Квантовые светодиоды будут жить в тысячи раз дольше: ученые нашли способ победить выгорание

Коллектив ученых из Массачусетского технологического института (MIT) в сотрудничестве с корейскими специалистами представил прорывную технологию, призванную радикально увеличить эксплуатационный ресурс светодиодов на квантовых точках (QD-LED).

Основным камнем преткновения для широкого внедрения QD-LED панелей до сих пор оставалась недолговечность синих светодиодов. Несмотря на способность обеспечивать исключительную яркость и безупречную цветопередачу, эти компоненты быстро утрачивают свои характеристики под постоянной нагрузкой, что сдерживало коммерческое развитие сегмента премиальных дисплеев.

Для выявления механизмов преждевременного износа исследователи разработали систему мониторинга, позволяющую отслеживать состояние светодиода в режиме реального времени. Это дало возможность детально изучить деградационные процессы, происходящие во всех слоях структуры.

Выяснилось, что разрушение носит комплексный характер и затрагивает:

• непосредственно квантовые точки, излучающие свет;
• органические компоненты светодиодной матрицы;
• транспортный слой, состоящий из оксидов цинка и магния, отвечающий за перемещение носителей заряда.

Также был зафиксирован загадочный процесс выделения водорода и кислорода при работе диода, природа которого еще требует дополнительного изучения.

В качестве элегантного и эффективного решения проблемы ученые предложили инкапсулировать квантовые точки в тончайшую защитную оболочку из акрилового полимера. Этот барьер существенно замедляет разрушительные процессы внутри светодиода.

Результаты эксперимента превзошли все ожидания:

• долговечность красных светодиодов возросла в 8 раз;
• срок службы синих аналогов увеличился колоссальные 5000 раз.

Эксперты поясняют, что полимерный слой берет на себя роль защитного щита, предотвращая повреждение квантовых точек и прилегающих материалов токовыми нагрузками. Данная методика универсальна и может быть масштабирована на другие типы QD-LED устройств. В перспективе это открытие позволит создавать дисплеи нового поколения, сочетающие в себе ультимативное качество изображения, тонкий корпус и беспрецедентную надежность.

Источник: iXBT