Saphlux ilumina AR/VR Micro

Na semana passada, a startup Saphlux, com sede em Connecticut, demonstrou um novo display micro-LED baseado em uma tecnologia patenteada chamada pontos quânticos nanoporosos (NPQD).

Saindo da Universidade de Yale em 2015, a Saphlux é conhecida por seus produtos de motor de luz baseados em GaN, incluindo sua "primeira" tecnologia de micro-LED de pontos quânticos em chip para monitores. Com este display micro-LED colorido de 0,39”, a empresa pretende inovar AR/VR além das capacidades dos atuais LEDs microorgânicos e alternativas de cristal líquido em silício (LCOS).

O novo display baseado em NPQD da Saphlux funciona com o mecanismo de luz RGB T1-0.39 NPQD da empresa, que permite microLEDs com densidade de pixels de menos de dois mícrons.

Nas demonstrações, a tela alcançou brilho branco máximo de 250.000 nits e eficiência de conversão de fótons de 67%. Em contraste, a tela do iPhone 14 atinge um brilho máximo de 1.200 nits e vem em uma tela de 6,7”. Isto torna a tecnologia da Saphlux significativamente mais brilhante e com melhor desempenho do que os concorrentes comercializados – e a tela vem em uma área muito menor.

Embora o nitreto de gálio (GaN) já seja amplamente utilizado em LEDs, a Saphlux desbloqueou novas funcionalidades do semicondutor criando nanoporos nele. A empresa forma esses poros mergulhando o material em uma solução ácida e aplicando uma tensão de polarização específica, acionando um processo de ataque eletroquímico. Eles então controlam cuidadosamente a tensão de polarização e a concentração de dopagem de silício para ajustar com precisão o tamanho e a porosidade dos nanoporos.

Uma vez criados esses nanoporos, eles podem ser preenchidos com pontos quânticos (QDs), partículas semicondutoras de apenas alguns nanômetros de tamanho. Os pontos quânticos têm propriedades ópticas únicas, incluindo alto rendimento quântico, comprimento de onda de emissão dependente do tamanho e largura de linha de emissão estreita. Quando incorporados em nanoporos de GaN, eles interagem com o material de uma forma que aumenta significativamente a eficiência de conversão de luz.

O forte efeito de dispersão do GaN nanoporoso aumenta o caminho da luz efetivo centenas de vezes, levando a um tremendo aumento na eficiência e confiabilidade da conversão QD. Em comparação com os filmes de pontos quânticos tradicionais, o GaN nanoporoso com QDs incorporados pode atingir uma eficiência de conversão de luz superior a 80%, mesmo com uma espessura de filme de apenas 5 µm.

Um dos principais casos de uso que se beneficia da tecnologia da Saphlux é a realidade aumentada e os headsets de realidade virtual (AR/VR).

Muitos desenvolvedores de óculos AR/VR estão projetando produtos para uso diário fora dos jogos, inclusive em ambientes externos. Esses desenvolvedores tradicionalmente enfrentam desafios para tornar os monitores AR/VR brilhantes o suficiente para uso externo, especificamente em comprimentos de onda vermelhos. Com um brilho extremamente alto de 250.000 nits, o display Saphlux pode abrir caminho para um display verdadeiramente compatível com ambientes externos que pode operar em qualquer condição de iluminação.

Ao mesmo tempo, a eficiência quântica de 67% do display do Saphlux tem enormes implicações na eficiência energética e no gerenciamento térmico para AR/VR. Ao converter mais energia diretamente em luz utilizável, o display NQPD pode prolongar a vida útil da bateria e o tempo de execução desses dispositivos, desperdiçar menos energia com calor e permanecer mais fresco e confortável para os usuários.

Finalmente, a pequena densidade de pixels de menos de dois mícrons significa que a tecnologia NPQD permite exibições de resolução extremamente alta. Com esses monitores, os óculos AR/VR podem projetar imagens mais vívidas e detalhadas nos olhos do usuário.

Saphlux diz que sua arquitetura NPQD supera até mesmo a eficiência do micro-LED vermelho baseado em AlInGaP porque captura mais fótons azuis e os converte em vermelhos. A arquitetura também apresenta menor decaimento térmico diante da temperatura. Com esses recursos, a Saphlux chamou o NPQD de um “bloco de construção da tecnologia micro-LED” que aumentará o potencial de alta faixa dinâmica (HDR).

Embora a tecnologia ainda esteja em fase de protótipo, a empresa oferece amostras e dados mediante solicitação.