07.05.2023
Эффективность экрана зависит от его квантового выхода используемого материала. Фактически он отражает, сколько электрической энергии, поданной на светодиод, преобразуется в световой сигнал. Так, квантовый выход органических материалов в 25% означает, что в фотоны света превращается только четверть затраченных на их создание электронов. А при использовании перовскитов с выходом 90% потеря энергии снижается всего лишь до одной десятой доли.
По задумке ученых, кремниевая подложка для перовскита в конструкции будущего экрана нужна не только для того, чтобы придать светодиоду механическую прочность, но и как управляющий электрод, через который электричество подается в светящийся слой. За счет объединения возможностей электроники из кремния и светоизлучающих перовскитных материалов им удалось улучшить характеристики дисплея. «Мы впервые использовали такую архитектуру на кремниевой подложке. Она служит очень хорошим теплоотводом, поэтому наше устройство не перегревается, что увеличивает его срок службы по сравнению с аналогами»,— сказал профессор ИТМО Сергей Макаров.
По его словам, перовскитные светодиоды обладают высокой светопередачей, то есть излучаемый ими свет имеет узкие спектральные характеристики. Поэтому зеленый кажется человеческому глазу более зеленым, без примеси других близких цветов. Также в конструкции экранов ученым удалось отказаться от использования оксида индия олова. Этот материал сейчас очень востребован в электронике, однако запасы его компонентов на Земле ограничены, и в будущем ожидается их резкое удорожание. Поэтому важно находить им альтернативу.
Интересно, что перовскиты могут как превращать электрическую энергию в световую, то есть выступать в роли светодиодов, так и, наоборот, преобразовывать свет в электричество в качестве фотоэлементов, поэтому их можно применять и как солнечные батареи. Кроме того, состав перовскитов может очень сильно варьироваться, благодаря этому удобно менять свойства материала, например, получать светодиоды любого цвета, что очень важно для их практического применения.
См. также: Российские учёные лидируют в области перовскит-технологий
Технология производства гибких экранов на основе нитевидных светодиодов — ещё одно достижение специалистов Санкт-Петербургского Политеха совместно с коллегами из СПбГУ, Алферовского университета и Сколтеха. Российская технология позволяет изготовлять экраны, которые намного ярче и долговечнее аналогов используемых сейчас производителями в большинстве складных смартфонов, планшетов и других устройств с изменяемой формой дисплея. Для создания светодиодов ученые России смогли применить нитевидные нанокристаллы — они и придали материалу способность растягиваться и изгибаться.
Исследования Санкт-Петербургских учёных реализуются при поддержке государственной программы «Приоритет 2030».
Источник: Известия
Денис Гриценко
В России создали экраны, которые втрое ярче и эффективнее OLED
Учёные из Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) вместе с коллегами из университета ИТМО и Алферовского университета разработали технологию производства экранов с использованием перовскита (недорогой и простой в производстве кристаллический материал), яркость которых более чем в три раза превышает этот показатель для востребованных сейчас дисплеев из органических материалов (OLED). Это значит, что новой разработке требуется в три раза меньше энергии, чем экранам большинства современных смартфонов. На поддержание работы дисплея уходит значительная часть запаса питания любой портативной электроники, поэтому использование подхода, предложенного учеными из Петербурга, позволит заметно продлить срок их работы на одной зарядке. Специалисты уже собрали первый экспериментальный прототип устройства.
Эффективность экрана зависит от его квантового выхода используемого материала. Фактически он отражает, сколько электрической энергии, поданной на светодиод, преобразуется в световой сигнал. Так, квантовый выход органических материалов в 25% означает, что в фотоны света превращается только четверть затраченных на их создание электронов. А при использовании перовскитов с выходом 90% потеря энергии снижается всего лишь до одной десятой доли.
По задумке ученых, кремниевая подложка для перовскита в конструкции будущего экрана нужна не только для того, чтобы придать светодиоду механическую прочность, но и как управляющий электрод, через который электричество подается в светящийся слой. За счет объединения возможностей электроники из кремния и светоизлучающих перовскитных материалов им удалось улучшить характеристики дисплея. «Мы впервые использовали такую архитектуру на кремниевой подложке. Она служит очень хорошим теплоотводом, поэтому наше устройство не перегревается, что увеличивает его срок службы по сравнению с аналогами»,— сказал профессор ИТМО Сергей Макаров.
По его словам, перовскитные светодиоды обладают высокой светопередачей, то есть излучаемый ими свет имеет узкие спектральные характеристики. Поэтому зеленый кажется человеческому глазу более зеленым, без примеси других близких цветов. Также в конструкции экранов ученым удалось отказаться от использования оксида индия олова. Этот материал сейчас очень востребован в электронике, однако запасы его компонентов на Земле ограничены, и в будущем ожидается их резкое удорожание. Поэтому важно находить им альтернативу.
Интересно, что перовскиты могут как превращать электрическую энергию в световую, то есть выступать в роли светодиодов, так и, наоборот, преобразовывать свет в электричество в качестве фотоэлементов, поэтому их можно применять и как солнечные батареи. Кроме того, состав перовскитов может очень сильно варьироваться, благодаря этому удобно менять свойства материала, например, получать светодиоды любого цвета, что очень важно для их практического применения.
См. также: Российские учёные лидируют в области перовскит-технологий
Технология производства гибких экранов на основе нитевидных светодиодов — ещё одно достижение специалистов Санкт-Петербургского Политеха совместно с коллегами из СПбГУ, Алферовского университета и Сколтеха. Российская технология позволяет изготовлять экраны, которые намного ярче и долговечнее аналогов используемых сейчас производителями в большинстве складных смартфонов, планшетов и других устройств с изменяемой формой дисплея. Для создания светодиодов ученые России смогли применить нитевидные нанокристаллы — они и придали материалу способность растягиваться и изгибаться.
«Разработанная нами технология производства гибких полупроводниковых светодиодов дороже популярных сегодня OLED-дисплеев, однако она позволяет делать более яркие и долговечные гнущиеся экраны, что открывает возможности для ее широкого практического применения»,— сказал Иван Сергеевич Мухин.Нитевидные нанокристаллы из полупроводниковых соединений имеют форму карандаша — вытянутый цилиндр диаметром 100 нанометров и длиной в несколько микрон. Они относительно независимы друг от друга и вместе образуют структуру, похожую на частый лес или щетину щетки, которая может растягиваться. Каждый такой нанокристалл способен светиться и — за счет соотношения большой длины к небольшому диаметру — изгибаться. Испытания на растяжение подтвердили стабильность разработанного материала на протяжении более чем 500 циклов растяжения на 10% и последующей релаксации. Кроме цветных дисплеев следующего поколения из него можно делать солнечные элементы, фотоприемники и другую гибкую электронику. Подробнее в статье «Известий».
Исследования Санкт-Петербургских учёных реализуются при поддержке государственной программы «Приоритет 2030».
Источник: Известия
Денис Гриценко