Les entreprises du monde entier se livrent une concurrence féroce pour fournir des écrans haute résolution aux appareils électroniques tels que les téléviseurs et les smartphones. En particulier, la réalité virtuelle, mot-clé de la 4e révolution industrielle, nécessite une résolution beaucoup plus élevée pour améliorer la qualité de l’image. Une équipe de recherche coréenne a développé une technologie pour produire un «  nano affichage  » avec une résolution phénoménale basée sur la technique d’impression 3D et a publié le résultat de l’étude dans un journal SCI, ce qui a attiré une grande attention mondiale.

Une équipe dirigée par le Dr Jaeyeon Pyo et le Dr Seung Kwon Seol au Nano Hybrid Technology Research Center of Institut coréen de recherche électrotechnique (KERI), un institut de recherche financé par le gouvernement sous Conseil national de la recherche scientifique et technologique (NST) du ministère des Sciences et des TIC (MSIT), a développé pour la première fois au monde une «  technologie d’impression 3D nanophotonique  » permettant la production de dispositifs d’affichage à très haute résolution avec intégration haute densité de pixels à l’échelle nanométrique basée sur la disposition 3D .

La technologie d’impression 3D nanophotonique de KERI permet la production de pixels tridimensionnels (3D) avec des dimensions nanométriques basées sur l’impression 3D de points quantiques. Lorsqu’ils sont stimulés par la lumière ou l’électricité, les points quantiques émettent de la lumière en plusieurs couleurs. Grâce à la pureté des couleurs et à la stabilité élevée, ils sont largement utilisés comme matériaux émettant de la lumière pour les écrans de nombreux appareils électroniques tels que les téléviseurs, les smartphones, les tablettes.

Pour fabriquer des écrans appliquant des points quantiques, des pixels sont produits en les enduisant légèrement dans un film. Ici, un dispositif d’affichage haute résolution signifie qu’il contient de nombreux pixels sur l’écran. Comme plus de pixels sont intégrés de manière dense, les utilisateurs peuvent profiter d’une image ou d’une image plus précise et délicate.

Les entreprises s’efforcent de réduire la taille des pixels pour augmenter leur nombre pour une résolution améliorée. Cependant, ils ont été confrontés à un problème d’intensité lumineuse limitée car la taille des pixels était réduite. Alors que les téléviseurs, les smartphones et autres appareils électroniques stimulent largement les écrans à très haute résolution, l’obtention d’une définition plus élevée avec une taille de pixel plus petite est devenue la clé pour dominer le marché hautement concurrentiel.

L’équipe de recherche KERI a lancé le projet de R&D basé sur l’idée que la production de pixels avec une structure 3D, au lieu d’utiliser un film mince, les aiderait à sécuriser l’intensité de la lumière requise pour une haute résolution. L’équipe de recherche a démontré avec succès la production de pixels avec une dimension latérale de 620 nm et 10 000 nm de hauteur avec sa propre technologie d’impression 3D. Au lieu d’utiliser une modélisation 2D, l’équipe a appliqué la structure 3D pour surmonter le problème d’intensité lumineuse. La disposition 3D a permis une augmentation de 2 fois de la luminosité avec des couleurs complètes (rouge, vert, bleu) par rapport à la structure conventionnelle à base de film mince.

En ce qui concerne les pixels par pouce (PPI), un indicateur utilisé pour mesurer la densité de pixels (résolution), la technologie KERI démontre les trois couleurs primaires en 5600PPI, dépassant largement celle du téléviseur 8K QLED (100PPI), d’un ordinateur portable (200PPI), et smartphone (800 PPP), tout en dépassant la limite de la technologie commerciale (1 000 PPP) de 5 fois ou plus. Une telle densité de pixels exceptionnelle permet à la technologie d’être largement appliquée aux futurs écrans innovants adoptant la RV et la RA, les projecteurs de faisceau, etc., nécessitant une très haute résolution. En outre, la technologie d’impression 3D peut être appliquée à la technologie anti-contrefaçon de support de stockage de données à très haute densité utilisant un motif de cryptage à très haute résolution dans la technologie biologique de capteur de caméra à structure 3D, etc.

L’un des plus grands avantages de la «  technologie d’impression 3D nanophotonique  » de KERI est que l’impression 3D de points quantiques sur du polyimide (PI) ou du polyéthylène téréphtalate (PET), des matériaux utilisés pour produire des substrats flexibles, est disponible. Par conséquent, il peut également être appliqué à des dispositifs portables ou enroulables.

Le Dr Jaeyeon Pyo a déclaré: «Il n’est pas facile de trouver des cas d’utilisation de techniques d’impression 3D dans l’industrie de l’affichage à travers le monde. Nous avons adopté une approche différente de la recherche précédente sur l’impression 3D, qui reposait principalement sur des outils et équipements étrangers. être considérée comme une indépendance technologique totale pour développer une «solution intégrée» allant des matériaux d’impression 3D à la technologie et aux équipements originaux. « 

En reconnaissance des résultats exceptionnels de la recherche KERI, le résultat a été publié dans ACS Nano (American Chemical Society), la revue académique la plus prestigieuse au monde en science des matériaux (7.31 / Premier auteur: Jongcheon Bae en master, auteur correspondant: Dr. Jaeyeon Pyo, chef de projet: Dr. Seung Kwon Seol). En ce qui concerne le facteur d’impact utilisé comme indicateur de l’importance relative d’une revue dans son domaine, elle a enregistré 14 588 et figurait dans le top 1,625% de toutes les revues académiques SCI.

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L’équipe de recherche a terminé la demande de brevet sur la technologie originale et a prévu d’identifier les entreprises dans le besoin et de les aider à commercialiser la technologie d’affichage à très haute résolution avec la technique d’impression 3D. (Adresse e-mai de la demande technique: jpyo@keri.re.kr)

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