Материал с квантовыми точками и способ его упаковки
Dec 11, 2021
Квантовые точки - это новый тип наноматериалов, обычно сферических или квазисферических с диаметром от 2 до 20 нанометров. Благодаря особому диапазону размеров он имеет превосходные характеристики по сравнению с макроскопическими материалами. Наиболее важной оптической характеристикой квантовых точек является то, что их спектр излучения может покрывать всю область видимого света, изменяя их размер. Кроме того, многие преимущества, такие как широкий спектр возбуждения, узкий спектр излучения, большой стоксов сдвиг, длительное время жизни флуоресценции и хорошая биосовместимость, сделали квантовые точки горячей точкой исследования в области люминесценции.
Есть много видов люминесцентных материалов с квантовыми точками. Вторые после квантовые точки, представленные CdSe, являются самыми ранними исследованиями и наиболее зрелой технологией, и в настоящее время они являются наиболее часто используемыми материалами. Ширина полупика этого типа материала составляет от 30 до 50 нм. При контроле условий тонкого синтеза и структуры ширина полупика может быть менее 30 нм. В то же время количество флуоресценции материала.
Квантовый выход также постепенно увеличивается и приближается к 100%. Однако наиболее важным фактором, ограничивающим разработку этого типа материала, является наличие элемента Cd. Среди материалов с квантовыми точками без Cd развитие квантовых точек группы III ~ V, представленных InP, является относительно зрелым, а квантовый выход флуоресценции немного ниже, обычно около 70%, квантовые точки InP намного шире, чем квантовые точки CdSe с точки зрения полуширины пика люминесценции. Половинная ширина зеленых квантовых точек InP / ZnS со структурой ядро-оболочка составляет 40 ~ 50 нм, а красных квантовых точек InP / ZnS. Точка составляет ~ 55 нм, и производительность требует улучшения. Кроме того, пристальное внимание привлекает материал с квантовыми точками перовскита типа ABX3, который появился в последние два года. Длину излучения материала можно легко регулировать в видимой области света, не закрывая структуру ядро-оболочка. После оптимизации квантовый выход флуоресценции материала превысил 90%, а ширина полупика составляет всего ~ 15 нм, рассчитанная путем моделирования. Значение цветовой гаммы устройства отображения, использующего люминесцентный материал с квантовыми точками, может достигать 140%. NTSC, демонстрирующий огромный прикладной потенциал. Эти материалы могут использоваться в светоизлучающих устройствах в двух формах: во-первых, их можно использовать в качестве слоя преобразования света в светодиодах на основе GaN, которые могут эффективно поглощать синий свет и излучать свет различных цветов, длина волны которых точно регулируется в видимой области спектра. световая линейка, которая должна заменить нынешние редкоземельные элементы. Люминофоры; Второй - использовать электролюминесцентные свойства материалов с квантовыми точками, чтобы покрыть их между тонкопленочными электродами для излучения света.
В области освещения используются квантовые точки, которые могут получать спектр любой длины волны в определенной полосе, а полуширина излучаемого света составляет менее 20 нм, поэтому он может представлять более насыщенный цвет света. Материал обладает такими характеристиками, как высокая чистота цвета, регулируемый цвет люминесценции, узкий спектр излучения и высокий квантовый выход флуоресценции, а также может оптимизировать спектральные компоненты в подсветке ЖК-дисплея, улучшать цветопередачу жидкокристаллического дисплея и значительно улучшать цветовую гамму. устройства отображения.
Упаковка квантовых точек в основном делится на следующие три типа:
1) Тип корпуса микросхемы (на кристалле). В этой структуре люминесцентный материал с квантовыми точками заменяет традиционный люминофор и заключен в патч-синий светодиод, который также является основным методом упаковки квантовых точек, используемых в освещении. Этот метод применяется к дисплею с задней подсветкой, и также необходимо приварить полученный светодиод белого света патча к светодиодной световой полосе в соответствии с размером модуля задней подсветки. Преимущество этой структуры состоит в том, что количество люминесцентного материала с квантовыми точками очень мало, что снижает стоимость. Однако эта структура предъявляет очень высокие требования к стабильности материала квантовой точки.
2) Оптическая пленка интегрального типа (на поверхности). Эта структура в основном подходит для подсветки. Оптическая пленка из люминесцентного материала с квантовыми точками наносится на модуль задней подсветки в виде удаленной упаковки, а оптическая пленка из материала с квантовыми точками расположена непосредственно над световодной пластиной в модуле задней подсветки. В этой структуре стоимость изготовления большой площади оптической пленки с квантовыми точками является одной из важных причин, ограничивающих ее крупномасштабное применение.
3) Тип упаковки боковых трубок (на краю). Это компромисс между двумя вышеупомянутыми структурами. Сначала материал квантовой точки упаковывается в длинную полосу, а затем помещается сбоку от синей светодиодной полосы и световодной пластины. С одной стороны, это может уменьшить тепловое излучение и световое излучение синего светодиода до квантовых точек. С другой стороны, влияние люминесцентных материалов может также снизить потребление люминесцентных материалов с квантовыми точками в практических приложениях.
