesso tempo, l’efficienza quantica del 67% del display di Saphlux ha enormi implicazioni per l’efficienza energetica e la gestione termica per AR/VR. Convertendo più energia direttamente in luce utilizzabile, il display NQPD può prolungare la durata della batteria e l'autonomia di questi dispositivi, sprecare meno energia in calore e rimanere più fresco e più confortevole per gli utenti.

Infine, il minuscolo passo dei pixel, inferiore a due micron, significa che la tecnologia NPQD consente display ad altissima risoluzione. Con questi display, gli occhiali AR/VR possono proiettare immagini più vivide e dettagliate negli occhi dell'utente.

Saphlux afferma che la sua architettura NPQD supera addirittura l'efficienza dei micro-LED rossi basata su AlInGaP perché cattura più fotoni blu e li converte in rossi. L'architettura mostra anche un decadimento termico inferiore a fronte della temperatura. Con queste caratteristiche, Saphlux ha definito NPQD una "tecnologia micro-LED elementare" che aumenterà il potenziale dell'High Dynamic Range (HDR).

Anche se la tecnologia è ancora in fase di prototipo, l'azienda offre campioni e dati su richiesta.