LED ライトは、家庭や企業向けのユビキタスな照明ソリューションになっていますが、従来の LED は、大型で高解像度のディスプレイに関しては欠点がありました。LEDディスプレイ高電圧を使用すると、内部電力変換効率と呼ばれる要因が低くなります。つまり、ディスプレイを実行するためのエネルギー コストが高くなり、ディスプレイの寿命が短くなり、動作が過熱する可能性があります。
Nano Research に掲載された論文で、研究者は、量子ドットと呼ばれる技術的進歩がこれらの課題のいくつかにどのように対処できるかを概説しています。量子ドットは、半導体として機能する小さな人工結晶です。サイズが大きいため、ディスプレイ技術に役立つ独自の特性を持っています。
浙江大学の情報科学と電子工学の助教授である Xing Lin 氏は、伝統的に次のように述べています。LED表示ディスプレイ、照明、光通信などの分野で成功を収めています。しかし、高品質の半導体材料とデバイスを得るために使用される技術は、非常にエネルギー集約的でコスト集約的です。コロイド量子ドットは、安価な溶液処理技術と化学グレードの材料を使用して、高性能 LED を構築する費用対効果の高い方法を提供します。さらに、無機材料として、コロイド量子ドットは、長期的な動作安定性の点で発光有機半導体を上回ります。
すべての LED ディスプレイは複数のレイヤーで構成されています。最も重要な層の 1 つは、電気エネルギーがカラフルな光に変換される発光層です。研究者は、発光層として量子ドットの単層を使用しました。通常、コロイド量子ドット固体の伝導性が低いため、コロイド量子ドット発光層は電圧損失の原因となります。量子ドットの単層を発光層として使用することにより、研究者は、これらのディスプレイに電力を供給するために電圧を最大まで下げることができると推測しています。
LEDに最適な量子ドットのもう1つの特徴は、効率に影響を与える欠陥なしで製造できることです。量子ドットは、不純物や表面欠陥なしで設計できます。Lin 氏によると、量子ドット LED (QLED) は、ディスプレイおよび照明アプリケーションに適した電流密度でほぼ 1 の内部電力変換効率を達成できます。エピタキシャル成長した半導体に基づく従来の LED は、同じ電流密度範囲内で深刻な効率ロールオフを示します。それは良いですLED ディスプレイ産業.この違いは、高品質の量子ドットの欠陥のない性質に起因します。
研究者は、量子ドットを含む発光層を比較的低コストで製造できること、および光工学技術を使用して QLED の光抽出効率を改善できることにより、照明やディスプレイなどで使用される従来の LED を効果的に改善できると考えています。しかし、まだ研究が必要であり、現在の QLED には、広く採用される前に克服する必要があるいくつかの欠点があります。
リン氏によると、この研究は、熱エネルギーを抽出して、電気-光パワー変換の効率を向上させることができることを示しています。ただし、この段階でのデバイスの性能は、動作電圧が比較的高く、電流密度が低いという意味で、理想とはほど遠いものです。これらの弱点は、より優れた電荷輸送材料を探し、電荷輸送層と量子ドット層の間の界面を設計することで克服できます。エレクトロルミネッセンス冷却デバイスを実現するという最終目標は、QLED ベースにする必要があります。
投稿時間: Sep-21-2022