Светодиодные лампы стали повсеместным решением для освещения домов и предприятий, но традиционные светодиоды задокументировали свои недостатки, когда речь идет о больших дисплеях с высоким разрешением.светодиодные дисплеииспользовать высокое напряжение, а коэффициент, называемый внутренней эффективностью преобразования энергии, низок, что означает, что затраты энергии на работу дисплея высоки, срок службы дисплея невелик, и он может перегреваться.
В статье, опубликованной в Nano Research, исследователи описывают, как технологический прогресс, называемый квантовыми точками, может решить некоторые из этих проблем.Квантовые точки — это крошечные искусственные кристаллы, которые действуют как полупроводники.Из-за своего размера они обладают уникальными свойствами, которые могут сделать их полезными в технологии отображения.
Син Линь, доцент кафедры информатики и электронной инженерии в Чжэцзянском университете, сказал:Светодиодный дисплейдобились успеха в таких областях, как дисплей, освещение и оптическая связь.Однако методы, используемые для получения высококачественных полупроводниковых материалов и устройств, очень энергоемки и затратны.Коллоидные квантовые точки предлагают экономичный способ создания высокоэффективных светодиодов с использованием недорогих методов обработки растворов и материалов химического класса.Кроме того, как неорганические материалы, коллоидные квантовые точки превосходят излучающие органические полупроводники с точки зрения долговременной стабильности работы.
Все светодиодные дисплеи состоят из нескольких слоев.Одним из наиболее важных слоев является излучающий слой, в котором электрическая энергия превращается в цветной свет.В качестве эмиссионного слоя исследователи использовали один слой квантовых точек.Как правило, эмиссионный слой коллоидных квантовых точек является источником потери напряжения из-за плохой проводимости твердых частиц коллоидных квантовых точек.Используя один слой квантовых точек в качестве излучающего слоя, исследователи предполагают, что они могут снизить напряжение до максимума для питания этих дисплеев.
Еще одна особенность квантовых точек, которая делает их идеальными для светодиодов, заключается в том, что они могут быть изготовлены без каких-либо дефектов, которые могли бы повлиять на их эффективность.Квантовые точки можно создавать без примесей и поверхностных дефектов.По словам Лина, светодиоды с квантовыми точками (QLED) могут достигать эффективности преобразования внутренней энергии, близкой к единице, при плотности тока, подходящей для дисплеев и осветительных приложений.Обычные светодиоды на основе полупроводников, выращенных эпитаксиально, демонстрируют сильное падение эффективности в том же диапазоне плотностей тока.Это хорошо дляиндустрия светодиодных дисплеев.Это отличие связано с бездефектностью высококачественных квантовых точек.
Исследователи подозревают, что относительно низкая стоимость производства излучающих слоев с квантовыми точками и возможность использовать методы оптической инженерии для повышения эффективности светоизвлечения QLED могут эффективно улучшить традиционные светодиоды, используемые в освещении, дисплеях и многом другом.Но еще предстоит провести дополнительные исследования, и современные QLED имеют некоторые недостатки, которые необходимо устранить, прежде чем они смогут получить широкое распространение.
По словам Линя, исследование показало, что можно извлекать тепловую энергию для повышения эффективности электрооптического преобразования энергии.Однако производительность устройства на этом этапе далека от идеала в смысле относительно высоких рабочих напряжений и низких плотностей тока.Эти недостатки можно преодолеть путем поиска лучших материалов для переноса заряда и разработки интерфейса между переносом заряда и слоями квантовых точек.Конечная цель — реализовать электролюминесцентные охлаждающие устройства — должна быть основана на QLED.
Время публикации: 21 сентября 2022 г.