Trong những năm gần đây, sự tiến bộ của đèn LED dựa trên vật liệu perovskite đã có những tiến bộ đáng kể. Lợi ích của vật liệu perovskite, bao gồm quy trình sản xuất đơn giản, gam màu rộng, độ tinh khiết màu cao và chi phí thấp, đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các thiết bị PeLED đỏ và xanh lá cây hiệu quả, hiện có hiệu suất vượt quá 25%. Do đó, PeLED đã trở thành một trong những công nghệ màn hình thế hệ tiếp theo hứa hẹn nhất.
a, Công thức cấu trúc của perovskite halogen kim loại là ABX3, trong đó A biểu thị cation hóa trị một, B biểu thị cation kim loại và X thường biểu thị các anion halogenua. n biểu thị số lớp bát diện BX giữa các cation xen kẽ lớn. b, Đề xuất NPL màu xanh perovskite lý tưởng trong thiết bị chuyên dụng và sự tăng trưởng có kiểm soát của NPL perovskite từ các chất trung gian lỏng trên chất nền đã được sửa đổi trước trong điều kiện nhẹ. Lưu ý rằng các phối tử dự kiến sẽ nằm ở các bề mặt tiếp xúc giữa hai lớp phun điện tích trong thiết bị. Nhà cung cấp hình ảnh: Xiaoyu Yang, Li Ma, Maotao Yu, Hao-Hsin Chen, Yongqiang Ji, An Hu, Qixuan Zhong, Xiaohan Jia, Yanju Wang, Yuzhuo Zhang, Rui Zhu, Xinqiang Wang và Changjun Lu
Tuy nhiên, việc hiện thực hóa thành công công nghệ màn hình mới này còn phụ thuộc vào khả năng đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất cần thiết của đèn LED màu đỏ, xanh lục và xanh lam (RGB). Tuy nhiên, so với PeLED màu đỏ và màu xanh lá cây (R và G), PeLED màu xanh lam (B) có tiến độ chậm hơn. Hiệu suất của các thiết bị PeLED màu xanh lam đáp ứng yêu cầu hiển thị vẫn chỉ là 10%, thấp hơn nhiều so với các thiết bị màu đỏ và xanh lục. Hơn nữa, độ ổn định của thiết bị PeLED màu xanh lam là không đủ, cản trở việc ứng dụng thực tế công nghệ PeLED mới trong ngành màn hình.
Trong một bài báo mới đăng trên tạp chí Light: Science & Application , một nhóm các nhà khoa học do Tiến sĩ Xiaoyu Yang, Giáo sư Xinqiang Wang và ông Changjun Lu từ Leyard Optoelectronic Co., Ltd, Trung Quốc, Trường Vật lý, Đại học Bắc Kinh dẫn đầu , Trung Quốc và các đồng nghiệp đã tóm tắt một cách toàn diện ba lộ trình kỹ thuật chính (kỹ thuật thành phần, kiểm soát kích thước, giới hạn kích thước) hướng tới perovskite màu xanh lam và tiến bộ mới nhất của PeLED màu xanh lam.
Bằng cách sử dụng kỹ thuật tổng hợp trên perovskite với cấu trúc tinh thể ABX 3 , thành phần nguyên tố hoặc phân tử cũng như tỷ lệ của các vị trí A, B và X có thể được tinh chỉnh. Sự điều chỉnh này dẫn đến việc mở rộng vùng cấm một cách hiệu quả bằng cách điều khiển các vùng hóa trị và vùng dẫn trong cấu trúc vùng, từ đó cho phép phát ra màu xanh lam.
Cấu trúc tinh thể gần như 2D, 2D và 1D của perovskite có thể đạt được bằng cách thay thế các cation nhỏ tại vị trí A bằng các cation chuỗi dài lớn hơn. Bằng cách tận dụng hiệu ứng miền giới hạn lượng tử, khoảng cách của vật liệu perovskite có thể được mở rộng một cách hiệu quả. Ngoài ra, một loạt các hiện tượng năng lượng phát sinh trong các lớp phát ra perovskite chiều thấp có các giá trị n hỗn hợp. Do đó, việc kiểm soát sự phân bố và hàm lượng giá trị n trong perovskites chiều thấp là rất quan trọng.
Giảm vật liệu perovskite xuống cấp độ nano (tức là tinh thể nano perovskite) là một cách tiếp cận đầy hứa hẹn khác để hiện thực hóa sự phát xạ ánh sáng xanh. Các phối tử bề mặt cần thiết cho quá trình tổng hợp tinh thể nano là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kích thước, năng suất và chất lượng của chúng. Do đó, việc phát triển và tối ưu hóa các phối tử bề mặt có khả năng thích ứng cao thể hiện một hướng kỹ thuật quan trọng để đạt được sự phát xạ ánh sáng xanh và nâng cao hiệu quả của thiết bị.
"Dựa trên sự hiểu biết về perovskite màu xanh lam và các thiết bị PeLED liên quan, chúng tôi đã đề xuất cấu trúc lý tưởng trong tương lai của lớp hoạt động perovskite màu xanh lam, cấu hình thiết bị PeLED màu xanh lam và các phương pháp xử lý. Chúng tôi cho rằng sự tăng trưởng tại chỗ của perovskite chiều thấp Cấu trúc tiểu cầu nano bằng phương pháp Tổng hợp trên cơ chất sẽ nâng cao khả năng tái hợp bức xạ sóng mang và tăng diện tích tiêm lỗ, đạt được bước đột phá về hiệu quả của thiết bị PeLED màu xanh”, Xiaoyu Yang cho biết.
"Các thiết bị PeLED xanh lam có phát xạ xanh lam thuần khiết ở ~465 nm vẫn tụt hậu xa so với các thiết bị xanh lục và đỏ dành cho ứng dụng hiển thị và bộ phát xanh perovskite chất lượng cao được cho là bộ phận quan trọng nhất đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn. Chúng tôi tin rằng Các nhà khoa học cho biết công việc này sẽ đưa ra hướng dẫn chi tiết cho sự phát triển trong tương lai của các bộ phát perovskite màu xanh lam và mang lại nguồn cảm hứng cho ứng cử viên về màn hình toàn perovskite trong toàn bộ cộng đồng LED”.
