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 (QRLEDs).
Особенности новых QRLEDs
* Оптимизированное глубокое зелёное излучение на вершине цветового треугольника.
* Увеличенный срок службы.
* Тройная яркость по сравнению с предыдущими моделями.
* Энергоэффективные и ультра-яркие визуальные эффекты для смартфонов, телевизоров и устройств дополненной и виртуальной реальности.
Предыстория
Светодиоды (LEDs) широко используются в электронных устройствах на протяжении десятилетий. Недавние достижения в области квантовых материалов привели к появлению квантовых точечных светодиодов (QLEDs) и QRLEDs. Оба типа предлагают узкие полосы излучения и высокую чистоту цвета, превосходя традиционные светодиоды. Среди них QRLEDs выделяются более высокой эффективностью вывода света.
Однако QRLEDs сталкиваются с проблемами:
* Их зелёное излучение уступает QLEDs из-за неэффективной инжекции заряда.
* Утечка электронов на границах раздела.
* Структурные барьеры, такие как толстые изоляционные оболочки и длинные органические лиганды (молекулы, прикреплённые к поверхности наностержня), которые препятствуют переносу заряда и стабильности.
Инновации
Команда под руководством профессора Абхишека К. Шриваставы, доцента кафедры электронной и вычислительной инженерии, разработала новый класс зелёных 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 создавать плотные плёнки без пустот. Дальнейшие инновации включают более короткие органические лиганды и двухслойный слой для транспортировки дырок, что улучшает баланс заряда и подавляет утечку электронов для повышения эффективности и стабильности.
Исследование опубликовано
Статья под названием «Высокоэффективные и стабильные зелёные квантовые стержневые светодиоды благодаря разработке материалов и инжекции заряда» недавно опубликована в журнале Advanced Materials.
«Мы успешно разработали удивительно эффективные и яркие зелёные QRLEDs, 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 разработка 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.
quantum materials have given rise to quantum dot LEDs (QLEDs) and QRLEDs. Both offer narrow emission bandwidths and high color purity, surpassing traditional LEDs. Among these, QRLEDs excel with higher light outcoupling efficiency.”,”However, QRLEDs face challenges: Their green emission underperforms QLEDs due to inefficient charge injection, electron leakage at interfaces, and structural barriers like thick insulating shells and long organic ligands (molecules attached to the surface of a nanorod) that hinder charge transport and stability.”,”To tackle these problems, the team led by Prof. Abhishek K. Srivastava, Associate Professor at the Department of Electronic and Computer Engineering, innovated a new class of green-emitting quantum rods featuring a customized core-gradient alloy structure with minimized outer shell thickness. This design achieves highly bright deep green emission (515–525 nm) at the peak of the color triangle, maximizing color gamut display.”,”The team also engineered rods with uniform, smooth morphology and shorter length, enabling dense, void-free film packing. Further innovations include shorter organic ligands, a bilayer hole transport layer, collectively enhancing charge balance and suppressing electron leakage to boost efficiency and stability.”,”The research paper, titled \”Highly Efficient and Stable Green Quantum Rod LEDs Enabled by Material and Charge Injection Engineering,\” was recently published in Advanced Materials.”,”\”We have successfully developed remarkably efficient and bright green-emitting QRLEDs by precisely designing the quantum rod composition, morphology, shape, and ligand structure, alongside the rational engineering of the device’s hole transport layer,\” explained Prof. Srivastava, corresponding author of the paper.”,”This invention has achieved high performance in the following areas:”,”\”Our work demonstrates that meticulous control over nanorod composition and interface engineering can lead to disruptive advances in optoelectronic performance. This paves the way for high-resolution, energy-efficient displays with unprecedented brightness and longevity,\” said Prof. Srivastava.”,”\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tProvided by\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tHong Kong University of Science and Technology\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t”,”\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Optics\n\t\t\t\t\t\t “]’>Источник