LED-lys har blitt en allestedsnærværende belysningsløsning for hjem og bedrifter, men tradisjonelle LED har dokumentert sine mangler når det kommer til store, høyoppløselige skjermer.LED-skjermerbruker høye spenninger og en faktor som kalles intern strømkonverteringseffektivitet er lav, noe som betyr at energikostnaden ved å kjøre skjermen er høy, skjermens levetid er ikke lang, og den kan bli for varm.
I en artikkel publisert i Nano Research skisserer forskerne hvordan et teknologisk fremskritt kalt kvanteprikker kan løse noen av disse utfordringene.Kvanteprikker er små kunstige krystaller som fungerer som halvledere.På grunn av størrelsen har de unike egenskaper som kan gjøre dem nyttige i skjermteknologi.
Xing Lin, en assisterende professor i informasjonsvitenskap og elektronisk teknikk ved Zhejiang University, sa tradisjonellLED displayhar vært vellykket innen felt som display, belysning og optisk kommunikasjon.Imidlertid er teknikkene som brukes for å oppnå høykvalitets halvledermaterialer og -enheter svært energi- og kostnadsintensive.Kolloidale kvanteprikker tilbyr en kostnadseffektiv måte å bygge høyytelses LED ved bruk av rimelige løsningsbehandlingsteknikker og materialer av kjemisk kvalitet.Videre, som uorganiske materialer, overgår kolloidale kvanteprikker emissive organiske halvledere når det gjelder langsiktig driftsstabilitet.
Alle LED-skjermer er sammensatt av flere lag.Et av de viktigste lagene er det emissive laget, hvor elektrisk energi omdannes til fargerikt lys.Forskerne brukte et enkelt lag med kvanteprikker som utslippslag.Vanligvis er det kolloidale kvantepunktemisjonslaget kilden til spenningstap på grunn av den dårlige ledningsevnen til kolloidalt kvantepunktfaststoff.Ved å bruke et enkelt lag med kvanteprikker som det emitterende laget, spekulerer forskerne i at de kan redusere spenningen til det maksimale for å drive disse skjermene.
En annen funksjon ved kvanteprikker som gjør dem ideelle for LED, er at de kan produseres uten noen defekter som kan påvirke effektiviteten.Kvanteprikker kan utformes uten urenheter og overflatedefekter.I følge Lin kan quantum dot LED (QLED) oppnå nesten enhetlig intern kraftkonverteringseffektivitet ved strømtettheter egnet for skjerm- og belysningsapplikasjoner.Konvensjonell LED basert på epitaksialt dyrkede halvledere viser kraftig effektivitetsavvikling innenfor det samme strømtetthetsområdet.Det er bra forLED-skjermindustri.Denne forskjellen stammer fra den defektfrie naturen til kvanteprikker av høy kvalitet.
De relativt lave kostnadene ved å produsere emissive lag med kvanteprikker og muligheten til å bruke optiske ingeniørteknikker for å forbedre lysutvinningseffektiviteten til QLED, mistenker forskerne, kan effektivt forbedre tradisjonell LED brukt i belysning, skjermer og mer.Men det er fortsatt mer forskning som skal gjøres, og dagens QLED har noen mangler som må overvinnes før de kan tas i bruk bredt.
Ifølge Lin har forskningen vist at termisk energi kan utvinnes for å forbedre effektiviteten til elektro-optisk kraftkonvertering.Imidlertid er enhetens ytelse på dette stadiet langt fra ideell i betydningen relativt høye driftsspenninger og lave strømtettheter.Disse svakhetene kan overvinnes ved å søke bedre ladningstransportmaterialer og designe grensesnittet mellom ladningstransport og kvantepunktlag.Det endelige målet – å realisere elektroluminescerende kjøleenheter – bør være QLED-basert.
Innleggstid: 21. september 2022