Світлодіодні ліхтарі стали повсюдним рішенням для освітлення будинків і підприємств, але традиційні світлодіоди задокументували свої недоліки, коли мова йде про великі дисплеї з високою роздільною здатністю.LED дисплеївикористовуйте високу напругу, а коефіцієнт, який називається ефективністю внутрішнього перетворення електроенергії, низький, що означає, що витрати на енергію для роботи дисплея високі, термін служби дисплея недовгий і він може працювати надто гарячим.
У статті, опублікованій в Nano Research, дослідники описують, як технологічний прогрес під назвою квантові точки може вирішити деякі з цих проблем.Квантові точки - це крихітні штучні кристали, які діють як напівпровідники.Завдяки своїм розмірам вони мають унікальні властивості, які можуть зробити їх корисними в технології відображення.
Сін Лінь, доцент кафедри інформатики та електронної інженерії Чжецзянського університету, сказав ТрадиційнийСвітлодіодний дисплейдосягли успіху в таких сферах, як дисплей, освітлення та оптичний зв’язок.Однак технології, які використовуються для отримання високоякісних напівпровідникових матеріалів і пристроїв, є дуже енергоємними та витратними.Колоїдні квантові точки пропонують економічно ефективний спосіб створення високоефективного світлодіода з використанням недорогих методів обробки розчину та хімічних матеріалів.Крім того, як неорганічні матеріали, колоїдні квантові точки перевершують емісійні органічні напівпровідники з точки зору тривалої стабільності роботи.
Усі світлодіодні дисплеї складаються з кількох шарів.Одним із найважливіших шарів є емісійний шар, де електрична енергія перетворюється на кольорове світло.Дослідники використовували один шар квантових точок як емісійний шар.Як правило, емісійний шар колоїдних квантових точок є джерелом втрати напруги через погану провідність колоїдних квантових точок.Використовуючи один шар квантових точок як емісійний шар, дослідники припускають, що вони можуть знизити напругу до максимуму для живлення цих дисплеїв.
Ще одна особливість квантових точок, яка робить їх ідеальними для світлодіодів, полягає в тому, що вони можуть бути виготовлені без будь-яких дефектів, які б вплинули на їх ефективність.Квантові точки можуть бути розроблені без домішок і поверхневих дефектів.За словами Ліна, світлодіоди з квантовими точками (QLED) можуть досягти ефективності внутрішнього перетворення електроенергії, близької до одиниці, при щільності струму, придатній для дисплеїв і освітлювальних програм.Звичайні світлодіоди на основі епітаксіально вирощених напівпровідників демонструють серйозне зниження ефективності в тому самому діапазоні щільності струму.Це добре дляІндустрія світлодіодних дисплеїв.Ця відмінність пов’язана з бездефектною природою високоякісних квантових точок.
Відносно низька вартість виробництва емісійних шарів з квантовими точками та можливість використовувати методи оптичної інженерії для підвищення ефективності вилучення світла QLED, підозрюють дослідники, можуть ефективно покращити традиційні світлодіоди, які використовуються в освітленні, дисплеях тощо.Але попереду ще багато досліджень, і поточні QLED мають деякі недоліки, які потрібно подолати, перш ніж їх можна буде широко застосовувати.
За словами Ліна, дослідження показало, що теплову енергію можна витягти для підвищення ефективності електрооптичного перетворення енергії.Однак продуктивність пристрою на цьому етапі далека від ідеальної в сенсі відносно високих робочих напруг і низьких щільностей струму.Ці недоліки можна подолати шляхом пошуку кращих матеріалів для транспортування заряду та розробки інтерфейсу між транспортуванням заряду та шарами квантових точок.Кінцева мета — реалізація електролюмінесцентних пристроїв охолодження — повинна базуватися на QLED.
Час публікації: 21 вересня 2022 р