Čakajú nás nižšie ceny LED?
Málokto v dnešnej dobe pochybuje o dlhšej životnosti, lepšom podaní farieb, nižšej spotrebe elektrickej energie a vyššej efektivite LED svetiel. Lákavé vlastnosti LED však zákonite musia byť doprevádzané ich negatívnou stránkou. Kostlivcom v skrini je v tomto prípade ich cena. Vysoká výrobná cena a teda i cena pre konečného spotrebiteľa podnecuje snahy vedcov vytvoriť lepšie, lacnejšie riešenie.
QLED – nasledovník OLED
O nasledovníkovi OLED technológie – tzv. QLED alebo QD LED (z angl. Quantum dot light emitting diodes – LED svetlo na princípe kvantových bodiek) sme sa zmienili v článku LED dióda vytvorená pomocou 3D tlačiarne.
Výhodami QLED sú napr. lepšia svietivosť, nižšia spotreba energie či nižšie výrobné náklady. Vlastnosti ako „ultratenký, transparentný a flexibilný“ dávajú designérom priestor na vytvorenie nových zobrazovacích či osvetľovacích technológií. Dlhoročné sľuby o masovejšej výrobe a využívaní QLED sa naplnili a táto technológia má konečne svoj „big time“. Môže za to sčasti i Samsung, ktorý vypustil na trh svoj prvý televízor fungujúci na princípe kvantových bodiek pod značkou NanoCrystal Color, ponúkajúci širšie spektrum farieb a lepší svetelný výkon.
Hybrid s vylepšenými vlastnosťami
Japonskí vedci Ken-ichi Saitow a Yunzi Xinz z University of Hiroshima však pridali technológii QLED ďalší rozmer. Vynašli novú Quantum dot (QD) hybrid LED, ktorá je ešte ekonomickejším riešením – nižšie náklady, vyššia svietivosť. K dosiahnutiu takýchto výhod využili kvantové bodky na silikónovom základe. Vyrobili hybridnú anorganickú i organickú LED, ktorá produkuje bielomodrú elektroluminiscenciu. Nová technológia sľubuje revolúciu vo flexibilných osvetľovacích a zobrazovacích systémoch.
Výskumníci vo svojej štúdii uviedli, že ich nová LED technológia založená na silikónových kvantových bodkách produkuje elektroluminiscenciu pri aplikovaní 6 voltov a dosahuje svetelnú účinnosť až 78 %. Vysvetlime si, prečo tieto čísla hovoria o naozaj prevratnom objave. Pred približne 6 rokmi vedci začali pracovať na vytvorení elektricky poháňaných QLED. Dielo sa im podarilo, avšak účinnosť kvantových bodiek vo vtedy najmodernejších elektroluminiscenčných LED museli rapídne znížiť z 90 % na cca 15 %. Dôvod? Kvantové bodky museli byť obalené organickým filmom, ktorý slúžil na transport elektrónov. Preto je dosiahnutie účinnosti 78 % u elektricky poháňaných QLED naozaj pekné číslo.
V štúdii japonských vedcov taktiež stálo, že ich nová QD hybrid LED produkuje až 350-násobne vyššiu intenzitu svetelného toku než je tomu u doterajších zariadení. Ako sa im to podarilo dosiahnuť? Optimalizovali jednotlivé vrstvy v štruktúre tak, aby zabezpečili efektívnejší prenos elektrónov.
Najprekvapujúcejšie na tejto štúdii však je, že nové LED sú kompletne vytvorené len za pomoci roztokov, pri izbovej teplote a tlaku. Znamená to významné zníženie výrobných nákladov. Výrobný proces je relatívne jednoduchý – na podložné sklíčko sa nanesie vodivý polymér, na ktorý sa položia koloidné silikónové kvantové bodky. Znie to dobre, nemyslíte?
Zdroje:
- http://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/optoelectronics/quantum-dots-enable-next-generation-of-led-lighting-systems
- http://www.extremetech.com/electronics/208156-new-quantum-dot-hybrid-led-is-cost-efficient-and-color-effective
- http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-06/hu-niu060515.php