Υλικό Quantum Dot και η μέθοδος συσκευασίας του

Οι κβαντικές κουκκίδες είναι ένας νέος τύπος νανοϋλικού, γενικά σφαιρικό ή οιονεί σφαιρικό με διάμετρο μεταξύ 2 και 20 νανόμετρα. Λόγω του ειδικού εύρους μεγεθών, έχει ανώτερη απόδοση διαφορετική από τα μακροσκοπικά υλικά. Το πιο σημαντικό οπτικό χαρακτηριστικό των κβαντικών κουκκίδων είναι ότι το φάσμα εκπομπής τους μπορεί να καλύψει ολόκληρη την περιοχή του ορατού φωτός αλλάζοντας το μέγεθός τους. Επιπλέον, πολλά πλεονεκτήματα όπως το ευρύ φάσμα διέγερσης, το στενό φάσμα εκπομπής, η μεγάλη μετατόπιση Stokes, η μεγάλη διάρκεια ζωής φθορισμού και η καλή βιοσυμβατότητα έχουν κάνει τις κβαντικές κουκκίδες ένα hotspot έρευνας στον τομέα της φωταύγειας.

Υπάρχουν πολλά είδη κβαντικών υλικών φωταύγειας. Οι δεύτερες έως Ⅵ κβαντικές κουκκίδες που αντιπροσωπεύονται από το CdSe είναι η παλαιότερη έρευνα και η πιο ώριμη τεχνολογία, και επί του παρόντος είναι τα πιο χρησιμοποιούμενα υλικά. Το πλάτος μισής κορυφής αυτού του τύπου υλικού είναι μεταξύ 30 και 50 nm. Υπό τον έλεγχο των συνθηκών λεπτής σύνθεσης και της δομής, το πλάτος μισής κορυφής μπορεί να είναι μικρότερο από 30 nm. Ταυτόχρονα, η ποσότητα φθορισμού του υλικού.

Η κβαντική απόδοση επίσης αυξάνεται σταδιακά και πλησιάζει το 100%. Ωστόσο, ο σημαντικότερος παράγοντας που περιορίζει την ανάπτυξη αυτού του τύπου υλικού είναι η ύπαρξη στοιχείου Cd. Μεταξύ υλικών κβαντικών κουκκίδων χωρίς Cd, η ανάπτυξη των κβαντικών κουκκίδων της ομάδας III~V που αντιπροσωπεύονται από το InP είναι σχετικά ώριμη και η κβαντική απόδοση φθορισμού είναι ελαφρώς χαμηλότερη, γενικά περίπου 70%, οι κβαντικές κουκκίδες InP είναι πολύ ευρύτερες από τις κβαντικές κουκκίδες CdSe από άποψη του πλάτους μισής τιμής της κορυφής φωταύγειας. Το πλάτος μισής τιμής των δομημένων πράσινων κβαντικών κουκκίδων InP/ZnS με το κέλυφος πυρήνα είναι 40~50nm και των κόκκινων κβαντικών κουκκίδων InP/ZnS Το σημείο είναι ~55nm και η απόδοση πρέπει να βελτιωθεί. Επιπλέον, το υλικό κβαντικής κουκκίδας περοβσκίτη τύπου ABX3 που εμφανίστηκε τα τελευταία δύο χρόνια έχει τραβήξει την προσοχή. Το μήκος κύματος εκπομπής του υλικού μπορεί εύκολα να ρυθμιστεί στην περιοχή του ορατού φωτός χωρίς να καλύπτεται η δομή πυρήνα-κέλυφος. Μετά τη βελτιστοποίηση, η κβαντική απόδοση φθορισμού του υλικού έχει ξεπεράσει το 90%, και το πλάτος μισής αιχμής είναι τόσο χαμηλό όσο ~15 nm, υπολογιζόμενο με προσομοίωση , Η τιμή χρωματικής γκάμα της συσκευής προβολής που χρησιμοποιεί το υλικό φωταύγειας κβαντικής κουκκίδας μπορεί να φτάσει το 140% NTSC, παρουσιάζοντας τεράστιες δυνατότητες εφαρμογής. Αυτά τα υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συσκευές εκπομπής φωτός με δύο μορφές: η μία είναι να χρησιμοποιηθούν ως στρώμα μετατροπής φωτός σε LED που βασίζονται σε GaN, τα οποία μπορούν να απορροφήσουν αποτελεσματικά το μπλε φως και να εκπέμπουν φως διαφόρων χρωμάτων του οποίου το μήκος κύματος είναι επακριβώς ρυθμιζόμενο στο ορατό εύρος φωτός, που πρόκειται να αντικαταστήσει τις τρέχουσες σπάνιες γαίες. Φώσφοροι; Το δεύτερο είναι να χρησιμοποιήσουμε τις ιδιότητες ηλεκτροφωταύγειας των υλικών κβαντικής κουκκίδας για να τα επικαλύψουμε μεταξύ ηλεκτροδίων λεπτής μεμβράνης για να εκπέμπουν φως.

Οι κβαντικές κουκκίδες χρησιμοποιούνται στον τομέα του φωτισμού, οι οποίες μπορούν να λάβουν φάσμα οποιουδήποτε μήκους κύματος εντός μιας συγκεκριμένης ζώνης και το μισό πλάτος του εκπεμπόμενου φωτός είναι κάτω από 20 nm, επομένως μπορεί να παρουσιάζει ένα πιο κορεσμένο χρώμα φωτός. Το υλικό έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής καθαρότητας χρώματος, του ρυθμιζόμενου χρώματος φωταύγειας, του στενού φάσματος εκπομπής και της κβαντικής απόδοσης υψηλής φθορισμού και μπορεί να βελτιστοποιήσει τα φασματικά στοιχεία στον οπίσθιο φωτισμό LCD, να βελτιώσει την έκφραση χρώματος της οθόνης υγρών κρυστάλλων και να βελτιώσει σημαντικά τη χρωματική γκάμα της συσκευής προβολής.

Η συσκευασία των κβαντικών κουκκίδων χωρίζεται κυρίως στους ακόλουθους τρεις τύπους:

1) Τύπος συσκευασίας chip (on-chip). Σε αυτή τη δομή, το φωταυγές υλικό κβαντικής κουκκίδας αντικαθιστά το παραδοσιακό υλικό φωσφόρου και ενθυλακώνεται σε ένα μπλε LED, το οποίο είναι επίσης η κύρια μέθοδος συσκευασίας για τις κβαντικές κουκκίδες που θα χρησιμοποιηθούν στον φωτισμό. Αυτή η μέθοδος εφαρμόζεται στην οθόνη οπίσθιου φωτισμού και είναι επίσης απαραίτητο να συγκολλήσετε το ληφθέν λευκό LED φωτισμού του μπαλώματος στη γραμμή φωτός LED σύμφωνα με το μέγεθος της μονάδας οπίσθιου φωτισμού. Το πλεονέκτημα αυτής της δομής είναι ότι η ποσότητα του φωταυγούς υλικού κβαντικής κουκκίδας είναι πολύ μικρή, γεγονός που μειώνει το κόστος. Ωστόσο, αυτή η δομή έχει πολύ υψηλές απαιτήσεις στη σταθερότητα του υλικού κβαντικής κουκκίδας.

2) Οπτική μεμβράνη ενσωματωμένου τύπου (επί επιφάνειας). Αυτή η δομή είναι κυρίως κατάλληλη για οπίσθιο φωτισμό. Η οπτική μεμβράνη από υλικό φωταύγειας κβαντικής κουκκίδας εφαρμόζεται στη μονάδα οπίσθιου φωτισμού με τη μορφή απομακρυσμένης συσκευασίας και η οπτική μεμβράνη από υλικό κβαντικής κουκκίδας βρίσκεται ακριβώς πάνω από την πλάκα οδηγού φωτός στη μονάδα οπίσθιου φωτισμού. Σε αυτή τη δομή, το κόστος προετοιμασίας μεγάλης περιοχής του οπτικού φιλμ κβαντικής κουκκίδας είναι ένας από τους σημαντικούς λόγους που περιορίζουν την εφαρμογή του σε μεγάλη κλίμακα.

3) Τύπος συσκευασίας πλευρικού σωλήνα (στην άκρη). Αυτός είναι ένας συμβιβασμός μεταξύ των δύο παραπάνω δομών. Αρχικά, το υλικό της κβαντικής κουκκίδας συσκευάζεται σε μια μακριά λωρίδα και στη συνέχεια τοποθετείται στο πλάι της μπλε ράβδου φωτός LED και της πλάκας οδηγού φωτός. Από τη μία πλευρά, μπορεί να μειώσει τη θερμική ακτινοβολία και την ακτινοβολία φωτός του μπλε LED στις κβαντικές κουκκίδες. Η επίδραση των φωταυγών υλικών, από την άλλη πλευρά, μπορεί επίσης να μειώσει την κατανάλωση υλικών φωταύγειας κβαντικής κουκκίδας σε πρακτικές εφαρμογές.