Les lumières LED sont devenues une solution d'éclairage omniprésente pour les maisons et les entreprises, mais les LED traditionnelles ont documenté leurs lacunes en ce qui concerne les grands écrans haute résolution.Afficheurs LEDutilisez des tensions élevées et un facteur appelé efficacité de conversion de puissance interne est faible, ce qui signifie que le coût énergétique du fonctionnement de l'écran est élevé, que la durée de vie de l'écran n'est pas longue et qu'il peut chauffer trop.
Dans un article publié dans Nano Research, les chercheurs expliquent comment une avancée technologique appelée points quantiques pourrait relever certains de ces défis.Les points quantiques sont de minuscules cristaux artificiels qui agissent comme des semi-conducteurs.En raison de leur taille, ils ont des propriétés uniques qui peuvent les rendre utiles dans la technologie d'affichage.
Xing Lin, professeur adjoint de sciences de l'information et d'ingénierie électronique à l'Université du Zhejiang, a déclaré queAffichage LEDont connu du succès dans des domaines tels que l'affichage, l'éclairage et les communications optiques.Cependant, les techniques utilisées pour obtenir des matériaux et des dispositifs semi-conducteurs de haute qualité sont très énergivores et coûteuses.Les points quantiques colloïdaux offrent un moyen rentable de construire des LED hautes performances en utilisant des techniques de traitement de solution peu coûteuses et des matériaux de qualité chimique.De plus, en tant que matériaux inorganiques, les points quantiques colloïdaux surpassent les semi-conducteurs organiques émissifs en termes de stabilité opérationnelle à long terme.
Tous les écrans LED sont composés de plusieurs couches.L'une des couches les plus importantes est la couche émissive, où l'énergie électrique est transformée en lumière colorée.Les chercheurs ont utilisé une seule couche de points quantiques comme couche d'émission.Typiquement, la couche d'émission de points quantiques colloïdaux est la source de perte de tension en raison de la mauvaise conductivité des solides de points quantiques colloïdaux.En utilisant une seule couche de points quantiques comme couche émissive, les chercheurs pensent qu'ils pourraient réduire la tension au maximum pour alimenter ces écrans.
Une autre caractéristique des points quantiques qui les rend idéaux pour les LED est qu'ils peuvent être fabriqués sans aucun défaut qui affecterait leur efficacité.Les points quantiques peuvent être conçus sans impuretés ni défauts de surface.Selon Lin, la LED à points quantiques (QLED) peut atteindre des rendements de conversion de puissance internes proches de l'unité à des densités de courant adaptées aux applications d'affichage et d'éclairage.Les LED conventionnelles basées sur des semi-conducteurs à croissance épitaxiale présentent une baisse d'efficacité sévère dans la même plage de densité de courant.C'est bon pourIndustrie des écrans LED.Cette différence découle de la nature sans défaut des points quantiques de haute qualité.
Le coût relativement faible de production de couches émissives avec des points quantiques et la possibilité d'utiliser des techniques d'ingénierie optique pour améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière de QLED, soupçonnent les chercheurs, pourraient améliorer efficacement les LED traditionnelles utilisées dans l'éclairage, les écrans, etc.Mais il reste encore des recherches à faire, et les QLED actuels présentent certaines lacunes qui doivent être surmontées avant de pouvoir être largement adoptées.
Selon Lin, la recherche a montré que l'énergie thermique peut être extraite pour améliorer l'efficacité de la conversion de puissance électro-optique.Cependant, les performances de l'appareil à ce stade sont loin d'être idéales dans le sens de tensions de fonctionnement relativement élevées et de faibles densités de courant.Ces faiblesses peuvent être surmontées en recherchant de meilleurs matériaux de transport de charge et en concevant l'interface entre le transport de charge et les couches de points quantiques.L'objectif ultime - réaliser des dispositifs de refroidissement électroluminescents - devrait être basé sur QLED.
Heure de publication : 21 septembre 2022