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苏黎世联邦理工学院开发出高强度单向发射QLED光

时间:2020-01-23 16:01 来源: 作者:木木

[据物理学组织网站2020年1月20日报道] 苏黎世联邦理工学院首次开发出单向发射高强度光源,进一步减少了量子点发光二极管(QLED)显示屏的散射损耗,提升了能源效率。

QLED显示屏的颜色是由量子点技术产生的,已经上市几年了,以明亮、强烈的颜色而闻名。苏黎世联邦理工学院的研究人员现在已经开发出一种提高QLEDs能源效率的技术,通过使二极管内部的光散射损耗最小化,产生的大部分光被发射到外部。

传统的QLEDs由大量的球形半导体纳米晶体组成,称为量子点。在屏幕上,当这些球形纳米晶体被紫外线激发时,它们将发出可见范围内的彩色光,每个纳米晶体产生的光的颜色取决于材料的组成。

然而,球状纳米晶体发出的竞彩足球玩法说明光在屏幕内部向各个方向散射,大约只有20%的光才能被观测到。为了提高该技术的能源效率,研究人员多年来一直在努力开发只朝一个方向(朝前,朝观察者)发光的纳米晶体——而且已经有一些这样的光源存在了。但这些光源不是球形晶体,而是由超薄的纳米片晶组成,它们只向一个方向发光:垂直于片晶的平面。

如果这些纳米片晶排列成一层,它们就会产生相对微弱的光,这对屏幕来说是不够的。为了增加光强,研究人员正试图在这些纳米片晶上叠加几层,然而这种方法的问题在于不同层的片晶之间开始相互作用,光的发射不是一个方向,而是所有方向。

堆叠并彼此隔离

苏黎世联邦理工学院的技术化学教授Chih-Jen Shih以及其研究团队已经将极薄(2.4纳米)的片晶堆叠起来,并使它们彼此之间被更薄(0.65纳米)的有机分子绝缘层隔开。有机分子层阻止了量子物理的相互作用,这意味着即使在叠加的情况下,片晶也主要只向一个方向发光。

该研究被发表在《自然通讯》杂志上,第一作者Jakub Jagielski解释说:“堆积的片晶越多,光线就越强烈,这使我们能够在不是失去单向性能的情况下增加强度。”

能源效率非常高的的蓝光

研究人员应用该技术已经制造出了蓝色、绿色、黄色和橙色的光源。但是红色光目前还无法实现。

采用该技术所产生的蓝光,约有20%能够被利用,这是传统QLED技术的2倍。“这意味着我们的技术只需要一半的能量就可以产生一定强度的光,”Shih教授说。然而,对于其他颜色,迄今为止获得的效率增益更小,因此科学家们正在进行进一步的研究,以增加这一点。

与传统的发光二极管相比,这项新技术还有一个优势,正如科学家们所强调的那样:这种新型的堆叠式发光二极管很容易生产。通过将几个发光层叠加在一起,还可以提高传统led的亮度。然而,七星彩中奖规则表说明这需要一层一层地完成,这使得生产更加复杂。(国家工业信息安全发展研究中心 李茜楠)

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