Saphlux illumine le micro AR/VR

La semaine dernière, la startup Saphlux, basée dans le Connecticut, a présenté un nouvel écran micro-LED basé sur une technologie brevetée appelée points quantiques nanoporeux (NPQD).

Issue de l'Université de Yale en 2015, Saphlux est connue pour ses produits de moteur lumineux basés sur GaN, y compris sa « première » technologie de micro-LED à points quantiques dans une puce pour les écrans. Avec cet écran micro-LED couleur de 0,39", la société a l'intention d'innover en AR/VR au-delà des capacités des LED micro-organiques actuelles et des alternatives à cristaux liquides sur silicium (LCOS).

Le nouvel écran NPQD de Saphlux fonctionne sur le moteur d'éclairage RVB T1-0.39 NPQD de la société, qui permet des microLED avec des pas de pixels inférieurs à deux microns.

Lors des démonstrations, l'écran a atteint une luminosité blanche maximale de 250 000 nits et une efficacité de conversion de photons de 67 %. En revanche, l'écran de l'iPhone 14 atteint une luminosité maximale de 1 200 nits et est disponible dans un écran de 6,7 pouces. Cela rend la technologie Saphlux nettement plus lumineuse et plus performante que celle de ses concurrents commercialisés, et l'écran s'étend sur une zone beaucoup plus petite.

Alors que le nitrure de gallium (GaN) est déjà largement utilisé dans les LED, Saphlux a débloqué de nouvelles fonctionnalités du semi-conducteur en y créant des nanopores. L'entreprise forme ces pores en plongeant le matériau dans une solution acide et en appliquant une tension de polarisation spécifique, entraînant ainsi un processus de gravure électrochimique. Ils contrôlent ensuite soigneusement la tension de polarisation et la concentration de dopage en silicium pour ajuster avec précision la taille et la porosité des nanopores.

Une fois ces nanopores créés, ils peuvent être remplis de points quantiques (QD), des particules semi-conductrices de seulement quelques nanomètres. Les points quantiques ont des propriétés optiques uniques, notamment un rendement quantique élevé, une longueur d'onde d'émission dépendante de la taille et une largeur de raie d'émission étroite. Lorsqu’ils sont intégrés dans des nanopores GaN, ils interagissent avec le matériau de manière à augmenter considérablement leur efficacité de conversion de la lumière.

Le fort effet de diffusion du GaN nanoporeux augmente le trajet efficace de la lumière des centaines de fois, entraînant une augmentation considérable de l'efficacité et de la fiabilité de la conversion QD. Comparé aux films à points quantiques traditionnels, le GaN nanoporeux avec QD intégrés peut atteindre une efficacité de conversion de la lumière supérieure à 80 %, même avec une épaisseur de film de seulement 5 µm.

L'un des principaux cas d'utilisation qui pourraient bénéficier de la technologie de Saphlux est celui des casques de réalité augmentée et de réalité virtuelle (AR/VR).

De nombreux développeurs de lunettes AR/VR conçoivent des produits destinés à être utilisés quotidiennement en dehors du jeu, y compris dans des environnements extérieurs. Ces développeurs ont toujours été confrontés à des difficultés pour rendre les écrans AR/VR suffisamment lumineux pour une utilisation en extérieur, en particulier dans les longueurs d'onde rouges. Avec une luminosité extrêmement élevée de 250 000 nits, l'écran Saphlux pourrait ouvrir la voie à un véritable écran compatible avec l'extérieur, capable de fonctionner dans toutes les conditions d'éclairage.

Dans le même temps, l'efficacité quantique de 67 % de l'écran de Saphlux a d'énormes implications en termes d'efficacité énergétique et de gestion thermique pour l'AR/VR. En convertissant plus d'énergie directement en lumière utilisable, l'écran NQPD peut prolonger la durée de vie de la batterie et l'autonomie de ces appareils, gaspiller moins d'énergie en chaleur et rester plus frais et plus confortable pour les utilisateurs.

Enfin, le petit pas de pixel de moins de deux microns signifie que la technologie NPQD permet des affichages à extrêmement haute résolution. Avec ces écrans, les lunettes AR/VR peuvent projeter des images plus vives et plus détaillées dans les yeux de l'utilisateur.

Saphlux affirme que son architecture NPQD surpasse même l'efficacité des micro-LED rouges basées sur AlInGaP, car elle capture plus de photons bleus et les convertit en rouge. L'architecture présente également une dégradation thermique plus faible face à la température. Grâce à ces fonctionnalités, Saphlux a qualifié le NPQD de « technologie micro-LED » qui augmentera le potentiel de la plage dynamique élevée (HDR).

Bien que la technologie soit encore en phase de prototype, la société propose des échantillons et des données sur demande.