苏黎世联邦理工学院开发出高强度单向发射QLED光源_风闻

来源：国防科技信息网  作者：国家工业信息安全发展研究中心 李茜楠  2020-01-22

[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，这需要一层一层地完成，这使得生产更加复杂。

图文无关，用于封面