量子ドット材料とそのパッケージング方法

量子ドットは新しいタイプのナノ材料であり、一般に球形または準球形で、直径は2〜20ナノメートルです。 特殊なサイズ範囲により、巨視的な材料とは異なる優れた性能を発揮します。 量子ドットの最も重要な光学的特徴は、それらの発光スペクトルがそれらのサイズを変えることによって可視光領域全体をカバーできることです。 さらに、広い励起スペクトル、狭い発光スペクトル、大きなストークスシフト、長い蛍光寿命、優れた生体適合性などの多くの利点により、量子ドットは発光分野の研究ホットスポットになっています。

量子ドット発光材料には多くの種類があります。 CdSeに代表される2番目からⅥの量子ドットは、最も初期の研究であり、最も成熟した技術であり、現在最も使用されている材料です。 このタイプの材料の半値幅は30〜50nmです。 微細な合成条件と構造の制御下では、ハーフピーク幅は30nm未満にすることができます。 同時に、材料の蛍光の量。

量子収率も徐々に増加しており、100％に近い。 ただし、このタイプの材料の開発を制限する最も重要な要因は、Cd元素の存在です。 Cdを含まない量子ドット材料の中で、InPで表されるIII〜V族量子ドットの発達は比較的成熟しており、蛍光量子収率はわずかに低く、一般に約70％であり、InP量子ドットはCdSe量子ドットよりもはるかに広いです。発光ピークの半値幅の。 コアシェル構造の緑色のInP / ZnS量子ドットの半値幅は40〜50nm、赤色のInP / ZnS量子ドットの半値幅は約55nmであり、性能を向上させる必要があります。 また、過去2年間に登場したABX3型ペロブスカイト量子ドット材料が注目されています。 材料の発光波長は、コアシェル構造を覆うことなく、可視光領域で簡単に調整できます。 最適化後、材料の蛍光量子収率は90％を超え、シミュレーションで計算すると、ハーフピーク幅は約15 nmと低くなります。量子ドット発光材料を使用したディスプレイデバイスの色域値は、140％に達する可能性があります。 NTSC、巨大なアプリケーションの可能性を示しています。 これらの材料は、2つの形態で発光デバイスに使用できます。1つは、青色光を効果的に吸収し、可視光で波長を正確に調整できるさまざまな色の光を放出できるGaNベースのLEDの光変換層として使用することです。現在の希土類に取って代わる光の範囲。 リン光物質; 2つ目は、量子ドット材料のエレクトロルミネッセンス特性を利用して、それらを薄膜電極の間にコーティングして発光させることです。

量子ドットは、特定の帯域内の任意の波長のスペクトルを取得できる照明の分野で使用され、放出される光の半値幅は20 nm未満であるため、より飽和した光の色を示すことができます。 この材料は、高い色純度、調整可能な発光色、狭い発光スペクトル、および高い蛍光量子収率の特性を備えており、LCDバックライトのスペクトル成分を最適化し、液晶ディスプレイの色表現を改善し、色域を大幅に向上させることができます。ディスプレイデバイスの。

量子ドットのパッケージングは​​、主に次の3つのタイプに分けられます。

1）チップパッケージタイプ（オンチップ）。 この構造では、量子ドット発光材料が従来のリン光物質に取って代わり、パッチブルーLEDにカプセル化されています。これは、照明に使用される量子ドットの主要なパッケージング方法でもあります。 この方法はバックライトディスプレイに適用され、バックライトモジュールのサイズに応じて、パッチの得られた白色光LEDをLEDライトバーに溶接する必要もあります。 この構造の利点は、量子ドット発光材料の量が非常に少ないことであり、これによりコストが削減されます。 ただし、この構造には、量子ドット材料の安定性に対する非常に高い要件があります。

2）光学フィルム一体型（表面上）。 この構造は主にバックライトに適しています。 量子ドット発光材料で作られた光学フィルムは、リモートパッケージの形でバックライトモジュールに適用され、量子ドット材料で作られた光学フィルムは、バックライトモジュールの光ガイドプレートの真上に配置されます。 この構造では、量子ドット光学フィルムの大面積の準備コストは、その大規模なアプリケーションを制限する重要な理由の1つです。

3）サイドチューブパッケージタイプ（オンエッジ）。 これは、上記の2つの構造の間の妥協点です。 まず、量子ドット材料を長いストリップにパッケージ化し、次に青色LEDライトバーとライトガイドプレートの側面に配置します。 一方では、それは量子ドットへの青色LEDの熱放射と光放射を減らすことができます。 一方、発光材料の影響は、実際のアプリケーションでの量子ドット発光材料の消費を減らすこともできます。