Quantum Dot Material e seu método de embalagem
Dec 11, 2021
Os pontos quânticos são um novo tipo de nanomaterial, geralmente esférico ou quase esférico com um diâmetro entre 2 e 20 nanômetros. Devido à faixa de tamanho especial, tem desempenho superior diferente dos materiais macroscópicos. A característica ótica mais importante dos pontos quânticos é que seu espectro de emissão pode cobrir toda a região da luz visível, alterando seu tamanho. Além disso, muitas vantagens, como amplo espectro de excitação, estreito espectro de emissão, grande deslocamento de Stokes, longa vida útil de fluorescência e boa biocompatibilidade, tornaram os pontos quânticos um ponto importante de pesquisa no campo da luminescência.
Existem muitos tipos de materiais luminescentes de pontos quânticos. O segundo a Ⅵ pontos quânticos representados pelo CdSe são as pesquisas mais antigas e a tecnologia mais madura, e eles são atualmente os materiais mais usados. A largura de meio pico deste tipo de material está entre 30 e 50 nm. Sob o controle de condições e estrutura de síntese fina, a largura do meio-pico pode ser inferior a 30 nm. Ao mesmo tempo, a quantidade de fluorescência do material.
O rendimento quântico também está aumentando gradualmente, e está próximo a 100%. Porém, o fator mais importante que restringe o desenvolvimento desse tipo de material é a existência do elemento Cd. Entre os materiais de pontos quânticos livres de Cd, o desenvolvimento de pontos quânticos do grupo III ~ V representados por InP é relativamente maduro e o rendimento quântico de fluorescência é ligeiramente inferior, geralmente cerca de 70%, os pontos quânticos InP são muito mais largos do que os pontos quânticos CdSe em termos da largura de meio valor do pico de luminescência. A largura de meio valor dos pontos quânticos InP / ZnS verdes estruturados com núcleo-shell é 40 ~ 50nm e os pontos quânticos InP / ZnS vermelhos O ponto é ~ 55nm e o desempenho precisa ser melhorado. Além disso, o material de ponto quântico perovskita do tipo ABX3 que apareceu nos últimos dois anos atraiu muita atenção. O comprimento de onda de emissão do material pode ser facilmente ajustado na região de luz visível sem cobrir a estrutura do núcleo-casca. Após a otimização, o rendimento quântico de fluorescência do material excedeu 90% e a largura do meio-pico é tão baixa quanto ~ 15 nm, calculado por simulação. O valor da gama de cores do dispositivo de exibição usando o material luminescente de ponto quântico pode chegar a 140% NTSC, mostrando grande potencial de aplicação. Esses materiais podem ser usados em dispositivos emissores de luz em duas formas: uma é usá-los como a camada de conversão de luz em LEDs baseados em GaN, que podem absorver luz azul com eficácia e emitir luz de várias cores cujo comprimento de onda é precisamente ajustável no visível faixa de luz, que substituirá as terras raras atuais. Fósforos; A segunda é usar as propriedades de eletroluminescência de materiais de pontos quânticos para revesti-los entre eletrodos de película fina para emitir luz.
Os pontos quânticos são usados no campo da iluminação, que pode obter um espectro de qualquer comprimento de onda dentro de uma determinada banda, e a meia largura da luz emitida é inferior a 20 nm, podendo apresentar uma cor de luz mais saturada. O material tem as características de alta pureza de cor, cor de luminescência ajustável, espectro de emissão estreito e alto rendimento quântico de fluorescência e pode otimizar os componentes espectrais na luz de fundo do LCD, melhorar a expressão de cor da tela de cristal líquido e aumentar significativamente a gama de cores do dispositivo de exibição.
O pacote de pontos quânticos é dividido principalmente nos três tipos a seguir:
1) Tipo de pacote do chip (no chip). Nessa estrutura, o material luminescente dos pontos quânticos substitui o material fosforescente tradicional e é encapsulado em um patch de LED azul, que também é o principal método de empacotamento dos pontos quânticos a serem usados na iluminação. Este método é aplicado ao display de luz de fundo, e também é necessário soldar o LED de luz branca obtido do patch à barra de luz de LED de acordo com o tamanho do módulo de luz de fundo. A vantagem dessa estrutura é que a quantidade de material luminescente dos pontos quânticos é muito pequena, o que reduz o custo. No entanto, essa estrutura tem requisitos muito altos sobre a estabilidade do material de pontos quânticos.
2) Tipo integrado de filme óptico (na superfície). Esta estrutura é principalmente adequada para retroiluminação. O filme óptico feito de material luminescente de ponto quântico é aplicado ao módulo de luz de fundo na forma de embalagem remota, e o filme óptico feito de material de ponto quântico é localizado diretamente acima da placa guia de luz no módulo de luz de fundo. Nessa estrutura, o custo de preparação de grandes áreas do filme óptico de pontos quânticos é um dos motivos importantes que limitam sua aplicação em larga escala.
3) Tipo de pacote de tubo lateral (na borda). Este é um compromisso entre as duas estruturas acima. Primeiro, o material do ponto quântico é embalado em uma longa tira e, em seguida, colocado ao lado da barra de luz LED azul e da placa guia de luz. Por outro lado, pode reduzir a radiação térmica e a radiação de luz do LED azul para os pontos quânticos. A influência de materiais luminescentes, por outro lado, também pode reduzir o consumo de materiais luminescentes de pontos quânticos em aplicações práticas.