Puntos cuánticos y encapsulación
Como nanomaterial innovador, los puntos cuánticos (QD) presentan un rendimiento excepcional gracias a su amplio rango de tamaño. Su forma es esférica o casi esférica, y su diámetro oscila entre 2 nm y 20 nm. Los QD poseen numerosas ventajas, como un amplio espectro de excitación, un espectro de emisión estrecho, un gran movimiento de Stokes, una larga vida útil de fluorescencia y una buena biocompatibilidad. En particular, su espectro de emisión puede abarcar todo el rango de luz visible al variar su tamaño.
Entre los diversos materiales luminiscentes de QD, los QD II~VI que incluyen CdSe se han aplicado ampliamente debido a su rápido desarrollo. El ancho de media altura de los QD II~VI varía de 30 nm a 50 nm, pudiendo ser inferior a 30 nm en las condiciones de síntesis adecuadas, y su rendimiento cuántico de fluorescencia alcanza casi el 100%. Sin embargo, la presencia de Cd ha limitado el desarrollo de los QD. Los QD III~V, que no contienen Cd, se han desarrollado ampliamente, y su rendimiento cuántico de fluorescencia es de aproximadamente el 70%. El ancho de media altura de la luz verde en InP/ZnS es de 40~50 nm, y en la luz roja es de aproximadamente 55 nm. Es necesario mejorar las propiedades de este material. Recientemente, las perovskitas ABX3, que no requieren una estructura de capa, han atraído mucha atención. Su longitud de onda de emisión se puede ajustar fácilmente en el espectro visible. El rendimiento cuántico de fluorescencia de la perovskita supera el 90%, y el ancho a media altura es de aproximadamente 15 nm. Debido a que la gama de colores de los materiales luminiscentes de puntos cuánticos puede alcanzar el 140% del estándar NTSC, este tipo de materiales tiene grandes aplicaciones en dispositivos luminiscentes. Entre sus principales aplicaciones se incluye su uso como sustituto de los fósforos de tierras raras para emitir luz con una amplia gama de colores e iluminación en electrodos de película delgada.
Los puntos cuánticos (QD) muestran colores de luz saturados gracias a que este material puede obtener un espectro con cualquier longitud de onda en el campo de la iluminación, siempre que el ancho de onda sea inferior a 20 nm. Los QD poseen numerosas características, entre las que se incluyen un color de emisión ajustable, un espectro de emisión estrecho y un alto rendimiento cuántico de fluorescencia. Se pueden utilizar para optimizar el espectro en la retroiluminación de las pantallas LCD y mejorar la intensidad y la gama cromática de estas.
Los métodos de encapsulación de puntos cuánticos son los siguientes:
1) En chip: el polvo fluorescente tradicional se reemplaza por materiales luminiscentes de puntos cuánticos (QD), que es el principal método de encapsulación de QD en el campo de la iluminación. La ventaja de este método en chip es la poca cantidad de sustancia, y la desventaja es que los materiales deben tener una alta estabilidad.
2) En superficie: esta estructura se utiliza principalmente en retroiluminación. La película óptica está compuesta de puntos cuánticos (QD), que se ubican justo encima del LGP en la capa azul de la luz (BLU). Sin embargo, el elevado coste de las películas ópticas de gran superficie ha limitado las aplicaciones de este método.
3) En el borde: el material de puntos cuánticos (QD) se encapsula en una tira y se coloca en el lateral de la tira LED y la placa de vidrio laminar (LGP). Este método reduce los efectos de la radiación térmica y óptica causada por el LED azul y el material luminiscente de QD. Además, también disminuye el consumo de material de QD.
