Quantum Dot materjal ja selle pakkimismeetod

Kvantpunktid on uut tüüpi nanomaterjalid, tavaliselt sfäärilised või kvaasisfäärilised, läbimõõduga 2–20 nanomeetrit. Tänu erilisele suurusele erineb see makroskoopilistest materjalidest suurepäraselt. Kvantpunktide kõige olulisem optiline omadus on see, et nende emissioonispekter võib nende suurust muutes katta kogu nähtava valguse piirkonna. Lisaks on paljud eelised, nagu lai ergastusspekter, kitsas emissioonispekter, suur Stokesi nihe, pikk fluorestsentsi eluiga ja hea biosobivus, muutnud kvantpunktid luminestsentsi valdkonna uurimistööks.

Kvantpunkt-luminestseeruvaid materjale on palju erinevaid. Teised kuni Ⅵ kvantpunktid, mida CdSe esindab, on kõige varasemad uuringud ja kõige küpsem tehnoloogia ning need on praegu enim kasutatud materjalid. Seda tüüpi materjalide tipu laius on vahemikus 30–50 nm. Peensünteesi tingimuste ja struktuuri kontrolli all võib poolpiigi laius olla väiksem kui 30 nm. Samal ajal ka materjali fluorestsentsi hulk.

Järk-järgult suureneb ka kvantsaagis ja see on 100% lähedal. Kõige olulisem seda tüüpi materjali arengut piirav tegur on aga Cd elemendi olemasolu. Cd-vabade kvantpunktimaterjalide hulgas on InP-ga esindatud III ~ V rühma kvantpunktide areng suhteliselt küps ja fluorestsentsi kvantsaagis on veidi madalam, üldiselt umbes 70%, InP kvantpunktid on palju laiemad kui CdSe kvantpunktid. luminestsentsi piigi poolväärtuslaiusest. Tuumakesta struktureeritud roheliste InP/ZnS kvantpunktide poolväärtuslaius on 40–50 nm ja punaste InP/ZnS kvantpunktide laius on ~ 55 nm ja jõudlust tuleb parandada. Lisaks on tähelepanu pälvinud viimase kahe aasta jooksul ilmunud ABX3 tüüpi perovskiit-kvantpunktmaterjal. Materjali emissiooni lainepikkust saab hõlpsasti reguleerida nähtava valguse piirkonnas ilma südamiku-kesta struktuuri katmata. Pärast optimeerimist on materjali fluorestsentsi kvantsaagis ületanud 90% ja poolpiigi laius on nii madal kui ~ 15 nm, arvutatuna simulatsiooni teel. Kvantpunkt-luminestsentsmaterjali kasutava kuvari värvigamma väärtus võib ulatuda 140% -ni. NTSC, mis näitab tohutut rakenduspotentsiaali. Neid materjale saab valgust kiirgavates seadmetes kasutada kahel kujul: üks on kasutada neid valguse muundamise kihina GaN-põhistes LED-des, mis neelavad tõhusalt sinist valgust ja kiirgavad erinevat värvi valgust, mille lainepikkus on nähtaval täpselt reguleeritav. valgusvahemik, mis asendab praegused haruldased muldmetallid. fosforid; Teine eesmärk on kasutada kvantpunktmaterjalide elektroluminestsentsomadusi, et katta need õhukeste elektroodide vahel valguse kiirgamiseks.

Valgustusvaldkonnas kasutatakse kvantpunkte, mis võivad saada mis tahes lainepikkusega spektri teatud riba piires ja kiiratava valguse poollaius on alla 20 nm, seega võib valguse värv olla küllastunud. Materjalil on kõrge värvipuhtus, reguleeritav luminestsentsvärv, kitsas emissioonispekter ja kõrge fluorestsentsi kvantsaagis ning see võib optimeerida LCD taustvalgustuse spektraalkomponente, parandada vedelkristallkuvari värvide väljendust ja oluliselt suurendada värvigamma. kuvaseadmest.

Kvantpunktide pakend jaguneb peamiselt kolmeks tüübiks:

1) Kiibi pakendi tüüp (kiibil). Selles struktuuris asendab kvantpunkt-luminestseeruv materjal traditsioonilist fosformaterjali ja on kapseldatud plaastri sinisesse LED-i, mis on ka valgustuses kasutatavate kvantpunktide peamine pakkimismeetod. Seda meetodit rakendatakse taustvalgustuse ekraanile, samuti on vaja vastavalt taustvalgustuse mooduli suurusele keevitada saadud plaastri valge valgusega LED LED-valgusriba külge. Selle struktuuri eeliseks on see, et kvantpunkt-luminestsentsmaterjali kogus on väga väike, mis vähendab kulusid. Sellel struktuuril on aga kvantpunktmaterjali stabiilsusele väga kõrged nõuded.

2) Optiline kile integreeritud tüüp (pinnal). See struktuur sobib peamiselt taustvalgustuseks. Kvantpunkt-luminestsentsmaterjalist valmistatud optiline kile kantakse taustvalgustuse moodulile kaugpakendi kujul ja kvantpunktmaterjalist optiline kile asub otse taustvalgustuse moodulis valgusjuhtplaadi kohal. Selles struktuuris on kvantpunkt-optilise kile suure pindalaga ettevalmistuskulud üks olulisi põhjusi, mis piiravad selle laiaulatuslikku kasutamist.

3) Külgtoru pakendi tüüp (serval). See on kompromiss ülaltoodud kahe struktuuri vahel. Esiteks pakitakse kvantpunktimaterjal pika riba sisse ja asetatakse seejärel sinise LED-valgusriba ja valgusjuhtplaadi küljele. Ühest küljest võib see vähendada sinise LED-i soojuskiirgust ja valguskiirgust kvantpunktideni. Teisest küljest võib luminestsentsmaterjalide mõju vähendada ka kvantpunktluminestsentsmaterjalide tarbimist praktilistes rakendustes.