Perovskiittista näyttöteknologiaa

Perovskiitti-emitterit, joiden parissa Soulin kansallinen yliopiston professori Tae-Woo Leen tutkimusryhmä on ollut johtavassa roolissa vuodesta 2014 lähtien, ovat nousseet erittäin lupaaviksi ehdokkaiksi seuraavan sukupolven näyttöihin.

Perovskiiteilla on ioninen kiderakenne, joka koostuu orgaanisista tai epäorgaanisista kationeista, keskimetallikationista ja halogenidianioneista, mikä antaa niille poikkeuksellisen korkean värinpuhtauden, erinomaiset optoelektroniset ominaisuudet, alhaiset materiaalikustannukset ja helpon aallonpituuden viritettävyyden.

Nämä edut asemoivat perovskiitti-emitterit vahvoiksi kilpailijoiksi ultra-teräväpiirron televisioissa sekä uusissa lisätyn ja virtuaalitodellisuuden näytöissä.

Tällaisten seuraavan sukupolven näyttöjen toteuttaminen edellyttää Rec. 2020-väristandardin noudattamista. Se laajentaa saavutettavissa olevaa värialuetta noin 40 % verrattuna laajalti käytettyyn DCI-P3-standardiin.

Perinteiset orgaaniset emitterit tai kvanttipisteet eivät kuitenkaan pysty täyttämään tätä tiukkaa vaatimusta, sillä niiden emissiospektrit pysyvät suhteellisen leveinä, täydet leveydet puoliarvolla noin 50 nm ja 30 nm. Sitä vastoin perovskiittiemittereillä on luonnostaan kapeat, noin 20 nm:n emissioviivanleveydet, mikä tekee niistä ainutlaatuisen kyvyn täyttää Rec. 2020 -standardin vaatimukset.

Viimeisen vuosikymmenen aikana professori Leen tutkimusryhmä on johtanut maailmanlaajuista perovskiitti-valoa emittoivien diodien (PeLED) kenttää rikkomalla jatkuvasti hyötysuhde- ja vakausennätyksiä.

Optisen suorituskyvyn lisäksi hierarkkinen kuorirakenne tarjoaa erinomaisen prosessoitavuuden ja ympäristöturvallisuuden. Lisäksi stabiloidut perovskiitti-nanokiteet ovat täysin yhteensopivia mustesuihkutulostuksen ja korkean resoluution fotolitografisen kuvioinnin kanssa.

Strategia osoittaa myös erinomaista skaalautuvuutta ja valmistuksen yhteensopivuutta. Yhteistyössä SN Display Co., Ltd:n kanssa tiimi valmisti onnistuneesti tasaisia perovskiitti-nanokiteitä sisältäviä värimuunnoskalvoja laajoille alueille käyttäen 0,6 m × 3,2 m:n rullalta rullalle -tulostusta.

Hyödyntämällä tätä yhteensopivuutta standardinäyttöjen valmistusprosessien kanssa esiteltiin prototyyppisiä 10,1-tuumaisia tabletteja, 28- ja 32-tuumaisia näyttöjä sekä 43- ja 75-tuumaisia televisioita, jotka kaikki osoittivat tasaisen kirkkauden ja elävän värintoiston.

Professori Tae-Woo Lee sanoi: ”Kehittämällä hierarkkisen kuoren, joka lukitsee sekä perovskiittinanokiteiden pehmeän hilan että labiilin pinnan, olemme saavuttaneet lähes ykköshyötysuhteen ja kaupallisen luokan käyttöiän samanaikaisesti.

Tämä läpimurto osoittaa, että perovskiittisäteilijät voivat siirtyä laboratoriotutkimuksen ulkopuolelle ja toimia ydinteollisena teknologiana tulevaisuuden korkean väripuhtauden näytöille.”

Aiheesta aiemmin:

Kohti ympäristöllisesti kestäviä perovskiittiledejä

Ledejä maskittomaan fotolitografian ja eloisiin näyttöihin