Kỹ thuật lớp vận chuyển cho màn hình LED chấm lượng tử – Quantum Dot

 CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ HCOM KÍNH CHÀO QUÝ KHÁCH
HCOM CHUYÊN PHÂN PHỐI LẮP ĐẶT MÀN HÌNH LED, MÀN HÌNH GHÉP TRÊN TOÀN QUỐC
HOTLINE: ⓿❾⓿❹❺❽❾❷❺❺ HỖ TRỢ 24/7   

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Waterloo đã chứng minh một phương pháp mới giúp nâng cao đáng kể tuổi thọ và độ ổn định của màn hình LED chấm lượng tử (Quantum Dot) bằng cách tối ưu hóa lớp truyền lỗ trống (HTL) trong thiết bị.

Cấu trúc của màn hình LED chấm lượng tử Quantum Dot

• Cấu trúc của QDLED bao gồm nhiều lớp được kẹp giữa cực dương và cực âm. Chúng bao gồm lớp vận chuyển điện tử (ETL), lớp phát xạ chấm lượng tử, lớp vận chuyển lỗ trống (HTL) và lớp phun lỗ trống (HIL).
• Sơ đồ dải năng lượng mô tả mức năng lượng của mỗi lớp. Sự liên kết tương đối của các mức năng lượng ETL, QD và HTL tạo điều kiện thuận lợi cho việc đưa electron và lỗ trống vào lớp QD nơi ánh sáng được phát ra. 
• Cấu trúc hóa học của hai vật liệu HTL hữu cơ được trình bày – CBP và Tris-PCz được thiết kế. Họ có mức năng lượng hơi khác nhau.
• Biểu đồ cho thấy hiệu suất lượng tử bên ngoài (EQE) của QDLED với CBP hoặc Tris-PCz HTL thay đổi như thế nào theo mật độ hiện tại. EQE cho biết phần trăm electron đi qua thiết bị tạo ra ánh sáng.
• Biểu đồ tương tự nhưng về hiệu suất dòng điện (CE) đo độ sáng so với dòng điện.
• Phổ ánh sáng phát ra của QDLED với CBP và Tris-PCz. Cả hai đều đạt cực đại ở bước sóng 630 nm cho thấy phần lớn ánh sáng đến từ các chấm lượng tử.

Thiết kế cải tiến của LG trong công nghệ Quantum Dot

Màn hình LED chấm lượng tử Quantum Dot đang nổi lên như một công nghệ hiển thị thế hệ tiếp theo nhờ khả năng điều chỉnh phát xạ màu chính xác. Tuy nhiên, tuổi thọ của màn hình QDLED vẫn tụt hậu so với OLED. Điều này một phần là do sự mất cân bằng trong việc bơm các electron và lỗ trống vào các chấm lượng tử, để lại các electron dư thừa làm giảm hiệu suất theo thời gian. Muốn có được tuổi thọ tốt công nghệ Quantum Dot có lẽ cần học hỏi công nghệ màn hình ghép LCD hay màn hình LED.

Trong nghiên cứu của mình, các nhà nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính và Viện Công nghệ nano Waterloo ở Úc đã khám phá việc sử dụng một phân tử hữu cơ được thiết kế có tên Tris-PCz làm HTL thay vì CBP vật liệu thông thường. Tris-PCz có mức năng lượng LUMO (quỹ đạo phân tử không sử dụng thấp nhất – thước đo hàng rào vận chuyển điện tử) cao hơn, hoạt động như một rào cản ngăn chặn sự tràn điện tử từ các chấm lượng tử vào HTL.

Đặc tính chặn electron này cũng gây ra sự tích tụ electron ở bề mặt phân cách chấm lượng tử/HTL. Điều thú vị là các nhà nghiên cứu nhận thấy điều này thực sự hỗ trợ cải thiện việc đưa các lỗ trống từ HTL vào các chấm lượng tử, dẫn đến sự cân bằng điện tích tốt hơn.

Sự tái hợp có giới hạn trong lớp chấm lượng tử được biết là có tác dụng nâng cao hiệu quả và độ ổn định. Khi thử nghiệm trên các thiết bị QDLED, những thiết bị có Tris-PCz HTL cho thấy tuổi thọ tăng gấp 20 lần so với các thiết bị có CBP HTL.

Tiến sĩ Fatemeh Samaeifar, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: “Công trình này thực sự nêu bật vai trò quan trọng của kỹ thuật và thiết kế HTL trong việc đạt được các QDLED ổn định và hiệu quả”. “Với cách tiếp cận của chúng tôi, chúng tôi có thể đạt được tuổi thọ hơn 160.000 giờ ở độ sáng thực tế cho màn hình, đây là một bước tiến lớn.”

Theo các nhà nghiên cứu, những phát hiện này mở đường cho việc tiếp tục tối ưu hóa các thành phần QDLED để khai thác toàn bộ tiềm năng của màn hình chấm lượng tử về chất lượng màu sắc, hiệu quả và tuổi thọ. Chiến lược thiết kế của họ cũng có thể được áp dụng để cải thiện hơn nữa hiệu suất của các công nghệ mới nổi như đèn LED perovskite.