Materiale Quantum Dot e il suo metodo di confezionamento

I punti quantici sono un nuovo tipo di nanomateriale, generalmente sferico o quasi sferico con un diametro compreso tra 2 e 20 nanometri. A causa della gamma di dimensioni speciali, ha prestazioni superiori rispetto ai materiali macroscopici. La caratteristica ottica più importante dei punti quantici è che il loro spettro di emissione può coprire l'intera regione della luce visibile cambiando le loro dimensioni. Inoltre, molti vantaggi come l'ampio spettro di eccitazione, lo stretto spettro di emissione, l'ampio spostamento di Stokes, la lunga durata della fluorescenza e la buona biocompatibilità hanno reso i punti quantici un hotspot di ricerca nel campo della luminescenza.

Esistono molti tipi di materiali luminescenti a punti quantici. I punti quantici da secondi a rappresentati da CdSe sono la prima ricerca e la tecnologia più matura, e sono attualmente i materiali più utilizzati. La larghezza di mezzo picco di questo tipo di materiale è compresa tra 30 e 50 nm. Sotto il controllo delle condizioni e della struttura di sintesi fine, l'ampiezza del mezzo picco può essere inferiore a 30 nm. Allo stesso tempo, la quantità di fluorescenza del materiale.

Anche la resa quantica sta gradualmente aumentando, ed è vicina al 100%. Tuttavia, il fattore più importante che limita lo sviluppo di questo tipo di materiale è l'esistenza dell'elemento Cd. Tra i materiali di punti quantici privi di Cd, lo sviluppo dei punti quantici del gruppo III~V rappresentati da InP è relativamente maturo e la resa quantica della fluorescenza è leggermente inferiore, generalmente circa il 70%, i punti quantici di InP sono molto più ampi dei punti quantici di CdSe in termini dell'ampiezza dimezzata del picco di luminescenza. La larghezza dimezzata dei punti quantici InP/ZnS verdi strutturati core-shell è 40~50 nm e i punti quantici InP/ZnS rossi Il punto è ~55 nm e le prestazioni devono essere migliorate. Inoltre, il materiale a punti quantici di perovskite di tipo ABX3 che è apparso negli ultimi due anni ha attirato molta attenzione. La lunghezza d'onda di emissione del materiale può essere facilmente regolata nella regione della luce visibile senza coprire la struttura core-shell. Dopo l'ottimizzazione, la resa quantica della fluorescenza del materiale ha superato il 90% e la larghezza del mezzo picco è di soli 15 nm, calcolata mediante simulazione. Il valore della gamma cromatica del dispositivo di visualizzazione che utilizza il materiale luminescente a punti quantici può raggiungere il 140% NTSC, che mostra un enorme potenziale applicativo. Questi materiali possono essere utilizzati nei dispositivi emettitori di luce in due forme: una è usarli come strato di conversione della luce nei LED a base di GaN, che possono assorbire efficacemente la luce blu ed emettere luce di vari colori la cui lunghezza d'onda è regolabile con precisione nel visibile light range, che va a sostituire le attuali terre rare. fosfori; Il secondo consiste nell'utilizzare le proprietà dell'elettroluminescenza dei materiali dei punti quantici per rivestirli tra elettrodi a film sottile per emettere luce.

I punti quantici vengono utilizzati nel campo dell'illuminazione, che può ottenere uno spettro di qualsiasi lunghezza d'onda all'interno di una certa banda, e la metà della larghezza della luce emessa è inferiore a 20 nm, quindi può presentare un colore della luce più saturo. Il materiale ha le caratteristiche di elevata purezza del colore, colore di luminescenza regolabile, spettro di emissione stretto e alta resa quantica di fluorescenza e può ottimizzare i componenti spettrali nella retroilluminazione LCD, migliorare l'espressione del colore del display a cristalli liquidi e migliorare significativamente la gamma di colori del dispositivo di visualizzazione.

Il confezionamento dei punti quantici si divide principalmente nelle seguenti tre tipologie:

1) Tipo di pacchetto chip (on-chip). In questa struttura, il materiale luminescente a punti quantici sostituisce il tradizionale materiale al fosforo ed è incapsulato in un LED blu patch, che è anche il principale metodo di confezionamento per i punti quantici da utilizzare nell'illuminazione. Questo metodo viene applicato al display retroilluminato ed è anche necessario saldare il LED a luce bianca ottenuto della patch alla barra luminosa a LED in base alle dimensioni del modulo di retroilluminazione. Il vantaggio di questa struttura è che la quantità di materiale luminescente a punti quantici è molto piccola, il che riduce i costi. Tuttavia, questa struttura ha requisiti molto elevati sulla stabilità del materiale del punto quantico.

2) Tipo integrato con pellicola ottica (in superficie). Questa struttura è adatta principalmente per la retroilluminazione. La pellicola ottica in materiale luminescente a punti quantici viene applicata al modulo di retroilluminazione sotto forma di imballaggio remoto e la pellicola ottica in materiale a punti quantici si trova direttamente sopra la piastra di guida della luce nel modulo di retroilluminazione. In questa struttura, il costo di preparazione di un'ampia area del film ottico a punti quantici è uno dei motivi importanti che limitano la sua applicazione su larga scala.

3) Tipo di pacchetto tubo laterale (on-edge). Questo è un compromesso tra le due strutture precedenti. Innanzitutto, il materiale del punto quantico viene confezionato in una lunga striscia, quindi posizionato sul lato della barra luminosa a LED blu e sulla piastra di guida della luce. Da un lato, può ridurre la radiazione termica e la radiazione luminosa del LED blu ai punti quantici. L'influenza dei materiali luminescenti, d'altra parte, può anche ridurre il consumo di materiali luminescenti a punti quantici nelle applicazioni pratiche.