韩大学联合开发出量子棒高效率偏光LED,亮度/寿命提高一倍以上

   CINNO Research产业资讯，釜山大学和首尔国立大学的联合研究小组开发出了将显示器亮度和使用寿命提高一倍以上的突破性技术。通过对纳米级半导体材料量子棒（QR）进行整列，成功开发出了高效率的偏光LED。不仅提高了显示性能，还有望通过去除偏光片降低工程成本，对商业化的期待很大。

电气工学系教授卢正均

   釜山大学8月24日公告称，电气工学系教授卢正均（照片）与首尔大学半导体共同研究所李承铉博士通过共同研究，通过量子棒整列成功开发出高效率偏光LED技术。

   相关研究论文发表在纳米技术领域的国际名学术杂志《Small》8月12日版上。因研究的优 秀性而被选为封面论文。论文标题是“通过LB技术制作的高性能量子棒发光二极管和偏光电致发光”（ Polarized Electroluminescence Emission in High-Performance Quantum Rod Light-Emitting Diodes via the Langmuir-Blodgett Technique）

   这项研究由韩国研究基金会的中坚研究、优 秀新进展研究、基础研究室和创意与挑战研究提供支持。

   "量子棒"是一种半导体材料，直径为数纳米（10亿分之一米），长度为几十纳米。该材料具有能够发出线偏光的优点，作为新一代显示材料备受关注。

   目前商用化的LCD和OLED显示器使用无偏光作为光源。由于在显示面板中必须使用偏光片，因此整体效率降低一半以下。

   光是电场和磁场结合的电磁波，具有波动性。普通的光在前进方向和垂直方向振动。如果光仅沿特定方向振动，则称为“偏光”。偏光片仅通过在特定方向振动的光，起到光过滤的作用，用于使无偏光的普通光转化为偏光。

   常用的LCD显示屏利用偏光片的驱动原理，需要两张偏光片。对于OLED显示器因为采用自发光的原理，原则上不需要偏光片，仅使用一张偏光片来减少来自外部的光的反射，以提高可视性。

   由于偏光片具有仅通过特定光成分的性质，LCD背光、OLED产生的50%以上的光通过偏光片后会丢失。因此，整体效率将降低一半以下，并且显示器必须提升双倍亮度才可以补偿丢失的光。因此，造成显示器的寿命缩短，功耗增加。

   这些问题可以通过使用线偏光LED作为显示光源来解决。由于没有由于偏光片而丢失的光，因此无需将显示器打开得更亮，显示屏的功耗将降低一半以下，驱动寿命将增加一倍以上。由于去除偏光片，工程成本也可以降低。

   由于这种优势，在基于量子棒的偏光LED开发中进行了各种尝试，但由于低纵横比的问题给量子棒的整列带来了巨大的挑战。

   为了利用整列的薄膜制造偏光LED，必须形成高密度的单层量子棒薄膜，而不会损坏下层。但是，现有的整列方法很容易损坏下层，需要进一步处理，因此不适合生产高效率偏光LED。

   因此，迄今报告的基于量子棒的偏光LED的效率低至0.5%左右。这远远低于理论上最大的外部量子效率20%，是商业化的绊脚石。

   为了解决这些问题，研究人员引进了LB技术，将量子棒进行高密度整列。LB技术是一种将纳米粒子浮在液体表面并调节表面压力的方法，以将薄膜转移到所需的基材上。

   研究人员使用这种方法将量子棒以高整列度排列，而不会损坏下层，并用它来制造量子棒LED。最终，成功制造出了高效率偏光LED，其效率达到10.3%，是现有基于量子棒的偏光LED最 高性能的0.5%的20倍以上。

   领导这项研究的釜山大学电气工学系教授卢正均表示："通过此次研究为停滞不前的量子棒为基础的线偏光光源的开发提供了弹性"，并称 "高效率线偏光光源是将现有显示器亮度和寿命提高2倍以上，降低工程成本的划时代技术，有望成为今后保证韩国持续成为显示最强国地位的原创技术。"