Các nhà khoa học gồm nhà vật lý, kỹ sư, chuyên gia quang học và quang điện tử từ Đại học Chiết Giang (Hàng Châu, Trung Quốc) đã tạo ra những pixel có kích thước siêu nhỏ, chỉ bằng một con virus. Họ đã sử dụng những pixel này để làm ra màn hình LED nhỏ nhất thế giới.
Công trình này được thực hiện với sự hỗ trợ từ các nhà nghiên cứu của Đại học Cambridge. Thành quả là những màn hình LED nhỏ đến mức còn bé hơn cả hạt cát. Điều này rất quan trọng, bởi các thiết bị điện tử như điện thoại hay đồng hồ thông minh luôn cần màn hình có mật độ pixel cực cao để cho hình ảnh sắc nét và sống động.
Thông thường, công nghệ hiện tại sử dụng micro-LED — các bóng đèn LED siêu nhỏ được làm từ vật liệu bán dẫn phức tạp. Nhưng khi cố gắng làm micro-LED nhỏ hơn nữa, chi phí và độ phức tạp lại tăng lên, còn hiệu suất thì giảm dần.
Để giải quyết bài toán này, nhà nghiên cứu Baodan Zhao và nhóm của cô tại Đại học Chiết Giang đã thử dùng perovskite — một loại vật liệu giá rẻ, dễ chế tạo, vốn đang rất được quan tâm trong lĩnh vực pin năng lượng mặt trời.
Perovskite – Bước đột phá cho công nghệ LED siêu nhỏ
Bằng cách sử dụng perovskite, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các bóng LED chỉ rộng 90 nanomet (tức là nhỏ hơn sợi tóc hàng nghìn lần). Kết quả cho ra những màn hình LED ở cấp độ nano (gọi là nano-PeLEDs). Điều ấn tượng là những bóng LED siêu nhỏ này vẫn giữ được độ sáng rất tốt, không bị mờ đi nhanh như các loại LED thông thường.
Perovskite là một loại tinh thể đặc biệt, có khả năng hấp thụ và phát ra ánh sáng rất hiệu quả, đồng thời có thể dễ dàng điều chỉnh để thay đổi màu sắc hoặc cải thiện hiệu suất. Không chỉ thế, perovskite còn có thể sản xuất ở nhiệt độ thấp và in được trên các bề mặt, giúp giảm chi phí đáng kể khi sản xuất màn hình có độ phân giải siêu cao.
Nhóm nghiên cứu còn phát hiện rằng việc thu nhỏ đèn LED xuống kích thước nano không làm giảm hiệu suất hay làm tăng chi phí. Trái lại, kết quả còn vượt xa mong đợi. Họ đã đạt mật độ điểm ảnh lên tới 127.000 pixel trên mỗi inch — cao hơn rất nhiều so với công nghệ hiện tại. Zhao cho biết: “Ngoài sự tò mò khoa học, kết quả này cho thấy ở kích thước siêu nhỏ, LED perovskite vẫn hoạt động hiệu quả.”
Hứa hẹn thay đổi tương lai màn hình siêu nét
Nếu được phát triển hoàn thiện, công nghệ này có thể tạo ra những màn hình siêu nhỏ, siêu sắc nét, siêu sáng và tiết kiệm năng lượng. Chúng sẽ là lựa chọn lý tưởng cho kính thực tế ảo (VR), kính thực tế tăng cường (AR), điện thoại thế hệ mới, đồng hồ thông minh hay thậm chí là màn hình tivi và máy tính.
Dù vậy, công nghệ này vẫn còn một số thách thức. Hiện tại, LED perovskite chỉ phát ra được một màu (đơn sắc). Để đưa vào sản phẩm thực tế, các nhà nghiên cứu sẽ phải phát triển thêm phiên bản hiển thị đầy đủ màu sắc. Bên cạnh đó, tuổi thọ của những LED siêu nhỏ này khi sử dụng lâu dài vẫn chưa được kiểm chứng.
Và dù công nghệ màn hình có phát triển đến đâu, mắt người cũng chỉ nhìn thấy chi tiết đến một giới hạn nhất định (khoảng 576 megapixel). Nhưng với bước tiến quan trọng này, công nghệ màn hình siêu nét trong tương lai đang dần trở thành hiện thực.
Christopher McFadden là một cây bút kỳ cựu tại Interesting Engineering (IE). Bài viết được đăng trên IE vào ngày 22/03/2025.
Interesting Engineering là một tạp chí trực tuyến quốc tế chuyên cập nhật nhanh chóng các tin tức, khám phá và xu hướng mới nhất về khoa học, công nghệ và kỹ thuật. Với nội dung phong phú, dễ hiểu và truyền cảm hứng, đây là nguồn thông tin đáng tin cậy dành cho những người yêu thích công nghệ và đổi mới.
Biên tập: Thu Hoài
