Quantum Dot-Material und seine Verpackungsmethode

Quantenpunkte sind eine neue Art von Nanomaterial, im Allgemeinen kugelförmig oder quasikugelförmig mit einem Durchmesser zwischen 2 und 20 Nanometern. Aufgrund des speziellen Größenbereichs hat es im Gegensatz zu makroskopischen Materialien eine überlegene Leistung. Die wichtigste optische Eigenschaft von Quantenpunkten ist, dass ihr Emissionsspektrum durch Änderung ihrer Größe den gesamten sichtbaren Lichtbereich abdecken kann. Darüber hinaus haben viele Vorteile wie breites Anregungsspektrum, schmales Emissionsspektrum, große Stokes-Verschiebung, lange Fluoreszenzlebensdauer und gute Biokompatibilität Quantenpunkte zu einem Forschungs-Hotspot im Bereich der Lumineszenz gemacht.

Es gibt viele Arten von lumineszierenden Quantenpunktmaterialien. Die zweit- bis -Quantenpunkte, die von CdSe repräsentiert werden, sind die früheste Forschung und die ausgereifteste Technologie, und sie sind derzeit die am häufigsten verwendeten Materialien. Die Halbwertsbreite dieses Materialtyps liegt zwischen 30 und 50 nm. Unter der Kontrolle von Feinsynthesebedingungen und Struktur kann die Halbwertsbreite weniger als 30 nm betragen. Gleichzeitig die Menge der Fluoreszenz des Materials.

Auch die Quantenausbeute nimmt allmählich zu und liegt nahe bei 100 %. Der wichtigste Faktor, der die Entwicklung dieser Art von Material einschränkt, ist jedoch die Existenz des Cd-Elements. Unter den Cd-freien Quantenpunktmaterialien ist die Entwicklung von Quantenpunkten der Gruppe III~V, die durch InP repräsentiert werden, relativ ausgereift, und die Fluoreszenzquantenausbeute ist etwas niedriger, im Allgemeinen Etwa 70%, InP-Quantenpunkte sind viel breiter als CdSe-Quantenpunkte in Bezug auf der Halbwertsbreite des Lumineszenzpeaks. Die Halbwertsbreite der grünen InP/ZnS-Quantenpunkte mit Kern-Schale-Struktur beträgt 40~50 nm und die der roten InP/ZnS-Quantenpunkte. Der Punkt liegt bei ~55 nm, und die Leistung muss verbessert werden. Darüber hinaus hat das in den letzten zwei Jahren auf den Markt gekommene Perowskit-Quantenpunktmaterial vom Typ ABX3 große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Die Emissionswellenlänge des Materials lässt sich im sichtbaren Lichtbereich leicht einstellen, ohne die Kern-Schale-Struktur abzudecken. Nach der Optimierung hat die Fluoreszenzquantenausbeute des Materials 90% überschritten und die Halbwertsbreite beträgt nur ~15 nm, berechnet durch Simulation. NTSC mit enormem Anwendungspotenzial. Diese Materialien können in lichtemittierenden Vorrichtungen in zwei Formen verwendet werden: Zum einen als Lichtkonversionsschicht in GaN-basierten LEDs, die blaues Licht effektiv absorbieren und Licht verschiedener Farben emittieren können, dessen Wellenlänge im sichtbaren Bereich genau einstellbar ist leichten Bereich, der die bisherigen Seltenen Erden ersetzen soll. Leuchtstoffe; Die zweite besteht darin, die Elektrolumineszenzeigenschaften von Quantenpunktmaterialien zu nutzen, um sie zwischen Dünnfilmelektroden zu beschichten, um Licht zu emittieren.

Quantenpunkte werden im Bereich der Beleuchtung verwendet, die ein Spektrum jeder Wellenlänge innerhalb eines bestimmten Bandes erhalten können, und die Halbwertsbreite des emittierten Lichts liegt unter 20 nm, sodass es eine gesättigtere Lichtfarbe darstellen kann. Das Material zeichnet sich durch hohe Farbreinheit, einstellbare Lumineszenzfarbe, schmales Emissionsspektrum und hohe Fluoreszenzquantenausbeute aus und kann die Spektralkomponenten in der LCD-Hintergrundbeleuchtung optimieren, den Farbausdruck des Flüssigkristalldisplays verbessern und den Farbraum erheblich erweitern des Anzeigegerätes.

Die Verpackung von Quantenpunkten wird hauptsächlich in die folgenden drei Arten unterteilt:

1) Chipgehäusetyp (auf dem Chip). In dieser Struktur ersetzt das Quantenpunkt-Leuchtmaterial das herkömmliche Phosphormaterial und ist in eine blaue Patch-LED eingekapselt, die auch die Hauptverpackungsmethode für Quantenpunkte in der Beleuchtung ist. Dieses Verfahren wird auf die Hintergrundbeleuchtungsanzeige angewendet, und es ist auch erforderlich, die erhaltene Weißlicht-LED des Patches entsprechend der Größe des Hintergrundbeleuchtungsmoduls an die LED-Lichtleiste zu schweißen. Der Vorteil dieser Struktur besteht darin, dass die Menge an lumineszierendem Quantenpunktmaterial sehr gering ist, was die Kosten reduziert. Diese Struktur stellt jedoch sehr hohe Anforderungen an die Stabilität des Quantenpunktmaterials.

2) Integrierter optischer Film (auf der Oberfläche). Diese Struktur ist hauptsächlich für die Hintergrundbeleuchtung geeignet. Die optische Folie aus Quantenpunkt-Leuchtstoff ist als Remote-Packaging auf das Backlight-Modul aufgebracht und die optische Folie aus Quanten-Dot-Material befindet sich direkt über der Lichtleiterplatte im Backlight-Modul. Bei dieser Struktur sind die großflächigen Herstellungskosten des optischen Quantenpunktfilms einer der wichtigen Gründe, die seine großtechnische Anwendung einschränken.

3) Seitenrohrverpackungstyp (hochkant). Dies ist ein Kompromiss zwischen den obigen beiden Strukturen. Zuerst wird das Quantenpunktmaterial in einen langen Streifen verpackt und dann seitlich auf die blaue LED-Lichtleiste und die Lichtleiterplatte gelegt. Zum einen kann es die Wärmestrahlung und Lichtstrahlung der blauen LED auf die Quantenpunkte reduzieren. Andererseits kann der Einfluss von Leuchtstoffen in praktischen Anwendungen auch den Verbrauch an Quantenpunkt-Leuchtstoffen reduzieren.