Saphlux ilumina el micro AR/VR

La semana pasada, la startup Saphlux, con sede en Connecticut, demostró una nueva pantalla micro-LED basada en una tecnología patentada llamada puntos cuánticos nanoporosos (NPQD).

Saphlux surgió de la Universidad de Yale en 2015 y es conocida por sus productos de motores de luz basados ​​en GaN, incluida su "primera" tecnología micro-LED de puntos cuánticos en chip para pantallas. Con esta pantalla micro-LED a todo color de 0,39”, la compañía pretende innovar AR/VR más allá de las capacidades de los LED microorgánicos actuales y las alternativas de cristal líquido sobre silicio (LCOS).

La nueva pantalla basada en NPQD de Saphlux funciona con el motor de luz RGB NPQD T1-0.39 de la compañía, que permite microLED con distancias de píxeles de menos de dos micrones.

En las demostraciones, la pantalla alcanzó un brillo blanco máximo de 250.000 nits y una eficiencia de conversión de fotones del 67%. Por el contrario, la pantalla del iPhone 14 alcanza un brillo máximo de 1200 nits y viene en una pantalla de 6,7”. Esto hace que la tecnología de Saphlux sea significativamente más brillante y de mayor rendimiento que los competidores comercializados, y la pantalla ocupa un área mucho más pequeña.

Si bien el nitruro de galio (GaN) ya se usa ampliamente en los LED, Saphlux desbloqueó una nueva funcionalidad del semiconductor creando nanoporos en él. La empresa forma estos poros sumergiendo el material en una solución ácida y aplicando un voltaje de polarización específico, impulsando un proceso de grabado electroquímico. Luego controlan cuidadosamente el voltaje de polarización y la concentración de dopaje de silicio para ajustar con precisión el tamaño y la porosidad de los nanoporos.

Una vez creados estos nanoporos, se pueden llenar con puntos cuánticos (QD), partículas semiconductoras de sólo unos pocos nanómetros de tamaño. Los puntos cuánticos tienen propiedades ópticas únicas, incluido un alto rendimiento cuántico, una longitud de onda de emisión dependiente del tamaño y un ancho de línea de emisión estrecho. Cuando se incrustan en nanoporos de GaN, interactúan con el material de una manera que aumenta significativamente su eficiencia de conversión de luz.

El fuerte efecto de dispersión del GaN nanoporoso aumenta la trayectoria efectiva de la luz cientos de veces, lo que lleva a un enorme aumento en la eficiencia y confiabilidad de la conversión QD. En comparación con las películas de puntos cuánticos tradicionales, el GaN nanoporoso con QD integrados puede lograr una eficiencia de conversión de luz superior al 80 %, incluso con un espesor de película de solo 5 µm.

Uno de los principales casos de uso que se beneficiará de la tecnología de Saphlux es el de los cascos de realidad aumentada y realidad virtual (AR/VR).

Muchos desarrolladores de gafas AR/VR están diseñando productos para usos cotidianos fuera de los juegos, incluso en entornos al aire libre. Estos desarrolladores tradicionalmente han enfrentado desafíos para lograr que las pantallas AR/VR sean lo suficientemente brillantes para uso en exteriores, específicamente en longitudes de onda rojas. Con un brillo extremadamente alto de 250.000 nits, la pantalla Saphlux puede allanar el camino para una verdadera pantalla compatible con exteriores que pueda funcionar en cualquier condición de iluminación.

Al mismo tiempo, la eficiencia cuántica del 67 % de la pantalla de Saphlux tiene enormes implicaciones para la eficiencia energética y la gestión térmica de AR/VR. Al convertir más energía directamente en luz utilizable, la pantalla NQPD puede extender la vida útil de la batería y el tiempo de ejecución de estos dispositivos, desperdiciar menos energía en calor y permanecer más fresco y cómodo para los usuarios.

Finalmente, la pequeña distancia entre píxeles de menos de dos micrones significa que la tecnología NPQD permite pantallas de resolución extremadamente alta. Con estas pantallas, las gafas AR/VR pueden proyectar imágenes más vívidas y detalladas en los ojos del usuario.

Saphlux dice que su arquitectura NPQD incluso supera la eficiencia de los micro-LED rojos basados ​​en AlInGaP porque captura más fotones azules y los convierte en rojos. La arquitectura también muestra un menor deterioro térmico frente a la temperatura. Con estas características, Saphlux llamó a NPQD una "tecnología micro-LED básica" que aumentará el potencial del alto rango dinámico (HDR).

Si bien la tecnología aún se encuentra en la fase de prototipo, la empresa ofrece muestras y datos previa solicitud.