Исследователи из Школы инженерии Гонконгского университета науки и технологии (HKUST) решили важную задачу в области дисплейных технологий, изобретя самые яркие и энергоэффективные квантовые стержневые светодиоды (QRLED).
Особенности новых QRLED:
* Оптимизированное глубокое зелёное излучение на вершине цветового треугольника.
* Непревзойдённая чистота цвета и максимальная цветовая гамма.
* Увеличенный срок службы и яркость, втрое превышающая предыдущие модели.
* Энергоэффективные, сверхъяркие визуальные эффекты для смартфонов, телевизоров и устройств дополненной и виртуальной реальности.
Предыстория
Светодиоды (LED) широко используются в электронных устройствах уже несколько десятилетий. Недавние достижения в области квантовых материалов привели к созданию квантовых точечных светодиодов (QLED) и QRLED. Оба типа предлагают узкую полосу излучения и высокую чистоту цвета, превосходя традиционные светодиоды. Среди них QRLED выделяются более высокой эффективностью вывода света.
Однако QRLED сталкиваются с проблемами:
* Их зелёное излучение уступает QLED из-за неэффективной инжекции заряда, утечки электронов на границах раздела и структурных барьеров, таких как толстые изоляционные оболочки и длинные органические лиганды (молекулы, прикреплённые к поверхности наностержня), которые препятствуют переносу заряда и стабильности.
Решение проблем
Команда под руководством профессора Абхишека К. Шриваставы, доцента кафедры электронной и вычислительной инженерии, разработала новый класс зелёно-излучающих квантовых стержней с индивидуальной градиентной структурой сплава с минимизированной толщиной внешней оболочки. Эта конструкция обеспечивает высокояркое глубокое зелёное излучение (515–525 нм) на пике цветового треугольника, максимизируя цветовую гамму дисплея.
Команда также разработала стержни с однородной, гладкой морфологией и более короткой длиной, что позволяет плотно упаковывать плёнки без пустот. Дополнительные инновации включают более короткие органические лиганды, двухслойный слой для переноса дырок, что в совокупности улучшает баланс заряда и подавляет утечку электронов для повышения эффективности и стабильности.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials в статье под названием «Высокоэффективные и стабильные зелёные квантовые стержневые светодиоды, созданные с помощью инженерии материалов и инжекции заряда».
«Мы успешно разработали удивительно эффективные и яркие зелёно-излучающие QRLED, точно спроектировав состав квантовых стержней, морфологию, форму и структуру лигандов, а также рационально спроектировав дырочно-транспортный слой устройства», — объяснил профессор Шривастава, автор статьи.
«Наша работа демонстрирует, что тщательный контроль над составом наностержней и инженерия интерфейсов могут привести к прорывным достижениям в оптоэлектронных характеристиках. Это прокладывает путь для высокоразрешающих, энергоэффективных дисплеев с беспрецедентной яркостью и долговечностью», — сказал профессор Шривастава.
Предоставлено Гонконгским университетом науки и технологии.