Quantum Dot-materiaal en de verpakkingsmethode
Dec 11, 2021
Quantum dots zijn een nieuw type nanomateriaal, meestal bolvormig of quasi-bolvormig met een diameter tussen 2 en 20 nanometer. Vanwege het speciale maatbereik heeft het superieure prestaties die verschillen van macroscopische materialen. Het belangrijkste optische kenmerk van kwantumdots is dat hun emissiespectrum het hele zichtbare lichtgebied kan bestrijken door hun grootte te veranderen. Bovendien hebben veel voordelen, zoals een breed excitatiespectrum, een smal emissiespectrum, een grote Stokes-verschuiving, een lange fluorescentielevensduur en een goede biocompatibiliteit, van quantum dots een onderzoekshotspot op het gebied van luminescentie gemaakt.
Er zijn veel soorten lichtgevende kwantumdots. De tweede tot Ⅵ quantum dots vertegenwoordigd door CdSe zijn het vroegste onderzoek en de meest volwassen technologie, en ze zijn momenteel de meest gebruikte materialen. De halve-piekbreedte van dit type materiaal ligt tussen 30 en 50 nm. Onder controle van fijne syntheseomstandigheden en structuur kan de halve piekbreedte minder zijn dan 30 nm. Tegelijkertijd de hoeveelheid fluorescentie van het materiaal.
De kwantumopbrengst neemt ook geleidelijk toe en ligt dicht bij 100%. De belangrijkste factor die de ontwikkeling van dit soort materiaal beperkt, is echter het bestaan van het Cd-element. Onder Cd-vrije quantum dot materialen is de ontwikkeling van groep III ~ V quantum dots vertegenwoordigd door InP relatief volwassen, en de fluorescentie quantum opbrengst is iets lager, over het algemeen ongeveer 70%, InP quantum dots zijn veel breder dan CdSe quantum dots in termen van de halfwaardebreedte van de luminescentiepiek. De halfwaardebreedte van de kern-shell gestructureerde groene InP/ZnS-kwantumdots is 40~50nm, en de rode InP/ZnS-quantumdots Het punt is ~55nm, en de prestaties moeten worden verbeterd. Bovendien heeft het perovskiet-kwantumdotmateriaal van het type ABX3 dat in de afgelopen twee jaar is verschenen, veel aandacht getrokken. De emissiegolflengte van het materiaal kan gemakkelijk worden aangepast in het zichtbare lichtgebied zonder de kern-schilstructuur te bedekken. Na optimalisatie is de fluorescentie-kwantumopbrengst van het materiaal meer dan 90%, en de halve piekbreedte is zo laag als ~ 15 nm, berekend door simulatie. De kleurbereikwaarde van het weergaveapparaat dat het quantum-dot-luminescerende materiaal gebruikt, kan 140% bereiken NTSC, met een enorm toepassingspotentieel. Deze materialen kunnen in twee vormen worden gebruikt in lichtemitterende apparaten: de ene is om ze te gebruiken als de lichtconversielaag in op GaN gebaseerde LED's, die blauw licht effectief kunnen absorberen en licht van verschillende kleuren kunnen uitzenden waarvan de golflengte nauwkeurig kan worden aangepast in het zichtbare lichtbereik, dat de huidige zeldzame aardmetalen moet vervangen. Fosforen; De tweede is om de elektroluminescentie-eigenschappen van quantum dot-materialen te gebruiken om ze tussen dunne filmelektroden te coaten om licht uit te stralen.
Quantum dots worden gebruikt op het gebied van verlichting, die een spectrum van elke golflengte binnen een bepaalde band kunnen verkrijgen, en de halve breedte van het uitgestraalde licht is minder dan 20 nm, zodat het een meer verzadigde lichtkleur kan presenteren. Het materiaal heeft de kenmerken van hoge kleurzuiverheid, instelbare luminescentiekleur, smal emissiespectrum en hoge fluorescentiekwantumopbrengst, en kan de spectrale componenten in de LCD-achtergrondverlichting optimaliseren, de kleurexpressie van het liquid crystal display verbeteren en het kleurengamma aanzienlijk verbeteren van het weergaveapparaat.
De verpakking van kwantumdots is hoofdzakelijk onderverdeeld in de volgende drie typen:
1) Type chipverpakking (op chip). In deze structuur vervangt het quantumdot-luminescerende materiaal het traditionele fosformateriaal en is het ingekapseld in een patch-blauwe LED, wat ook de belangrijkste verpakkingsmethode is voor quantumdots die in verlichting worden gebruikt. Deze methode wordt toegepast op het display met achtergrondverlichting en het is ook noodzakelijk om de verkregen witlicht-LED van de patch aan de LED-lichtbalk te lassen in overeenstemming met de grootte van de achtergrondverlichtingsmodule. Het voordeel van deze structuur is dat de hoeveelheid quantum dot luminescent materiaal erg klein is, wat de kosten verlaagt. Deze structuur stelt echter zeer hoge eisen aan de stabiliteit van het quantum dot-materiaal.
2) Optische film geïntegreerd type (op het oppervlak). Deze structuur is vooral geschikt voor achtergrondverlichting. De optische film van quantum dot-luminescerend materiaal wordt op de achtergrondverlichtingsmodule aangebracht in de vorm van een verpakking op afstand, en de optische film van quantum dot-materiaal bevindt zich direct boven de lichtgeleidingsplaat in de achtergrondverlichtingsmodule. In deze structuur zijn de voorbereidingskosten voor een groot oppervlak van de optische kwantumdotfilm een van de belangrijke redenen die de grootschalige toepassing ervan beperken.
3) Type zijbuispakket (op de rand). Dit is een compromis tussen de bovenstaande twee structuren. Het quantum dot-materiaal wordt eerst in een lange strook verpakt en vervolgens op de zijkant van de blauwe LED-lichtbalk en de lichtgeleiderplaat geplaatst. Enerzijds kan het de warmtestraling en lichtstraling van de blauwe led terugbrengen tot de quantum dots. De invloed van luminescerende materialen kan daarentegen ook het verbruik van quantum dot luminescerende materialen in praktische toepassingen verminderen.
