LED svetlá sa stali všadeprítomným riešením osvetlenia domácností a firiem, ale tradičné LED zdokumentovali svoje nedostatky, pokiaľ ide o veľké displeje s vysokým rozlíšením.LED displejepoužívajte vysoké napätie a faktor nazývaný účinnosť internej premeny energie je nízky, čo znamená, že náklady na energiu na prevádzku displeja sú vysoké, životnosť displeja nie je dlhá a môže byť príliš horúca.
V článku publikovanom v Nano Research výskumníci načrtávajú, ako by technologický pokrok nazývaný kvantové bodky mohol vyriešiť niektoré z týchto výziev.Kvantové bodky sú malé umelé kryštály, ktoré fungujú ako polovodiče.Vďaka svojej veľkosti majú jedinečné vlastnosti, vďaka ktorým sú užitočné v zobrazovacej technike.
Xing Lin, odborný asistent informačnej vedy a elektronického inžinierstva na Zhejiang University, povedal tradičnéLED displejboli úspešné v oblastiach, ako je zobrazovanie, osvetlenie a optická komunikácia.Techniky používané na získanie vysokokvalitných polovodičových materiálov a zariadení sú však veľmi energeticky a finančne náročné.Koloidné kvantové bodky ponúkajú nákladovo efektívny spôsob výroby vysokovýkonných LED pomocou lacných techník spracovania riešení a materiálov chemickej kvality.Okrem toho, ako anorganické materiály, koloidné kvantové bodky prevyšujú emisné organické polovodiče z hľadiska dlhodobej prevádzkovej stability.
Všetky LED displeje sú zložené z viacerých vrstiev.Jednou z najdôležitejších vrstiev je emisná vrstva, kde sa elektrická energia mení na farebné svetlo.Výskumníci použili jednu vrstvu kvantových bodov ako emisnú vrstvu.Typicky je koloidná kvantová bodová emisná vrstva zdrojom straty napätia kvôli zlej vodivosti tuhých koloidných kvantových bodiek.Použitím jednej vrstvy kvantových bodov ako emisnej vrstvy vedci predpokladajú, že by mohli znížiť napätie na maximum na napájanie týchto displejov.
Ďalšou vlastnosťou kvantových bodov, ktorá ich robí ideálnymi pre LED, je to, že sa dajú vyrobiť bez akýchkoľvek chýb, ktoré by ovplyvnili ich účinnosť.Kvantové bodky môžu byť navrhnuté bez nečistôt a povrchových defektov.Podľa Lina môže kvantová bodová LED (QLED) dosiahnuť takmer jednotnú účinnosť vnútornej premeny energie pri prúdových hustotách vhodných pre zobrazovacie a osvetľovacie aplikácie.Bežné LED založené na epitaxiálne pestovaných polovodičoch vykazujú silnú účinnosť roll-off v rovnakom rozsahu prúdovej hustoty.Je to dobré prePriemysel LED displejov.Tento rozdiel pramení z bezchybnosti vysokokvalitných kvantových bodov.
Výskumníci majú podozrenie, že relatívne nízke náklady na výrobu emisných vrstiev s kvantovými bodkami a schopnosť používať techniky optického inžinierstva na zlepšenie účinnosti extrakcie svetla QLED by mohli účinne zlepšiť tradičné LED používané v osvetlení, displejoch a ďalších.Stále je však potrebné vykonať ďalší výskum a súčasné QLED majú určité nedostatky, ktoré je potrebné prekonať skôr, ako budú môcť byť široko prijaté.
Podľa Lina výskum ukázal, že tepelnú energiu možno extrahovať na zlepšenie účinnosti elektro-optickej premeny energie.Výkon zariadenia v tejto fáze však nie je ani zďaleka ideálny v zmysle relatívne vysokých prevádzkových napätí a nízkych prúdových hustôt.Tieto slabé stránky je možné prekonať hľadaním lepších materiálov na prenos náboja a navrhovaním rozhrania medzi transportom náboja a vrstvami kvantových bodov.Konečný cieľ – realizovať elektroluminiscenčné chladiace zariadenia – by mal byť založený na QLED.
Čas odoslania: 21. september 2022