Công nghệ QLED siêu mỏng mô phỏng ánh sáng tự nhiên
Sử dụng cấu trúc chấm lượng tử được bao bọc trong lớp vỏ kẽm - lưu huỳnh, nguyên mẫu QLED thế hệ mới tuy chỉ dày vài chục nanomet, nhưng có thể phát ra ánh sáng trắng ấm tự nhiên như ánh sáng mặt trời.
Các nhà khoa học vừa công bố một nghiên cứu đột phá đáng kinh ngạc trong lĩnh vực chiếu sáng, đó là việc chế tạo thành công một nguyên mẫu đèn LED có độ dày chỉ tương đương một lớp giấy dán tường, nhưng lại có khả năng phát ra ánh sáng trắng ấm áp, gần như hoàn hảo mô phỏng phổ ánh sáng tự nhiên của mặt trời.
Nhu cầu về ánh sáng nhân tạo gần gũi với tự nhiên luôn là một thách thức lớn. Hầu hết các loại bóng đèn truyền thống dù là hình cầu, hình xoắn hay ống dài đều có cấu tạo vật lý cồng kềnh và phổ ánh sáng phát ra thường thiếu các dải bước sóng cần thiết để tối ưu hóa môi trường sống.
Nhận thấy điều này, nhóm nghiên cứu đã đặt mục tiêu phát triển các thiết bị điện tử siêu mỏng có thể cung cấp ánh sáng thân thiện với mắt và hỗ trợ các ứng dụng y sinh.
Bí quyết đằng sau công nghệ này nằm ở việc sử dụng các chấm lượng tử (Quantum Dots - QDs). Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp các chấm lượng tử màu đỏ, vàng-xanh và xanh lam, sau đó bọc chúng trong lớp vỏ kẽm-lưu huỳnh. Bằng cách tinh chỉnh tỷ lệ pha trộn chính xác của ba màu cơ bản này, họ đã đạt được một phổ phát xạ gần nhất với ánh sáng mặt trời, tạo ra ánh sáng trắng có độ ấm lý tưởng.
Nguyên mẫu đèn LED chấm lượng tử (QLED) được xây dựng trên đế kính oxit thiếc indium (ITO). Sau đó, một chuỗi các lớp vật liệu mỏng được lắng đọng lên trên, bao gồm các polymer dẫn điện, hỗn hợp chấm lượng tử, hạt oxit kim loại và cuối cùng là một lớp nhôm hoặc bạc. Đặc biệt, lớp chấm lượng tử chỉ dày vài chục nanomet - mỏng hơn đáng kể so với các lớp chuyển đổi màu thông thườn -khiến toàn bộ cấu trúc QLED hoàn thiện có độ dày chỉ gần bằng giấy dán tường.
Về mặt hiệu suất, trong các thử nghiệm ban đầu, nguyên mẫu QLED siêu mỏng này hoạt động tốt nhất với nguồn điện 11,5V, phát ra ánh sáng trắng sáng và ấm ở mức tối đa. Phổ ánh sáng phát ra có cường độ cao hơn ở các bước sóng đỏ và giảm cường độ ở các bước sóng xanh lam, một đặc tính được giới nghiên cứu đánh giá là có lợi hơn cho sức khỏe mắt và chu kỳ giấc ngủ tự nhiên của con người.
Hơn nữa, chất lượng ánh sáng cũng được xác nhận qua chỉ số hoàn màu (CRI). Với điểm số đạt trên 92%, các vật thể được chiếu sáng bởi nguyên mẫu LED này sẽ hiển thị màu sắc gần như trung thực so với khi được chiếu sáng bằng ánh nắng tự nhiên. Công nghệ này không chỉ hứa hẹn ứng dụng trong chiếu sáng thông minh và thích ứng trong nhà, mà còn mở ra tiềm năng lớn cho các loại màn hình hiển thị mới, mang lại trải nghiệm hình ảnh dễ chịu và tự nhiên hơn cho người dùng.
Với độ dày tối thiểu và chất lượng ánh sáng vượt trội, nguyên mẫu LED mỏng như giấy dán tường này đang đặt nền móng vững chắc cho một thế hệ công nghệ chiếu sáng mới, nơi sự hiệu quả và sức khỏe con người được đặt lên hàng đầu.