Micro-LED là công nghệ hiển thị tự phát sáng, mỗi điểm ảnh nhỏ hơn sợi tóc người có thể phát sáng độc lập. So với OLED, micro-LED vượt trội về độ sáng, tuổi thọ và hiệu suất năng lượng. Tuy nhiên, hai rào cản lớn đã kìm hãm sự phát triển:

• Hiệu suất giảm mạnh khi thu nhỏ kích thước điểm ảnh đỏ, do hiện tượng rò rỉ năng lượng.
• Quy trình chuyển mạch truyền thống phải đặt từng LED siêu nhỏ lên mạch, gây khó khăn cho sản xuất độ phân giải siêu cao và làm tăng tỷ lệ lỗi.

Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Sanghyeon Kim (KAIST) dẫn đầu, phối hợp cùng Inha University, QSI và Raontech, đã đưa ra hai cải tiến then chốt:

• Cấu trúc lượng tử AlInP/GaInP: tạo “hàng rào năng lượng” giữ electron và lỗ trống trong lớp lượng tử, giảm rò rỉ và duy trì hiệu suất ngay cả khi điểm ảnh cực nhỏ.
• Tích hợp ba chiều đơn khối (Monolithic 3D Integration): xếp chồng lớp LED trực tiếp lên mạch CMOS thay vì chuyển từng LED. Cách này giảm sai lệch căn chỉnh, hạ tỷ lệ lỗi và cho phép sản xuất màn hình siêu nét ổn định.

Ngoài ra, quy trình chế tạo nhiệt độ thấp được phát triển để bảo vệ mạch bên dưới trong quá trình tích hợp.

Kết quả nổi bật của nghiên cứu:

• Màn hình micro-LED đỏ đạt 1.700 PPI – cao gấp 3–4 lần smartphone cao cấp hiện nay.
• Hiệu suất lượng tử bên ngoài (EQE) duy trì ở mức cao ngay cả khi thu nhỏ kích thước điểm ảnh.
• Tiêu thụ điện năng giảm đáng kể, phù hợp cho thiết bị AR/VR và wearable.

Công nghệ này được kỳ vọng sẽ tạo ra màn hình với độ mịn điểm ảnh gần như không thể phân biệt bằng mắt thường, ứng dụng trong:

• Kính AR/VR thông minh.
• Màn hình HUD trên ô tô.
• Thiết bị đeo siêu nhỏ gọn.

Giáo sư Kim nhấn mạnh: “Công trình này đồng thời giải quyết bài toán hiệu suất điểm ảnh đỏ và tích hợp mạch – hai thách thức lớn nhất của micro-LED. Chúng tôi sẽ tiếp tục thúc đẩy công nghệ này hướng tới thương mại hóa.”