Matériau Quantum Dot et sa méthode d'emballage

Les points quantiques sont un nouveau type de nanomatériau, généralement sphérique ou quasi-sphérique avec un diamètre compris entre 2 et 20 nanomètres. En raison de la gamme de tailles spéciales, il a des performances supérieures différentes des matériaux macroscopiques. La caractéristique optique la plus importante des points quantiques est que leur spectre d'émission peut couvrir toute la région de la lumière visible en modifiant leur taille. De plus, de nombreux avantages tels qu'un large spectre d'excitation, un spectre d'émission étroit, un grand décalage de Stokes, une longue durée de vie de fluorescence et une bonne biocompatibilité ont fait des points quantiques un point névralgique de la recherche dans le domaine de la luminescence.

Il existe de nombreux types de matériaux luminescents à points quantiques. Les deuxièmes à Ⅵ points quantiques représentés par le CdSe sont les premières recherches et la technologie la plus mature, et ils sont actuellement les matériaux les plus utilisés. La largeur demi-pic de ce type de matériau est comprise entre 30 et 50 nm. Sous le contrôle des conditions et de la structure de synthèse fine, la largeur du demi-pic peut être inférieure à 30 nm. Dans le même temps, la quantité de fluorescence du matériau.

Le rendement quantique augmente également progressivement, et il est proche de 100 %. Cependant, le facteur le plus important limitant le développement de ce type de matériau est l'existence de l'élément Cd. Parmi les matériaux de points quantiques sans Cd, le développement des points quantiques du groupe III ~ V représentés par InP est relativement mature, et le rendement quantique de fluorescence est légèrement inférieur, généralement environ 70%, les points quantiques InP sont beaucoup plus larges que les points quantiques CdSe en termes de la largeur à mi-valeur du pic de luminescence. La largeur de demi-valeur des points quantiques verts InP/ZnS structurés noyau-enveloppe est de 40 à 50 nm et celle des points quantiques rouges InP/ZnS Le point est d'environ 55 nm et les performances doivent être améliorées. De plus, le matériau de point quantique pérovskite de type ABX3 qui est apparu au cours des deux dernières années a attiré une attention particulière. La longueur d'onde d'émission du matériau peut être facilement ajustée dans la région de la lumière visible sans couvrir la structure noyau-coque. Après optimisation, le rendement quantique de fluorescence du matériau a dépassé 90 % et la largeur du demi-pic est aussi faible que ~ 15 nm, calculée par simulation. La valeur de la gamme de couleurs du dispositif d'affichage utilisant le matériau luminescent à points quantiques peut atteindre 140% NTSC, montrant un énorme potentiel d'application. Ces matériaux peuvent être utilisés dans des dispositifs électroluminescents sous deux formes : l'une consiste à les utiliser comme couche de conversion de lumière dans les LED à base de GaN, qui peuvent absorber efficacement la lumière bleue et émettre une lumière de différentes couleurs dont la longueur d'onde est réglable avec précision dans le visible. gamme lumineuse, qui doit remplacer les terres rares actuelles. Phosphores; La seconde consiste à utiliser les propriétés d'électroluminescence des matériaux à points quantiques pour les enrober entre des électrodes à couche mince afin d'émettre de la lumière.

Les points quantiques sont utilisés dans le domaine de l'éclairage, qui peut obtenir un spectre de n'importe quelle longueur d'onde dans une certaine bande, et la demi-largeur de la lumière émise est inférieure à 20 nm, elle peut donc présenter une couleur de lumière plus saturée. Le matériau présente les caractéristiques d'une pureté de couleur élevée, d'une couleur de luminescence réglable, d'un spectre d'émission étroit et d'un rendement quantique de fluorescence élevé, et peut optimiser les composants spectraux du rétroéclairage LCD, améliorer l'expression des couleurs de l'écran à cristaux liquides et améliorer considérablement la gamme de couleurs du dispositif d'affichage.

L'emballage des points quantiques est principalement divisé en trois types suivants :

1) Type de boîtier de puce (sur puce). Dans cette structure, le matériau luminescent à points quantiques remplace le matériau phosphore traditionnel et est encapsulé dans une LED bleue en patch, qui est également la principale méthode d'emballage pour les points quantiques à utiliser dans l'éclairage. Cette méthode est appliquée à l'affichage de rétroéclairage, et il est également nécessaire de souder la LED de lumière blanche obtenue du patch à la barre lumineuse à LED en fonction de la taille du module de rétroéclairage. L'avantage de cette structure est que la quantité de matériau luminescent à points quantiques est très faible, ce qui réduit le coût. Cependant, cette structure a des exigences très élevées sur la stabilité du matériau de la boîte quantique.

2) Type intégré de film optique (en surface). Cette structure est principalement adaptée au rétroéclairage. Le film optique en matériau luminescent à points quantiques est appliqué au module de rétroéclairage sous la forme d'un emballage à distance, et le film optique en matériau à points quantiques est situé directement au-dessus de la plaque de guidage de lumière dans le module de rétroéclairage. Dans cette structure, le coût de préparation de grande surface du film optique à points quantiques est l'une des raisons importantes qui limitent son application à grande échelle.

3) Type d'emballage de tube latéral (sur le bord). Il s'agit d'un compromis entre les deux structures ci-dessus. Tout d'abord, le matériau du point quantique est emballé dans une longue bande, puis placé sur le côté de la barre lumineuse à LED bleue et de la plaque guide de lumière. D'une part, il peut réduire le rayonnement thermique et le rayonnement lumineux de la LED bleue jusqu'aux points quantiques. L'influence des matériaux luminescents, d'autre part, peut également réduire la consommation de matériaux luminescents à points quantiques dans les applications pratiques.