《電子技術(shù)應(yīng)用》
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韓大學(xué)聯(lián)合開發(fā)出量子棒高效率偏光LED,亮度和壽命提高一倍以上

2021-09-01
來源: CINNO Research
關(guān)鍵詞: LED技術(shù) 偏光LED

  CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊,釜山大學(xué)和首爾國立大學(xué)的聯(lián)合研究小組開發(fā)出了將顯示器亮度和使用壽命提高一倍以上的突破性技術(shù)。通過對納米級半導(dǎo)體材料量子棒(QR)進(jìn)行整列,成功開發(fā)出了高效率的偏光LED。不僅提高了顯示性能,還有望通過去除偏光片降低工程成本,對商業(yè)化的期待很大。

  釜山大學(xué)8月24日公告稱,電氣工學(xué)系教授盧正均(照片)與首爾大學(xué)半導(dǎo)體共同研究所李承鉉博士通過共同研究,通過量子棒整列成功開發(fā)出高效率偏光LED技術(shù)。 相關(guān)研究論文發(fā)表在納米技術(shù)領(lǐng)域的國際名學(xué)術(shù)雜志《Small》8月12日版上。因研究的優(yōu)秀性而被選為封面論文。論文標(biāo)題是“通過LB技術(shù)制作的高性能量子棒發(fā)光二極管和偏光電致發(fā)光”( Polarized Electroluminescence Emission in High-Performance Quantum Rod Light-Emitting Diodes via the Langmuir-Blodgett Technique) 這項(xiàng)研究由韓國研究基金會的中堅(jiān)研究、優(yōu)秀新進(jìn)展研究、基礎(chǔ)研究室和創(chuàng)意與挑戰(zhàn)研究提供支持。 “量子棒”是一種半導(dǎo)體材料,直徑為數(shù)納米(10億分之一米),長度為幾十納米。該材料具有能夠發(fā)出線偏光的優(yōu)點(diǎn),作為新一代顯示材料備受關(guān)注。

  目前商用化的LCD和OLED顯示器使用無偏光作為光源。由于在顯示面板中必須使用偏光片,因此整體效率降低一半以下。 光是電場和磁場結(jié)合的電磁波,具有波動性。普通的光在前進(jìn)方向和垂直方向振動。如果光僅沿特定方向振動,則稱為“偏光”。偏光片僅通過在特定方向振動的光,起到光過濾的作用,用于使無偏光的普通光轉(zhuǎn)化為偏光。

  常用的LCD顯示屏利用偏光片的驅(qū)動原理,需要兩張偏光片。對于OLED顯示器因?yàn)椴捎米园l(fā)光的原理,原則上不需要偏光片,僅使用一張偏光片來減少來自外部的光的反射,以提高可視性。

  由于偏光片具有僅通過特定光成分的性質(zhì),LCD 背光、OLED 產(chǎn)生的 50% 以上的光通過偏光片后會丟失。因此,整體效率將降低一半以下,并且顯示器必須提升雙倍亮度才可以補(bǔ)償丟失的光。因此,造成顯示器的壽命縮短,功耗增加。 這些問題可以通過使用線偏光LED 作為顯示光源來解決。

  由于沒有由于偏光片而丟失的光,因此無需將顯示器打開得更亮,顯示屏的功耗將降低一半以下,驅(qū)動壽命將增加一倍以上。由于去除偏光片,工程成本也可以降低。由于這種優(yōu)勢,在基于量子棒的偏光LED開發(fā)中進(jìn)行了各種嘗試,但由于低縱橫比的問題給量子棒的整列帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

  為了利用整列的薄膜制造偏光LED,必須形成高密度的單層量子棒薄膜,而不會損壞下層。但是,現(xiàn)有的整列方法很容易損壞下層,需要進(jìn)一步處理,因此不適合生產(chǎn)高效率偏光 LED。

  因此,迄今報(bào)告的基于量子棒的偏光LED的效率低至0.5%左右。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論上最大的外部量子效率20%,是商業(yè)化的絆腳石。

  為了解決這些問題,研究人員引進(jìn)了LB技術(shù),將量子棒進(jìn)行高密度整列。LB技術(shù)是一種將納米粒子浮在液體表面并調(diào)節(jié)表面壓力的方法,以將薄膜轉(zhuǎn)移到所需的基材上。

  研究人員使用這種方法將量子棒以高整列度排列,而不會損壞下層,并用它來制造量子棒LED。最終,成功制造出了高效率偏光 LED,其效率達(dá)到 10.3%,是現(xiàn)有基于量子棒的偏光 LED 最高性能的0.5% 的 20 倍以上。

  領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的釜山大學(xué)電氣工學(xué)系教授盧正均表示:“通過此次研究為停滯不前的量子棒為基礎(chǔ)的線偏光光源的開發(fā)提供了彈性”,并稱 “高效率線偏光光源是將現(xiàn)有顯示器亮度和壽命提高2倍以上,降低工程成本的劃時代技術(shù),有望成為今后保證韓國持續(xù)成為顯示最強(qiáng)國地位的原創(chuàng)技術(shù)。”




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