Oprettelse af skærme med rigere farver

Forskere fra National University of Singapore har udviklet en farveforbedringsfilm, der kunne bringe rigere og mere naturlige farver til næste generations elektroniske fladskærme.

Nuværende kommercielle displayteknologier såsom OLED'er (organiske lysemitterende dioder) og QLED (quantum dot light-emitting diodes) kan kun producere lidt mere end 50 procent af de farver, der er synlige for det menneskelige øje. Dette begrænser den farvegengivelse, som disse skærme kan opnå.

Et forskerhold ledet af prof. TAN Zhi Kuang fra Institut for Kemi og Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS) på NUS har udviklet en farveforbedringsfilm, der kunne tillade fremtidige displayteknologier at producere mere end 75 procent af alle synlige farver . Denne teknologi aktiveres af et halvledermateriale kendt som perovskitter, som kan indstilles ved at ændre dens kemiske sammensætning til at udsende lys stærkt og effektivt i en række forskellige farver. For at lave forbedringsfilm, forskergruppen blandede krystaller i nanometerstørrelse af perovskitmaterialet med en flydende monomer (forstadie til plast), og udløste en polymerisationsreaktion ved at belyse blandingen med hvidt lys.

Denne proces gjorde det muligt for teamet at fremstille en stærkt luminescerende perovskit-polymer-kompositfilm, der besidder en tredobbelt forbedring i luminescenseffektivitet sammenlignet med en konventionel perovskit-nanokrystalfilm. Den forbedrede luminescensydelse er et resultat af den øgede rumlige adskillelse mellem perovskit -nanokrystaller i polymerkompositmaterialet, som forhindrer kanalisering af energi mellem krystaller til de defekte og ikke-emitterende. Denne innovation gør det muligt for perovskit -materialer at udsende lys mere effektivt og forbruge mindre energi, når de indsættes i et displayprodukt. Deres farveydelse kan gøre det muligt for næste generations fjernsyn og skærme at opnå den højere kvalitet Rec. 2020-farvestandard til ultra-high definition-tv (UHDTV), sammenlignet med den mere begrænsede DCI-P3-standard i aktuelle displays (se figuren nedenfor).

For at forstå, hvordan displays producerer en række farver, det er vigtigt først at sætte pris på, hvordan det menneskelige øje fungerer. Vores øjne er i stand til at opfatte farver på grund af tilstedeværelsen af ​​tre typer kegleceller, der er følsomme over for rødt, grønne og blå (RGB) farver. Det forskellige omfang af stimulering af disse kegleceller giver os mulighed for at se et utal af farver. For eksempel, en kombineret stimulering af røde og grønne kegler vil give opfattelsen af ​​gul. Perovskite tilbyder fremragende farveydelse, fordi den er i stand til at producere spektralt "renere" RGB -lys, der er mere specifikt til at stimulere de tre kegleceller i vores øjne. Denne større kontrol med kegelstimulering giver skærme mulighed for at gengive et bredere udvalg af farver, der efterligner, hvad vores øjne opfatter i den virkelige verden.

Dr. WONG Ying Chieh, medlem af forskergruppen, sagde, "En ekstra fordel er, at perovskitter er lette at syntetisere, muligvis lette deres opskalering og reducere produktionsomkostningerne for skærme. Den tid, det tager for perovskit -forstadiekemikalier at reagere og danne nanokrystaller, er typisk i størrelsesordenen 10 sekunder. "

"Perovskit -materialer kan coates og behandles i en opløsningsform, der ligner maling, og kan potentielt bruges i store skærme. Selvom vores materialer er nyttige til at forbedre tv'ernes og mobile enheders ydeevne, min vision er at placere dem i vægstørrelser i vores stuer eller arbejdsområder for at skabe realistiske virtuelle miljøer med rige og naturlige farver, "tilføjede prof. Tan.

Forskergruppen arbejder i øjeblikket med displayvirksomheder for at kommercialisere den perovskite farveforbedringsfilm, og håber at se teknologien i forbrugerelektroniske produkter inden for de næste to til tre år.