Täysvärejä emittoiva ylösmuunnos nanopartikkeleilla

Tohtori Ho Seong Jang ja kollegat Extreme Materials Research Centerissä Korean tiede- ja teknologiainstituutissa (KIST) ovat kehittäneet ylösmuunnoksen nanohiukkasteknologiaa. Siinä otetaan käyttöön monikerroksinen core@multi-shell –nanorakenne. Se mahdollistaa erittäin puhtaan RGB-valoemission yhdestä nanohiukkasesta säätämällä infrapuna-aallonpituutta.

Itsestään valaisevia luminesoivia materiaaleja käytetään useissa näyttölaitteissa, kuten televisioissa, tableteissa, näytöissä ja älypuhelimissa, jotta voimme katsella erilaisia kuvia ja videoita.

Perinteiset kaksiulotteiset litteät näytöt eivät kuitenkaan pysty täysin välittämään todellisen maailman kolmiulotteisuutta, mikä rajoittaa syvyyden tunnetta. Elokuva "Avatar" herätti paljon huomiota 3D-kuvillaan, mutta yleisön piti käyttää erityisiä laseja kokeakseen syvyyden tunteen. Tämän haitan ratkaisemiseksi kehitettiin lasittomat 3D-näytöt, mutta niiden haittapuolena on silmien väsyminen.

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tutkitaan kolmiulotteista tilavuusnäyttötekniikkaa. Tämä on seuraavan sukupolven näyttötekniikka, joka toteuttaa kolmiulotteisen kuvainformaation kolmiulotteisessa tilassa, mikä vaatii ylösmuuntavia nanohiukkasia, jotka absorboivat infrapunavaloa ja emittoivat näkyvää valoa.

Erityisesti tarvitaan ylöskonversoivia nanohiukkasia, jotka voivat emittoida kaikkia kolmea pääväriä vaaleanpunainen (R), vihreä (G) ja sininen (B) - yhdestä nanohiukkasesta, mutta olemassa olevat materiaalit joko emittoivat vain yhden värin yhdestä nanohiukkasesta tai vaikka R/G/B-emissio olisi mahdollista, kirkkaus on alhainen tai värien toistoalue on rajoitettu kapeasta värigammasta johtuen.

KIST-tutkijat kontrolloivat ytimen ja kuoren materiaalikoostumusta R/G/B-luminesenssin indusoimiseksi yhdestä nanohiukkasesta ja käyttivät kolmea aallonpituutta lähi-infrapunavaloa tuottaakseen R/G/B-luminesenssia eri viritysaallonpituuksilla.

Erityisesti he suunnittelivat ytimen emittoimaan vihreää valoa, sisemmän kuoren emittoimaan punaista valoa ja ulkokuoren emittoimaan sinistä valoa, mikä saavutti korkean värin puhtauden ja R/G/B-luminesenssin voimakkaan luminesenssivoimakkuuden yhdessä nanohiukkasessa.

Tutkijoiden kehittämät nanohiukkaset voivat toteuttaa erilaisia ​​värejä soveltamalla useita aallonpituuksia lähi-infrapunavaloa samanaikaisesti, jolloin saavutetaan laaja väriskaala, joka on 94,2 % NTSC-väriavaruudesta ja 133 % sRGB-väriavaruudesta.

Julkaisussaan tutkijat osoittivat myös mahdollisuuden toteuttaa 3D-tilavuusnäyttöjä käyttämällä ylösmuuntavia nanohiukkasia valmistamalla läpinäkyviä ylösmuuntavia nanohiukkas-polymeerikomposiitteja näyttämään erilaisia värikuvia.

"Ylösmuunnoksen nanohiukkaset, jotka voivat absorboida lähi-infrapunavaloa ja tuottaa korkean värintoiston täyden värin luminesenssia, mahdollistavat 3D-tilavuusnäyttöjen kaupallistamisen, joiden avulla voimme tarkastella aitoja 3D-kuvia. Näitä ylösmuuntavia nanohiukkasia voidaan käyttää paitsi näyttökentässä myös turvamateriaalina väärentämisen ja peukaloinnin estämiseksi", sanoi HoISTongin tohtori Jang.

Aiheesta aiemmin:

Valon ja aineen hybriditilat voivat parantaa OLED-kirkkautta

Lasernäyttöjä mustesuihkutulostimella

Valon ja materiaalin yhdistäminen optimoi näytön kirkkauden