液晶顯示器用量子點擴散闆研究進展
前言
量子點擴散闆 (QDDP) 已成為提高液晶顯示器 (LCD) 性能的有前途的技術。由于低功耗和低成本，LCD 在現代電子産品中已變得無處不在。
然而，它們的色域有限，對比度低，影響了整體圖像品質。QDDP 可以通過增強 LCD 的色域和對比度來解決這些問題。
二、量子點擴散闆的制作
QDDP 通常由嵌入聚合物基質中的一層量子點 (QD) 組成。QD 是半導體納米晶體，具有獨特的光學特性，例如依賴于尺寸的發射光譜和高光緻發光效率。
聚合物基質提供機械穩定性和對基材的粘附性。QDDP 的制造涉及 QD 的合成、在聚合物溶液中的分散以及澆鑄到基闆上。
已經開發了各種方法來合成量子點，包括液相合成、氣相合成和電化學合成。由于其簡單性和可擴充性，溶液相合成是使用最廣泛的方法。
在該方法中，通過将前體溶液注入含有表面活性劑和還原劑的熱溶液中來合成 QD。熱溶液促進量子點的生長，而表面活性劑穩定它們的大小并防止聚集。
還原劑控制 QD 的生長速度和形狀。所得 QD 分散在聚合物溶液中以形成 QD-聚合物複合材料。
QD 在聚合物溶液中的分散是 QDDP 制造中的關鍵步驟。由于其高表面能和表面電荷，QD 傾向于在溶液中團聚。
已經開發了多種分散 QD 的方法，包括超聲處理、表面活性劑輔助分散和表面改性。超聲涉及将高頻聲波應用于 QD 聚合物溶液以分解 QD 附聚物。
表面活性劑輔助分散涉及向 QD 聚合物溶液中添加表面活性劑以穩定 QD 并防止團聚。表面改性涉及使用可與聚合物基質互相作用的官能團對 QD 的表面進行改性，進而促進分散。
将 QDDP 澆鑄到基闆上涉及将 QD 聚合物溶液倒在基闆上并使其固化。基闆可以是玻璃或塑膠闆，具體取決于應用。
QD-聚合物層的厚度可以通過調節溶液的粘度和流延速度來控制。由此産生的 QDDP 可以被圖案化或紋理化以增強其光學特性。
三、量子點擴散闆的光學特性
QDDP 的光學性質由 QD 的尺寸群組成以及聚合物基體的形态和折射率決定。由于量子限制效應，QD 表現出與尺寸相關的發射光譜。
QD 的發射光譜由其大小、形狀和成分決定。通過控制前驅體濃度、溫度和時間等生長條件，可以合成不同尺寸的量子點。量子點的發射光譜可以通過改變它們的大小和成分來調整。
QDDPs 中的聚合物基質可以通過改變其局部環境來影響 QDs 的發射光譜。聚合物基質的折射率可以通過改變量子限制效應來影響 QD 的發射波長和強度。
聚合物基質的形态可以通過散射或吸收光來影響 QD 的發射方向和強度。聚合物基體的散射特性也會影響QDDP的均勻性和亮度。
QDDP 的光學特性可以使用各種技術進行表征，包括紫外-可見吸收光譜、光緻發光光譜和光學顯微鏡。紫外-可見吸收光譜可用于測量 QD 在溶液和 QDDP 中的吸收光譜。
光緻發光光譜可用于測量 QD 在溶液和 QDDP 中的發射光譜和量子産率。光學顯微鏡可用于可視化 QDDP 的形态和均勻性。
四、LCD 中量子點擴散闆的性能
QDDP 可以通過使用 QD 将來自背光的藍光轉換為紅光和綠光來增強 LCD 的色域和對比度。這是通過在背光源和 LCD 面闆之間放置 QDDP 來實作的。
來自背光的藍光激發 QDDP 中的 QD，進而發出紅光和綠光。紅光和綠光與剩餘的藍光結合，産生更寬的色域和更高的對比度。
QDDP 在 LCD 中的性能取決于多種因素，包括 QD 尺寸和成分、QDDP 的厚度和均勻性以及背光源的光譜特性。
QD 尺寸群組成會影響 QDDP 的發射波長和量子産率。QDDP的厚度和均勻性會影響LCD的顔色均勻性和亮度。背光源的光譜特性會影響 LCD 的色域和對比度。
可以使用各種名額評估 QDDP 在 LCD 中的性能，包括色域、對比度、色彩準确度和功耗。色域是 LCD 可以顯示的顔色範圍的量度。
對比度是圖像最亮部分和最暗部分之間差異的度量。顔色準确度衡量顯示的顔色與預期顔色的比對程度。功耗是 LCD 消耗的能量的量度。
六、筆者觀點
研究人員探索了使用噴墨印刷、卷對卷印刷和納米壓印光刻來制造 QDDP。
這些方法在圖案化和厚度控制方面提供高産量、低成本和靈活性。
然而，它們在實作高度均勻性和穩定性方面也面臨着挑戰。
參考文獻
【1】《用于液晶顯示器的具有增強色域的基于量子點的背光單元》。
【2】《用于液晶顯示器的基于量子點的擴散闆的光學特性》。
【3】《液晶顯示器中量子點擴散闆的量子點濃度優化》。
【4】《用于液晶顯示器的基于量子點的背光單元的最新進展》。
