Институт технологий Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT), являющийся научно-исследовательским хабом компании Samsung и специализирующийся на разработке ультрасовременных технологий будущего, представил технологию, которая позволяет добиться наилучшей цветопередачи в синих светодиодах для Quantum Dot (QLED).
Поскольку синий является наиболее сложным для реализации из трех основных цветов в технологии QLED (красного, синего и зеленого), новое достижение еще раз подтверждает лидерство компании в сфере технологий квантовых точек. Оно является важной вехой в истории развития технологии наряду с разработкой красного светодиода для QLED в ноябре прошлого года.
Сложный цвет
Квантовые точки (КТ) – это полупроводниковые частицы, диаметр которых составляет несколько нанометров (что в десятки тысяч раз меньше, чем толщина человеческого волоса). При свечении они излучают свет определенного цвета, который зависит от их размера.
Синие квантовые точки, имеющие самую большую запрещенную зону1 среди светодиодов трех основных цветов, быстро окисляются под воздействием внешнего света, в результате чего они имеют малый срок службы и низкую светоотдачу2. Из-за этого до сих пор компании не могли разработать технологию, которую можно бы было использовать для изготовления квантовых точек синего цвета.
Решение новых задач
SAIT удалось создать технологию синего QLED, добившись лучших в индустрии результатов, в том числе повышения световой отдачи на 20,2%, максимальной освещенности 88900 нит и срока службы QLED светодиода в 16000 часов (измерено при половинной яркости для освещенности 100 нит). Эти результаты были зафиксированы в исследовании под названием «Эффективный и стабильный синий светоизлучающий диод для технологии квантовых точек», которое было опубликовано журналом Nature 14 октября 2020 года.
Эунджу Джанг (Eunjoo Jang), Сотрудник Samsung
«Благодаря уникальной технологии квантовых точек Samsung сумела преодолеть ограничения, с которыми сталкивается отрасль, – отметил д-р Эунджу Джанг (Dr. Eunjoo Jang), научный сотрудник Samsung и один из авторов исследования. – Мы продолжим исследования, чтобы ускорить коммерциализацию светодиодов для технологии квантовых точек (QLED)».
Электрод – слой инжекции электронов – излучающий слой квантовых точек – слой инжекции дырок – электрод Структура синих, не содержащих кадмия светодиодов для технологии квантовых точек (QLED) Оболочка – Ядро – Лиганд – Двойной слой синих квантовых точек
Квантовые точки состоят из базовой структуры, имеющей в свою очередь ядро, оболочку и несколько лигандов3. Чтобы обеспечить лучшую стабильность материалов квантовых точек, добиться хорошего квантового выхода и увеличить срок службы светодиодов, исследователи применили структуру с двойными излучающими слоями квантовых точек и более короткими лигандами на поверхности синих светодиодов, одновременно с этим увеличив скорость инжекции тока.
Тэхён Ким (Taehyung Kim), главный научный сотрудник
Доктор Тэхён Ким (Dr. Taehyung Kim), главный научный сотрудник и первый автор исследования, отметил: «Это исследование имеет большое значение, поскольку мы не только установили характеристики светоизлучающих диодов для квантовых точек, но и доказали, что эта технология может обеспечить первоклассные характеристики на уровне отдельных элементов».
(Слева направо) Кванг-хи Ким (Kwang-Hee Kim), Тэхён Ким (Taehyung Kim), Эунджу Джанг (Eunjoo Jang), Сунгву Ким (Sungwoo Kim) и Сеон-Мионг Чой (Seon-Myeong Choi) из SAIT
1 Разница энергий между верхом валентной зоны электронов и низом зоны проводимости.
2 Отношение излучаемого светового потока к общему входному потоку источника
3 Ядро поглощает и повторно излучает свет, а слой оболочки, окружающий сердцевину квантовой точки, увеличивает ее срок службы и повышает эффективность фотолюминесценции, предотвращая повреждения, связанные с температурой и влажностью. Имеющие форму разветвлений, лиганды расположены на поверхности оболочки квантовой точки и помогают поддерживать расстояние между частицами.
