Le luci a LED sono diventate una soluzione di illuminazione onnipresente per case e aziende, ma i LED tradizionali hanno documentato i loro difetti quando si tratta di display grandi e ad alta risoluzione.Display a LEDutilizzare tensioni elevate e un fattore chiamato efficienza di conversione dell'alimentazione interna è basso, il che significa che il costo energetico per il funzionamento del display è elevato, la durata del display non è lunga e può surriscaldarsi.
In un articolo pubblicato su Nano Research, i ricercatori delineano come un progresso tecnologico chiamato punti quantici potrebbe affrontare alcune di queste sfide.I punti quantici sono minuscoli cristalli artificiali che fungono da semiconduttori.A causa delle loro dimensioni, hanno proprietà uniche che possono renderli utili nella tecnologia dei display.
Xing Lin, un assistente professore di scienze dell'informazione e ingegneria elettronica presso l'Università di Zhejiang, ha detto tradizionaleDisplay a LEDhanno avuto successo in campi come display, illuminazione e comunicazioni ottiche.Tuttavia, le tecniche utilizzate per ottenere materiali e dispositivi semiconduttori di alta qualità sono molto energivore e costose.I punti quantici colloidali offrono un modo conveniente per costruire LED ad alte prestazioni utilizzando tecniche di elaborazione della soluzione poco costose e materiali di qualità chimica.Inoltre, in quanto materiali inorganici, i punti quantici colloidali superano i semiconduttori organici emissivi in termini di stabilità operativa a lungo termine.
Tutti i display a LED sono composti da più livelli.Uno degli strati più importanti è lo strato emissivo, dove l'energia elettrica viene trasformata in luce colorata.I ricercatori hanno utilizzato un singolo strato di punti quantici come strato di emissione.Tipicamente, lo strato di emissione di punti quantici colloidali è la fonte della perdita di tensione a causa della scarsa conduttività dei solidi di punti quantici colloidali.Utilizzando un singolo strato di punti quantici come strato emissivo, i ricercatori ipotizzano di poter ridurre al massimo la tensione per alimentare questi display.
Un'altra caratteristica dei punti quantici che li rende ideali per i LED è che possono essere prodotti senza difetti che ne pregiudicherebbero l'efficienza.I punti quantici possono essere progettati senza impurità e difetti superficiali.Secondo Lin, i LED a punti quantici (QLED) possono raggiungere efficienze di conversione della potenza interna vicine all'unità a densità di corrente adatte per applicazioni di visualizzazione e illuminazione.I LED convenzionali basati su semiconduttori cresciuti epitassialmente mostrano un notevole roll-off dell'efficienza all'interno dello stesso intervallo di densità di corrente.Va bene perIndustria dei display a LED.Questa differenza deriva dalla natura priva di difetti dei punti quantici di alta qualità.
Il costo relativamente basso della produzione di strati emissivi con punti quantici e la capacità di utilizzare tecniche di ingegneria ottica per migliorare l'efficienza di estrazione della luce dei QLED, sospettano i ricercatori, potrebbero migliorare efficacemente i LED tradizionali utilizzati nell'illuminazione, nei display e altro ancora.Ma c'è ancora molta ricerca da fare e gli attuali QLED presentano alcune carenze che devono essere superate prima che possano essere ampiamente adottati.
Secondo Lin, la ricerca ha dimostrato che l'energia termica può essere estratta per migliorare l'efficienza della conversione di potenza elettro-ottica.Tuttavia, le prestazioni del dispositivo in questa fase sono tutt'altro che ideali nel senso di tensioni operative relativamente elevate e basse densità di corrente.Queste debolezze possono essere superate ricercando migliori materiali per il trasporto di carica e progettando l'interfaccia tra trasporto di carica e strati di punti quantici.L'obiettivo finale, realizzare dispositivi di raffreddamento elettroluminescenti, dovrebbe essere basato su QLED.
Tempo di pubblicazione: 21 settembre 2022