Kuantum noktaları ve kapsülleme
Yeni bir nanomalzeme olan kuantum noktaları (QD'ler), boyut aralığı nedeniyle olağanüstü performans sergilemektedir. Bu malzemenin şekli küresel veya yarı küreseldir ve çapı 2 nm ile 20 nm arasında değişmektedir. QD'lerin geniş uyarım spektrumu, dar emisyon spektrumu, büyük Stokes hareketi, uzun floresan ömrü ve iyi biyouyumluluk gibi birçok avantajı vardır; özellikle QD'lerin emisyon spektrumu, boyutunu değiştirerek tüm görünür ışık aralığını kapsayabilir.
Çeşitli QD (kuantum noktası) lüminesans malzemeleri arasında, CdSe içeren II~VI QD'ler, hızlı gelişimleri nedeniyle yaygın uygulamalarda kullanılmıştır. II~VI QD'lerin yarı tepe genişliği 30 nm ile 50 nm arasında değişmekte olup, uygun sentez koşullarında 30 nm'den daha düşük olabilir ve floresans kuantum verimi neredeyse %100'e ulaşmaktadır. Bununla birlikte, Cd'nin varlığı QD'lerin gelişimini sınırlamıştır. Cd içermeyen III~VI QD'ler büyük ölçüde geliştirilmiş olup, bu malzemenin floresans kuantum verimi yaklaşık %70'tir. Yeşil ışık InP/ZnS'nin yarı tepe genişliği 40~50 nm, kırmızı ışık InP/ZnS'nin ise yaklaşık 55 nm'dir. Bu malzemenin özelliğinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Son zamanlarda, kabuk yapısını kaplamaya gerek duymayan ABX3 perovskitler büyük ilgi çekmiştir. Bunların emisyon dalga boyu görünür ışıkta kolayca ayarlanabilir. Perovskitin floresans kuantum verimi %90'ın üzerindedir ve yarı tepe genişliği yaklaşık 15 nm'dir. Kuantum noktaları (QD) lüminesans malzemelerinin renk gamı %140 NTSC'ye kadar çıkabildiğinden, bu tür malzemeler lüminesans cihazlarında büyük uygulama alanlarına sahiptir. Başlıca uygulamalar arasında, nadir toprak fosforunun yerine çok çeşitli renklere sahip ışıklar yaymak ve ince film elektrotlarında aydınlatma sağlamak yer almaktadır.
Kuantum noktaları (QD'ler), aydınlatma alanında herhangi bir dalga boyunda spektrum elde edebilme özelliği sayesinde doygun ışık rengi gösterir; bu spektrumun dalga boyunun yarı genişliği 20 nm'den düşüktür. QD'lerin ayarlanabilir emisyon rengi, dar emisyon spektrumu ve yüksek floresan kuantum verimi gibi birçok özelliği vardır. LCD arka aydınlatmalarında spektrumu optimize etmek ve LCD'nin renk ifade gücünü ve renk gamını iyileştirmek için kullanılabilirler.
Kuantum noktalarının kapsülleme yöntemleri aşağıdaki gibidir:
1) Çip Üzeri: Geleneksel floresan tozun yerini QD (kuantum noktası) ışık yayan malzemeler alır; bu, aydınlatma alanında QD'lerin ana kapsülleme yöntemidir. Çip üzeri yöntemin avantajı az miktarda madde gerektirmesidir, dezavantajı ise malzemelerin yüksek kararlılığa sahip olması gerekliliğidir.
2) Yüzeyde: Yapı esas olarak arka aydınlatmada kullanılır. Optik film, BLU'da LGP'nin hemen üstünde yer alan QD'lerden yapılmıştır. Bununla birlikte, geniş alanlı optik filmin yüksek maliyeti, bu yöntemin yaygın uygulamalarını sınırlamıştır.
3) Kenara Yerleştirme: QD malzemeleri şerit içine kapsüllenir ve LED şeridinin ve LGP'nin yan tarafına yerleştirilir. Bu yöntem, mavi LED ve QD ışıldayan malzemelerinin neden olduğu termal ve optik radyasyon etkilerini azaltır. Ayrıca, QD malzemelerinin tüketimi de azalır.
