解析量子点膜涂布精度工艺控制
Micro-LED全彩显示中量子点膜层制备及光转换效率优化
第４３卷㊀第３期２０２２年３月发㊀光㊀学㊀报ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥＶｏｌ ４３Ｎｏ ３Ｍａｒ.ꎬ２０２２㊀㊀收稿日期:２０２１￣１１￣２５ꎻ修订日期:２０２１￣１２￣１９㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(Ｕ１８３０１１２)ꎻ江苏省自然科学基金(ＢＫ２０１９１１９５)资助项目ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(Ｕ１８３０１１２)ꎻＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ(ＢＫ２０１９１１９５)文章编号:１０００￣７０３２(２０２２)０３￣０４２１￣０８Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ全彩显示中量子点膜层制备及光转换效率优化卢子元１ꎬ２ꎬ庄永漳２ꎬ仉㊀旭２ꎬ王㊀涛２ꎬ谭㊀毅２ꎬ王倩静２ꎬ张晓东２ꎬ３ꎬ蔡㊀勇２ꎬ３ꎬ张宝顺２ꎬ３∗ꎬ张㊀晶１∗(１.长春理工大学光电工程学院ꎬ吉林长春㊀１３００２２ꎻ２.中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米加工平台ꎬ江苏苏州㊀２１５１２３ꎻ３.中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院ꎬ安徽合肥㊀２３００２６)摘要:将表面配体改性的ＣｄＳｅ/ＺｎＳ量子点(Ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ)和光刻胶混合ꎬ进而采用光刻工艺在ＩｎＧａＮ/ＧａＮ蓝光Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ上实现了最小尺寸为３μｍ的高分辨率㊁高光效的量子点颜色转换膜层ꎮ同时系统研究了不同厚度和混合比例的量子点膜层的吸收/发射光谱及光致发光量子产率(ＰＬＱＹ)ꎮ为优化光转换效率ꎬ量子点膜层中加入了ＴｉＯ２散射粒子以提高蓝光的吸收效率ꎮ更进一步地ꎬ经过设计引入分布式布拉格反射镜(ＤＢＲ)ꎬ使得未被吸收的蓝光光子回弹到量子点转换膜层ꎬ这不仅提升了蓝光吸收效率ꎬ也增强了转换色彩的饱和度ꎮ同时采用了热激发方式来提升量子点的光致发光量子产率ꎮ为得到更高的显示对比度和色彩饱和度ꎬ引入黑色光阻矩阵来削弱临近图形之间的颜色串扰ꎮ实验结果表明ꎬ该量子点膜层可以用光刻技术实现高分辨率㊁高光效的颜色转换图层ꎬ为单片全彩化Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ显示的发展提供了新颖可靠的技术路线ꎮ关㊀键㊀词:Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤꎻ量子点ꎻ分布式布拉格反射镜(ＤＢＲ)ꎻ颜色转换ꎻ散射粒子中图分类号:Ｏ４８２.３１㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３７１８８/ＣＪＬ.２０２１０３６８ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＱｕａｎｔｕｍＤｏｔｓＬａｙｅｒｆｏｒＦｕｌｌ￣ｃｏｌｏｒＭｉｃｒｏ￣ＬＥＤＤｉｓｐｌａｙＬＵＺｉ￣ｙｕａｎ１ꎬ２ꎬＣＨＯＮＧＷｉｎｇ￣ｃｈｅｕｎｇ２ꎬＺＨＡＮＧＸｕ２ꎬＷＡＮＧＴａｏ２ꎬＴＡＮＹｉ２ꎬＷＡＮＧＱｉａｎ￣ｊｉｎｇ２ꎬＺＨＡＮＧＸｉａｏ￣ｄｏｎｇ２ꎬ３ꎬＣＡＩＹｏｎｇ２ꎬ３ꎬＺＨＡＮＧＢａｏ￣ｓｈｕｎ２ꎬ３∗ꎬＺＨＡＮＧＪｉｎｇ１∗(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏ￣ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＣｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＳｍａｒｔＳｙｓｔｅｍｓꎬＳｕｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮａｎｏ￣ＴｅｃｈａｎｄＮａｎｏ￣ＢｉｏｎｉｃｓꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＳｕｚｈｏｕ２１５１２３ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＳｃｈｏｏｌｏｆＮａｎｏ￣ＴｅｃｈａｎｄＮａｎｏ￣ＢｉｏｎｉｃｓꎬＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａꎬＨｅｆｅｉ２３００２６ꎬＣｈｉｎａ)∗ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡｕｔｈｏｒｓꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｂｓｚｈａｎｇ２００６＠ｓｉｎａｎｏ.ａｃ.ｃｎꎻｚｈａｎｇｊｉｎｇｃｕｓｔ＠ｃｕｓｔ.ｅｄｕ.ｃｎＡｂｓｔｒａｃｔ:ＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｃｏｌｌｏｉｄａｌＣｄＳｅ/ＺｎＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ(ＱＤｓ)ｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｌｉｇａｎｄｓａｒｅｄｉｓｐｅｒｓ￣ｅｄｉｎｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｄｔｈｅｎｐａｔｔｅｒｎｅｄｏｎｂｌｕｅＩｎＧａＮ/ＧａＮＭｉｃｒｏ￣ＬＥＤｂｙｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｐｒｏｃｅｓｓꎬｄｅｍｏｎ￣ｓｔｒａｔｉｎｇａｈｉｇｈ￣ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃｏｌｏｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌａｙｅｒｗｉｔｈｃｒｉｔｉｃａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆ３μｍ.Ｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ/ｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｑｕａｎｔｕｍｙｉｅｌｄ(ＰＬＱＹ)ｏｆｔｈｅＱＤｓｃｏｌｏｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌａｙｅｒ(ＣＣＬ)ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｍｉｘｉｎｇｒａｔｉｏａｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄ.Ｔｏｉｍ￣ｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬＴｉＯ２ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅｄｉｆｆｕｓｅｄｉｎｔｏｔｈｅＱＤｓＣＣＬｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｂｌｕｅｌｉｇｈｔａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ.ＭｏｒｅｏｖｅｒꎬａｔａｉｌｏｒｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇｒｅｆｌｅｃｔｏｒ(ＤＢＲ)ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｍａｋｅｔｈｅｕｎａｂｓｏｒｂｅｄｂｌｕｅｐｈｏｔｏｎｓｂｏｕｎｃｅｂａｃｋｔｏｔｈｅＱＤｓＣＣＬꎬｗｈｉｃｈｎｏｔｏｎｌｙａｍｐｌｉｆｉｅｓｔｈｅｂｌｕｅ４２２㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４３卷ｌｉｇｈｔａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂｕｔａｌｓｏｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｓｔｈｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｒｔｅｄｃｏｌｏｒｓ.ＴｈｅＰＬＱＹｏｆｔｈｅＱＤｓＣＣＬｉｓｅｖｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｄａｆｔｅｒａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｈａｒｄｂａｋｉｎｇ.Ｂｌａｃｋｍａｔｒｉｘｍａｔｅｒｉａｌｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｌｉｇｈｔｃｒｏｓｓｔａｌｋａｍｏｎｇｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇｐｉｘｅｌｓꎬｔｈｕｓｈｉｇｈｅｒｃｏｎｔｒａｓｔａｎｄｃｏｌｏｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ.ＴｈｅｐｒｏｍｉｓｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅＱＤｓｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔａｈｉｇｈ￣ｒｅｓｏ￣ｌｕｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃｏｌｏｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌａｙｅｒｂｙｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｐｒｏｃｅｓｓꎬｐａｖｉｎｇａｎｏｖｅｌａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｐａｔｈｗａｙｔｏｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃｆｕｌｌ￣ｃｏｌｏｒＭｉｃｒｏ￣ＬＥＤｄｉｓｐｌａｙｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤꎻｑｕａｎｔｕｍｄｏｔꎻｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇｒｅｆｌｅｃｔｏｒ(ＤＢＲ)ꎻｃｏｌｏｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎꎻｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｓ１㊀引㊀㊀言凭借低延时㊁低功耗㊁高亮度㊁高自发光效率和宽工作温度范围等显著特性ꎬ微型发光二极管(Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ)被认为是十分具有潜力的显示技术ꎬ在微显示产品[１￣４]㊁ＡＲ(增强现实)/ＶＲ(虚拟现实)㊁光通信㊁固态照明和军事航天等各领域都有着极其重要的应用ꎮ但是ꎬ由于受到ＬＥＤ外延材料和工艺上的技术限制ꎬ单芯片全彩化Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ显示是制约其研究与应用的瓶颈之一ꎮ目前ꎬＭｉｃｒｏ￣ＬＥＤ全彩化[５]解决方案分为两种:巨量转移ＲＧＢ三原色ＬＥＤ和蓝光ＬＥＤ配合荧光物质颜色转换ꎮ鉴于Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ的更小像素尺寸ꎬ巨量转移技术的工艺难度和成本过高导致其很难满足市场需求ꎮ以单色Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ阵列作为光源㊁采用胶体量子点(Ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ)的彩色转换技术[６￣８]为全彩色Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ显示提供了另一种有效途径ꎮ胶体量子点具有量子产率高㊁吸收光谱宽㊁以及较高的色纯度(半宽窄)等优点ꎬ通过控制量子点核心尺寸易于调色[９￣１０]ꎬ发射波长可以覆盖超宽的色域ꎬ且具有溶解工艺ꎬ通过配体交换可以与大部分光刻胶进行混溶ꎬ实现高分辨率图形化[１１￣１６]ꎮ所以它们可以用于颜色转换层(ＣＣＬ)ꎬ取代商业颜色滤光片(ＣＦ)ꎬ可广泛适用于背光单元(ＢＬＵ)㊁液晶显示(ＬＣＤ)㊁ＯＬＥＤ和ＬＥＤꎮ本文研究了量子点转彩技术ꎬ采用官能团为巯基的极性配体的改性ＣｄＳｅ/ＺｎＳ厚壳量子点[１７￣１９]进行色转换膜层的制备ꎬ得到量子点在Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ上的光致转换性质ꎮ实验分析了厚度和质量比等参数对量子点膜层光致发光特性的影响ꎮ针对膜层吸收效率[２０]和转换效率提升设计相应的实验方案ꎬ并通过光刻方式实现了量子点膜层的ＲＧＢ图形化ꎬ设计挡光结构ꎬ降低ＲＧＢ颜色光串扰[２１]ꎮ以常规膜层制备条件为基础ꎬ通过光学设计㊁材料改性㊁工艺优化提升吸收转换效率ꎬ实现了质量比更低㊁膜层更薄的高转换效率量子点膜层[２２]ꎮ该技术具有半导体工艺兼容的特性ꎬ使得单片全彩化Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ微显示屏可以通过标准且高效的半导体工艺实现ꎬ进而为其量产提供了一种可靠的思路ꎮ２㊀实㊀㊀验２.１㊀样品制备本文针对厚壳ＣｄＳｅ/ＺｎＳ核壳结构量子点进行研究ꎬ其中红色量子点壳厚８ｎｍꎬ绿色量子点壳厚６ｎｍꎬ通过配体改性为亲水体系使其溶于丙二醇甲醚醋酸酯(ＰＧＭＥＡ)溶液ꎬ将其与以ＰＧ￣ＭＥＡ为溶剂㊁ＰＭＭＡ为主体树脂的负性透明光刻胶以体积比１ʒ１比例混合ꎬ分别选取质量比为２.５％/５％/１０％/１５％的不同质量比量子点光刻胶(Ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ)ꎬ在５５０μｍ玻璃基底上通过紫外固化制备２~１０μｍ不同厚度量子点膜层ꎬ并测试得到不同数据ꎮ为在更薄的胶体量子点膜层中得到更高的吸收转换效率ꎬ选取直径为３０ｎｍ的ＴｉＯ２粒子[２３]ꎬ以质量比１００％充分扩散在ＰＧＭＥＡ溶液中ꎬ随后以体积比１ʒ１０混入量子点光刻胶中制备成悬浊液ꎬ并以旋涂方式涂敷于Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ表面ꎮ随后使用光学镀膜机在量子点膜层上方制备分布布拉格反射镜(ＤＢＲ)ꎬ材料为ＴｉＯ２/ＳｉＯ２叠加膜层ꎬ室温下ＴｉＯ２㊁ＳｉＯ２材料折射率分别为２.２和１.３ꎬ设计薄层厚度ＴｉＯ２(８７ｎｍ)/ＳｉＯ２(５２ｎｍ)来实现４５０ｎｍ波段蓝光最大反射率ꎮ通过光刻方式在基于蓝宝石衬底的蓝光ＬＥＤ外延片上实现了微米尺度的量子点图案ꎮ并为减少ＲＧＢ亚像素光串扰ꎬ通过光刻黑色负性㊀第３期卢子元ꎬ等:Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ全彩显示中量子点膜层制备及光转换效率优化４２３㊀光刻胶制备挡光结构ꎬ进而实现更高对比度和色彩饱和度ꎮ２.２㊀实验描述在厚度为５５０μｍ的玻璃衬底上旋涂２.５％的红色量子点光刻胶ꎬ在２００ｒ/ｍｉｎ１００ｓ的旋涂条件下ꎬ厚度为２.０μｍꎬ经过长时间紫外固化后ꎬ重复该旋涂步骤ꎬ量子点膜层厚度可以相应地线性增加ꎮ通过相同的旋涂工艺ꎬ可以得到不同质量比下不同厚度的量子点膜层ꎮ通过ＰＥ分光光度计测量相同厚度(５μｍ)的不同质量比(２.５％/５％/１０％/１５％)红绿两种量子点膜层透过率ꎬ并计算最佳吸光度(ＯＤ)值ꎮ随后选取波长为４５０ｎｍ蓝光ＬＥＤ光源激发不同质量比㊁不同厚度的红绿两种量子点膜层ꎬ通过积分球测试３５０~８００ｎｍ波段辐射光谱ꎬ并计算膜层的光致发光量子产率(ＰＬＱＹ)ꎬ分析其随不同条件的变化规律ꎮ为了提升量子点膜层转换效率ꎬ单个像素尺寸的膜层厚度应该尽量小于像素发光面积大小ꎮ这就要求必须制备更高质量比㊁更薄厚度的量子点膜层ꎬ从而需考虑在低厚度的情况下如何提升量子点对蓝光的吸收转换效率ꎮ本文就该问题从三个方面入手ꎮ一是通过添加高折射率散射粒子(ＴｉＯ２)提高蓝光在量子点膜层内的瑞利散射ꎬ增加其在量子点膜层内的光程ꎬ进而提高吸收效率ꎮ其中为了使无机纳米颗粒在ＰＧＭＥＡ溶液中充分扩散ꎬ使用球磨机降低ＴｉＯ２纳米粒子比表面积ꎬ继而降低表面能使其更好地在ＰＧＭＥＡ中扩散ꎬ再结合物理超声ꎬ解决因ＴｉＯ２颗粒比表面积较大而产生表面能导致的团聚问题ꎮ二是通过光学镀膜机在较低温度生长三种不同厚度组合的ＤＢＲ薄层ꎬ针对膜层上方未被吸收的蓝光光子设计ＤＢＲ厚度为１μｍ的７层ＴｉＯ２/ＳｉＯ２膜层ꎬ将４５０ｎｍ波段蓝光全反射回膜层ꎬ增加光源在膜层内的光程ꎬ以进行量子点膜层对激发蓝光的二次吸收ꎬ继而提高膜层吸收效率ꎮ三是针对转换膜层曝光后的不同固化处理方式对转换效率的影响ꎬ测试分析ＵＶ固化和热板固化在不同条件下的坚膜效果ꎮ测试量子点热激发对其ＰＬＱＹ的提升ꎬ通过光电测试设备测试辐射光谱ꎬ计算出ＰＬＱＹ进行横向对比ꎬ得到最佳固化处理方式ꎮ在图形结构方面采用光刻方式实现下转换膜层的图形化以及黑色挡光矩阵的图形化ꎬ使用紫外光刻机ＳＵＳＳＭＡ６(光源功率９.８ｍＷ/ｃｍ２)对不同颜色量子点膜层进行曝光ꎮ其中由于红色量子点对紫外光的吸收优于绿色量子点ꎬ这严重影响光刻胶中感光剂和固化剂的作用速率ꎬ因而为避免过度曝光ꎬ红色量子点膜层曝光时间明显高于绿色量子点膜层ꎮ３㊀结果与讨论３.１㊀吸收转换测试分析分别测得红色㊁绿色ＣｄＳｅ/ＺｎＳ量子点膜层在５μｍ厚度的标准下ꎬ不同质量比的可见光波段透过率ꎬ如图１(ａ)㊁(ｂ)所示ꎮ图１㊀５μｍ的红色(ａ)和绿色(ｂ)量子点膜层透过率Ｆｉｇ.１㊀Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｏｆ５μｍｔｈｉｃｋｒｅｄ(ａ)ａｎｄｇｒｅｅｎ(ｂ)ＱＤｓＣＣＬ随着量子点膜层中量子点质量比的上升ꎬ４５０ｎｍ蓝光波段整体透过率逐步下降ꎮ而５３６ｎｍ与６３１ｎｍ左右的绿红光波段ꎬ均能达到９５％以上透过率ꎬ可见该量子点膜层对其自身产生的转换光具有较低的自吸收ꎮ根据量子点膜层在峰值波长４５０ｎｍ蓝光Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ上的透过率ꎬ计算出红/绿量子点膜层在５μｍ厚度时对蓝光的最高吸光度(ＯＤ)值分别是１.１５/０.１３ꎮ４２４㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４３卷选取４５０ｎｍ波长蓝光光源ꎬ其中光源采用稳流０.３３４ｍＡ㊁功率为１Ｗ的供电方式ꎬ蓝光辐射通量为３６０ｍＷꎬ光通量为１６.２７ｌｍꎬ利用积分球测试方法ꎬ激发红/绿ＣｄＳｅ/ＺｎＳ量子点膜层ꎮ在不同质量比㊁不同厚度下ＰＬＱＹ变化如图２所示ꎮＰＬＱＹ的计算方法如下:η＝Ｎ１Ｎ２ˑ１００％ꎬ(１)其中ꎬη为ＰＬＱＹꎬＮ１为转换光光子数量ꎬＮ２为被量子点吸收的光子数量ꎮ由ＰＬＱＹ计算公式可知作为分母的光子数量中不包括未被量子点吸收的光源光子ꎬη仅为转换光的光子数量与被量子点吸收掉的蓝色光子数量的比值ꎬ所以该值只反映膜层内量子点颗粒转换效率ꎮ即使转换光子数量很低ꎬ如果吸收的蓝光光子数量不多ꎬ即吸收效率很低ꎬ也会得到很高的ＰＬＱＹꎮ则当蓝光完全吸收㊁吸收效率达到１００％时ꎬ膜层对光源的转换效率将和ＰＬＱＹ相等ꎮ换言之ꎬＰＬＱＹ标定了当前量子点膜层转换效率的上限ꎮ图２㊀不同厚度的红色(ａ)和绿色(ｂ)量子点膜层的ＰＬＱＹꎬ以及不同厚度的红色(ｃ)和绿色(ｄ)量子点膜层的吸收效率ꎮＦｉｇ.２㊀ＰＬＱＹｏｆｔｈｅｒｅｄ(ａ)ａｎｄｇｒｅｅｎ(ｂ)ＱＤｓＣＣＬｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｒｅｄ(ｃ)ａｎｄｇｒｅｅｎ(ｂ)ＱＤｓＣＣＬｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓ.从图２(ａ)可以看出ꎬ随着红光量子点膜层厚度变厚ꎬ质量比升高ꎬＰＬＱＹ在厚度从低到高的变化中呈现衰减的趋势ꎮ这是由于ＣｄＳｅ/ＺｎＳ量子点材料的吸收光谱与发射光谱重合导致部分转换光在量子点膜层中出现自吸收现象ꎮ如图３(ａ)ꎬ红色重合区域为量子点自吸收区域ꎬ随着膜层内量子点数量的增加ꎬ由于蓝光光子数有限ꎬ越来越少的蓝光光子转换为红光光子ꎬ使其蓝光转换为红光光子增长速度低于量子点自吸收红光光子速度ꎬ导致红光转换光功率增长速率下降ꎬ继而导致ＰＬＱＹ下降ꎮ从图２(ａ)还能观察到红光量子点膜层的ＰＬＱＹ随质量比上升而下降的情况ꎮ随着质量比的增大ꎬ量子点膜层中ＰＭＭＡ内量子点数量逐步提高直至饱和ꎬ部分量子点间距进一步缩短ꎬ甚至产生团聚情况ꎬ大量团聚的量子点受到荧光共振能量转移(ＦＲＥＴ)的影响产生转换光猝灭ꎬ导致转换光功率下降ꎬ继而呈现了随质量比升高而ＰＬＱＹ递减的现象ꎮ图２(ｂ)中由于绿光量子点内核尺寸要小于红色量子点ꎬ根据量子尺寸效应其禁带宽度大于红色量子点ꎬ需要更高能量光子将其激发ꎬ所以绿㊀第３期卢子元ꎬ等:Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ全彩显示中量子点膜层制备及光转换效率优化４２５㊀色量子点对４５０ｎｍ波段的蓝光吸收能力要明显弱于红色量子点ꎮ这导致绿色量子点膜层在质量比偏低或者厚度过低时存在严重的蓝光低吸收现象ꎬ大量蓝色光子未被吸收转换ꎬ厚度增加的前期量子点膜层对蓝光光子的吸收转换效率远高于绿光光子的自吸收ꎬ所以ＰＬＱＹ首先处于上升趋势ꎮ但是从图３(ｂ)阴影部分可见绿光吸收光谱中出现的第一吸收峰处于其转换光谱之中ꎬ这严重地增加了膜层对转换光自吸收的效率ꎬ使得厚度(主要参数)增加到６μｍ左右时转换出的绿光光子数量低于绿色量子点膜层自吸收的绿色光子数量ꎬ导致ＰＬＱＹ出现骤降的现象ꎬ所以绿色量子点膜层产生ＰＬＱＹ先升后降的情况ꎮ量子点的自吸收现象无法完全避免ꎬ通过优化量子点结构从而改善量子点的吸收特性可以改善自吸收现象ꎬ同时量子点和散射粒子的浓度也可以进一步优化使转换效率最大化ꎮ图３㊀红色(ａ)和绿色(ｂ)ＣｄＳｅ/ＺｎＳ量子点吸收和转换光谱Ｆｉｇ.３㊀Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｒｅｄ(ａ)ａｎｄｇｒｅｅｎ(ｂ)ＣｄＳｅ/ＺｎＳＱＤｓ图２(ｃ)㊁(ｄ)中展示了不同条件下的红/绿量子点膜层对蓝光的吸收效率ꎮ随着厚度增厚或质量比增大ꎬ均能提高量子点膜层对蓝光的吸收效率ꎬ但是随着红光量子点膜层吸收效率达到９０％ꎬ其吸收效率增长速度明显变缓ꎬ吸收达到了饱和ꎮ因此ꎬＣｄＳｅ/ＺｎＳ量子点转换膜层在提升转换效率方面并不是质量比和厚度越大越好ꎮ质量比与厚度的提升伴随着ＰＬＱＹ的衰减和吸收效率的增加ꎬ在ＰＬＱＹ持续下降的情况下找出与吸收效率增长的交界点才能使更多的光源光子转换为转换光子ꎮ根据积分球实验测得Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ光源蓝光与ＣｄＳｅ/ＺｎＳ量子点膜层转换光辐射光谱数据ꎬ如图４所示ꎮ得到红色量子点膜层发射峰值为６３１ｎｍꎬ光谱半峰全宽(ＦＷＨＭ)为３２.７２ｎｍꎻ绿色量子点膜层发射峰值为５３６ｎｍꎬＦＷＨＭ为２２.５６ｎｍꎮ可以清晰地观察到在同辐射功率的蓝光照射下ꎬ在蓝色波段红色量子点膜层漏光明显小于绿色量子点膜层ꎬ而其对蓝光吸收要远高于绿色量子点膜层ꎬ并且转换光辐射光谱也远高于绿色量子点膜层ꎮ考虑到绿色量子点本身也具有较高的ＰＬＱＹꎬ为更好地发挥绿色量子点转换特性ꎬ则要考虑实现其对蓝光的充分吸收ꎮ图４㊀红/绿量子点膜层转换光谱Ｆｉｇ.４㊀ＴｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｒｅｄａｎｄｇｒｅｅｎＱＤｓＣＣＬｕｎｄｅｒｂｌｕｅｌｉｇｈｔｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ３.２㊀膜层吸收转换效率提升本文针对提升ＰＬＱＹ和增加吸收效率采用了三种解决办法优化转换效率ꎮ第一ꎬ针对光刻实验后的膜层固化方式设计了一系列对比实验ꎬ选取ＰＬＱＹ与吸收效率都相对较高的质量比为１０％的量子点光刻胶制备量子点膜层ꎬ通过相同的旋涂㊁前烘㊁曝光㊁显影后在最后的坚膜固化阶段选取ＵＶ固化和热板固化两种方式ꎬ测试得到吸收转换对比数据ꎮ可见耐热４２６㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４３卷性不好的红/绿色量子点在ＰＭＭＡ介质的保护下均产生了热激发现象ꎬ我们称这现象为膜层的正向老化ꎬ这依赖于一个高温对膜层内量子点的外壳钝化现象ꎬ明显减少了量子点表面缺陷ꎬ继而提高了整体转换光的辐射功率ꎮ从表１中可见ꎬ红色量子点由于具有更大的尺寸致使热板固化要比ＵＶ固化ＰＬＱＹ提高了１０％ꎬ而更小尺寸㊁吸收效率更差的绿色量子点ＰＬＱＹ也得到了２％的提升ꎮ在保证红绿量子点吸收效率为６８％㊁２６％不变的情况下ꎬ量子点膜层对整体光源产生的转换效率提升了７％与１％ꎮ表１㊀量子点膜层不同坚膜条件下转换效率对比Ｔａｂ.１㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｏｆｒｅｄａｎｄｇｒｅｅｎＱＤｓＣＣＬｕｓｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ样品种类ＰＬＱＹ/％吸收效率/％转换效率/％Ｒｅｄ１０％ＵＶ固化３２.６５６８.６７２２.４２Ｒｅｄ１０％热固化４２.３７６８.５９２９.０６Ｇｒｅｅｎ１０％ＵＶ固化３２.８３２６.０１８.５４Ｇｒｅｅｎ１０％热固化３４.９０２６.１９９.１４第二ꎬ针对绿色量子点对蓝光吸收较差的问题ꎬ选取吸收效率较差的质量比为５％的量子点光胶进行膜层制备ꎬ在光胶中混入尺寸为３０ｎｍ的ＴｉＯ２散射粒子ꎮ从表２可见ꎬ在混入ＴｉＯ２散射粒子后ꎬ蓝光由于膜层中的纳米粒子不断散射ꎬ增加了膜层内蓝光的有效光程ꎬ使得量子点吸收时间变长ꎬ从而使红绿色量子点膜层吸收效率提升２倍和３倍ꎬ在量子点的ＰＬＱＹ保持不变的情况下转换效率也相应地提升２倍和３倍ꎮ表２㊀量子点膜层内有无ＴｉＯ２散射粒子的转换效率对比Ｔａｂ.２㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｏｆｔｈｅＱＤｓＣＣＬｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔＴｉＯ２ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｓ样品种类ＰＬＱＹ/％吸收效率/％转换效率/％Ｒｅｄ５％４１.０３９.８１６.３Ｒｅｄ５％(ＴｉＯ２)４２.２８０.８３４.１Ｇｒｅｅｎ５％２８.７１９.５５.６Ｇｒｅｅｎ５％(ＴｉＯ２)２７.８６３.５１７.７第三ꎬ在量子点膜层顶部设计反射峰波长为４５０ｎｍ的ＤＢＲꎬ将膜层内未被吸收的蓝光反射回膜层内进行重复吸收ꎬ继而增加膜层吸收效率ꎮ其中ＤＢＲ结构为ＴｉＯ２/ＳｉＯ２连续叠加ꎬ因为量子点膜层对蓝光的吸收仅有两次ꎬ则选取吸收系数较好的质量比为１０％量子点膜层ꎮ图５是不同角度下反射率测试结果ꎬ可见入射光在入射角为０ʎ㊁３０ʎ㊁４５ʎ时ꎬ反射率均能达到９０％以上ꎮ但是ꎬ由于增加角度会使膜层内光程增加ꎬ使得反射曲线发生明显蓝移ꎮ图５㊀ＤＢＲ在不同角度下的反射光谱Ｆｉｇ.５㊀ＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆＤＢＲａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｇｌｅｓ表３㊀量子点膜层上有无ＤＢＲ的转换效率对比Ｔａｂ.３㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｏｆＱＤｓＣＣＬｗｉｔｈｏｒｗｉｔｈｏｕｔＤＢＲ样品种类ＰＬＱＹ/％吸收效率/％转换效率/％Ｒｅｄ１０％３６.７９７８.１２２８.７４Ｒｅｄ１０％(ＤＢＲ)３３.６９９１.９９３０.９９Ｇｒｅｅｎ１０％３４.９０２６.１９９.１４Ｇｒｅｅｎ１０％(ＤＢＲ)１８.６６７３.９０１３.７９由表３中可知膜层上方加入ＤＢＲ后ꎬ红色量子点膜层吸收效率进一步上升ꎬ但是由于ＤＢＲ在红色波段出现的反射峰抑制了转换光的发射ꎬ导致转换光功率随吸收效率的增长速度变慢ꎬＰＬＱＹ小幅下降ꎮ但是整体来看ꎬＤＢＲ反射回膜层的蓝光光子转换出的红光光子数量要大于ＤＢＲ反射的红光光子数量ꎬ所以整体红色转换光辐射功率仍然是上升的ꎬ这就使整体转换效率提高了３％ꎮ绿色量子点膜层的ＰＬＱＹ在加入ＤＢＲ后出现明显下降ꎬ分析有三种原因导致其产生该情况ꎮ首先ꎬＤＢＲ在５３５ｎｍ波段的反射峰有高达２０％的反射率ꎬ导致量子点膜层内产生的部分绿色光子被ＤＢＲ反射回膜层内ꎬ使转换光辐射功率增长速度变慢ꎻ其次ꎬ绿光量子点膜层仅有３４.９０％的ＰＬＱＹꎬ被ＤＢＲ反射的大部分蓝光未被量子点膜层吸收而反射回光源ꎬ导致大部分蓝色光子未被量子点膜层二次吸收ꎻ最后ꎬ由于绿色量子点膜层在吸收效率增加的过程中膜层内量子点会产生很强的自吸收现象ꎬ也会直㊀第３期卢子元ꎬ等:Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ全彩显示中量子点膜层制备及光转换效率优化４２７㊀接导致转换光辐射功率下降ꎮ由于绿色量子点膜层对转换光子的自吸收数量和ＤＢＲ反射转换光的光子数量要明显小于绿色量子点二次吸收产生转换光光子数ꎬ所以增加ＤＢＲ产生的二次吸收也会对绿色量子点膜层带来４％左右的转换效率的提升ꎮ３.３㊀高分辨率实验结果由于无机ＴｉＯ２在量子点膜层内的比表面积较大ꎬ会产生很高的表面能ꎬ导致产生明显的团聚情况ꎬ在通过球磨机与ＰＧＭＥＡ溶液进行表面改性后混入量子点溶液ꎬ可实现良好的扩散ꎮ量子点光刻胶内混入的ＴｉＯ２对紫外光存在较强的散射性ꎬ导致图形会出现很强的横向曝光ꎬ经过对旋涂方式㊁曝光时间㊁显影液质量比的一系列控制调整得到了图形形貌最大改善ꎮ图６(ａ)㊁(ｂ)显示了混入ＴｉＯ２前后量子点阵列的表面形貌ꎮ可以清楚地看到ꎬ未混入ＴｉＯ２之前所有量子点膜层图形都是有序排列的ꎬ并且相同尺寸下所有单颗量子点膜层表面形貌是相同的ꎻ在混入ＴｉＯ２后还是出现小部分团聚情况ꎬ但是能表现出每个量子点膜层的独立性ꎮ这表明混入少量ＴｉＯ２的量子点膜层在形状和尺寸上具有良好的均匀性和一致性ꎬ与预期设计相符ꎮ在挡光结构设计上通过光刻显影方式将黑色光刻胶分辨率达到最小３μｍˑ７μｍ尺寸图形ꎬ如图６(ｃ)所示ꎮ使用无混入散射粒子的常规量子点膜层先进行红色量子点图案的制作ꎬ紫外固化后ꎬ再进行绿色量子点图案的制作ꎬ最后进行黑色光刻胶的图形化ꎬ从而实现面向蓝光Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ的㊁具备ＲＧＢ亚像素的全彩转换膜层ꎮ图６(ｄ)㊁(ｅ)㊁(ｆ)分别展示了亚像素尺寸为３μｍˑ７μｍ的ＲＧＢ图形ꎬ直径为６.５μｍ的圆形亚像素图形和边长为６.５μｍ的方形亚像素图形ꎬ其对应的最高分辨率可以达到２００８像素/英寸(ｐｐｉ)ꎮ图６㊀(ａ)常规量子点膜层曝光图形ꎻ(ｂ)混入ＴｉＯ２量子点膜层曝光图形ꎻ(ｃ)黑色光刻胶分辨率ꎻ(ｄ)常规膜层ＲＧＢ图形ꎻ(ｅ)常规膜层圆形图形ꎻ(ｆ)常规膜层方形图形ꎮＦｉｇ.６㊀ＰａｔｔｅｒｎｓｏｆＱＤｓＣＣＬｗｉｔｈ(ａ)ａｎｄｗｉｔｈｏｕｔ(ｂ)ＴｉＯ２.(ｃ)Ｏｐｅｎｉｎｇｏｆｂｌａｃｋｍａｔｒｉｘｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ.(ｄ)ＲＧＢｓｔｒｉｐｐａｔｔｅｒｎｓ.Ｃｉｒｃｌｅｐａｔｔｅｒｎｓ(ｅ)ａｎｄｓｑｕａｒｅｐａｔｔｅｒｎｓ(ｆ)ｏｆＱＤＣＣＬｏｎｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ.４㊀结㊀㊀论本文将表面配体改性的ＣｄＳｅ/ＺｎＳ量子点和以ＰＧＭＥＡ为溶剂㊁ＰＭＭＡ为主体树脂的负性透明光刻胶混合ꎬ通过旋涂和固化得到量子点膜层并研究了其对蓝光的吸收和转换性能ꎮ通过标准的光刻工艺实现了适配ＩｎＧａＮ/ＧａＮ蓝光Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ㊁最小尺寸为３μｍ的高分辨率高光效的量子点颜色转换膜层ꎮ通过系统的测试得到该量子点膜层在５μｍ厚度下红/绿量子点膜层对Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ所发蓝光的光密度可达到１.１５和０.１３ꎮ红/绿量子点膜层ＰＬＱＹ最高可达到４７％和３７％ꎬ吸收效率达到９８％与６５％ꎮ在吸收转换效率提升上ꎬ量子点膜层中加入散射粒子提高了红/绿量子点膜层蓝光吸收效率ꎬ为原膜层的２倍和３倍ꎮ经过设计ＤＢＲ使蓝光光子回弹到量子点转换膜层ꎬ将绿色量子点膜４２８㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４３卷层吸收效率从２６％提升至７４％ꎮ采用了热激发方式将红色量子点膜层ＰＬＱＹ从３２％提升至４３％ꎮ引入黑色光阻矩阵来减少临近不同图形之间的颜色串扰ꎬ得到最小黑色矩阵线宽仅为３μｍꎮ所有实验数据表明ꎬ光刻技术完全可以将该量子点膜层应用于Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤꎬ实现高效率的颜色转换图层ꎬ为实现单片全彩化Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ显示的发展提供了一个稳定可靠的技术方案ꎮ本文专家审稿意见及作者回复内容的下载地址:ｈｔｔｐ://ｃｊｌ.ｌｉｇｈｔｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ.ｃｎ/ｔｈｅｓｉｓＤｅｔａｉｌｓ＃１０.３７１８８/ＣＪＬ.２０２１０３６８.参㊀考㊀文㊀献:[１]ＣＨＯＮＧＷＣꎬＣＨＯＷＫꎬＬＩＵＺＪꎬｅｔａｌ.１７００ｐｉｘｅｌｓｐｅｒｉｎｃｈ(ＰＰＩ)ｐａｓｓｉｖｅ￣ｍａｔｒｉｘｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤｄｉｓｐｌａｙｐｏｗｅｒｅｄｂｙＡＳＩＣ[Ｃ].２０１４ＩＥＥＥＣｏｍｐｏｕｎｄＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＳｙｍｐｏｓｉｕｍꎬＬａＪｏｌｌａꎬ２０１４:１￣４.[２]ＨＡＮＨＶꎬＬＩＮＨＹꎬＬＩＮＣＣꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｏｎａｎｔ￣ｅｎｈａｎｃｅｄｆｕｌｌ￣ｃｏｌｏｒｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆｑｕａｎｔｕｍ￣ｄｏｔ￣ｂａｓｅｄｍｉｃｒｏＬＥＤｄｉｓｐｌａｙｔｅｃｈ￣ｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].Ｏｐｔ.Ｅｘｐｒｅｓｓꎬ２０１５ꎬ２３(２５):３２５０４￣３２５１５.[３]ＷＡＮＧＺꎬＳＨＡＮＸＹꎬＣＵＩＸＧꎬｅｔａｌ.ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆＧａＮ￣ｂａｓｅｄｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤｓｆｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｎｅｘｔ￣ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｄｉｓｐｌａｙ[Ｊ].Ｊ.Ｓｅｍｉｃｏｎｄ.ꎬ２０２０ꎬ４１(４):０４１６０６￣１￣６.[４]ＤＡＹＪꎬＬＩＪꎬＬＩＥＤＹＣꎬｅｔａｌ.Ⅲ￣ｎｉｔｒｉｄｅｆｕｌｌ￣ｓｃａｌｅｈｉｇｈ￣ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｍｉｃｒｏｄｉｓｐｌａｙｓ[Ｊ].Ａｐｐｌ.Ｐｈｙｓ.Ｌｅｔｔ.ꎬ２０１１ꎬ９９(３):０３１１１６￣１￣３.[５]ＺＨＡＮＧＸꎬＱＩＬＨꎬＣＨＯＮＧＷＣꎬｅｔａｌ.Ａｃｔｉｖｅｍａｔｒｉｘｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤｆｕｌｌ￣ｃｏｌｏｒｍｉｃｒｏ￣ｄｉｓｐｌａｙ[Ｊ].Ｊ.Ｓｏｃ.Ｉｎｆ.Ｄｉｓｐ.ꎬ２０２１ꎬ２９(１):４７￣５６.[６]ＭＡＨＬＥＲＢꎬＳＰＩＮＩＣＥＬＬＩＰꎬＢＵＩＬＳꎬｅｔａｌ.Ｔｏｗａｒｄｓｎｏｎ￣ｂｌｉｎｋｉｎｇｃｏｌｌｏｉｄａｌｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｎａｔ.Ｍａｔｅｒ.ꎬ２００８ꎬ７(８):６５９￣６６４.[７]ＲＥＳＣＨ￣ＧＥＮＧＥＲＵꎬＧＲＡＢＯＬＬＥＭꎬＣＡＶＡＬＩＥＲＥ￣ＪＡＲＩＣＯＴＳꎬｅｔａｌ.Ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｖｅｒｓｕｓｏｒｇａｎｉｃｄｙｅｓａｓｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌａ￣ｂｅｌｓ[Ｊ].Ｎａｔ.Ｍｅｔｈｏｄｓꎬ２００８ꎬ５(９):７６３￣７７５.[８]ＳＨＩＭＩＺＵＫＴꎬＢÖＨＭＥＲＭꎬＥＳＴＲＡＤＡＤꎬｅｔａｌ.Ｔｏｗａｒｄｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｂａｓｅｄｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓｆｏｒｇｅｎｅｒａｌｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ[Ｊ].ＰｈｏｔｏｎｉｃｓＲｅｓ.ꎬ２０１７ꎬ５(２):Ａ１￣Ａ６.[９]ＢＡＳＫＯＵＴＡＳＳꎬＴＥＲＺＩＳＡＦ.Ｓｉｚｅ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｂａｎｄｇａｐｏｆｃｏｌｌｏｉｄａｌｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｊ.Ａｐｐｌ.Ｐｈｙｓ.ꎬ２００６ꎬ９９(１):０１３７０８￣１￣４.[１０]ＭＵＲＲＡＹＣＢꎬＮＯＲＲＩＳＤＪꎬＢＡＷＥＮＤＩＭＧ.ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｅａｒｌｙｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅＣｄＥ(Ｅ＝ｓｕｌｆｕｒꎬｓｅ￣ｌｅｎｉｕｍꎬｔｅｌｌｕｒｉｕｍ)ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅｓ[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ１９９３ꎬ１１５(１９):８７０６￣８７１５.[１１]ＢＡＩＸꎬＹＡＮＧＨＣꎬＺＨＡＯＢＸꎬｅｔａｌ.４￣４:ｆｌｅｘｉｂｌｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｃｏｌｏｒｃｏｎｖｅｒｔｅｒｆｉｌｍｆｏｒｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＳＩＤＳｙｍｐ.ＤｉｇｅｓｔＴｅｃｈ.Ｐａｐｅｒｓꎬ２０１９ꎬ５０(１):３０￣３３.[１２]ＬＩＡＮＧＫＬꎬＫＵＯＷＨꎬＳＨＥＮＨＴꎬｅｔａｌ.Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｃｏｌｏｒ￣ｃｏｎｖｅｒｔｅｄｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤａｒｒａｙｓ[Ｊ].Ｊｐｎ.Ｊ.Ａｐｐｌ.Ｐｈｙｓ.ꎬ２０２１ꎬ６０(ＳＡ):ＳＡ０８０２￣１￣９.[１３]ＸＩＥＢꎬＨＵＲꎬＬＵＯＸＢ.Ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ￣ｃｏｎｖｅｒｔｅｄｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓｐａｃｋａｇｉｎｇｆｏｒｌｉｇｈｔｉｎｇａｎｄｄｉｓｐｌａｙ:ｓｔａｔｕｓａｎｄｐｅｒ￣ｓｐｅｃｔｉｖｅｓ[Ｊ].Ｊ.Ｅｌｅｃｔｒｏｎ.Ｐａｃｋａｇ.ꎬ２０１６ꎬ１３８(２):０２０８０３￣１￣１３.[１４]ＫＩＭＨＭꎬＲＹＵＭꎬＣＨＡＪＨＪꎬｅｔａｌ.１０μｍｐｉｘｅｌꎬｑｕａｎｔｕｍ￣ｄｏｔｓｃｏｌｏｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌａｙｅｒｆｏｒｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｆｕｌｌｃｏｌｏｒａｃｔｉｖｅｍａｔｒｉｘｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤｄｉｓｐｌａｙ[Ｃ].ＳＩＤＳｙｍｐｏｓｉｕｍꎬＳｅｍｉｎａｒꎬａｎｄＥｘｈｉｂｉｔｉｏｎ２０１９ꎬＤｉｓｐｌａｙＷｅｅｋ２０１９ꎬＳａｎＪｏｓｅꎬ２０１９:２６￣２９.[１５]ＣＨＥＮＳＷＨꎬＨＵＡＮＧＹＭꎬＳＩＮＧＨＫＪꎬｅｔａｌ.Ｆｕｌｌ￣ｃｏｌｏｒｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤｄｉｓｐｌａｙｗｉｔｈｈｉｇｈｃｏｌｏｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｕｓｉｎｇｓｅｍｉｐｏｌａｒ(２０￣２１)ＩｎＧａＮＬＥＤｓａｎｄｑｕａｎｔｕｍ￣ｄｏｔｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ[Ｊ].ＰｈｏｔｏｎｉｃｓＲｅｓ.ꎬ２０２０ꎬ８(５):６３０￣６３６.[１６]ＬＩＮＹＨꎬＦＥＮＧＹꎬＺＨＡＮＧＨＵＭＹꎬｅｔａｌ.Ｐ￣１０.２:ｐｒｉｎｔａｂｌｅｑｕａｎｔｕｍ￣ｄｏｔｓｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｓａｓｃｏｌｏｒ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌａｙｅｒｓｆｏｒｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤｄｉｓｐｌａｙｓ[Ｊ].ＳＩＤＳｙｍｐ.ＤｉｇｅｓｔＴｅｃｈ.Ｐａｐｅｒｓꎬ２０２１ꎬ５２(Ｓ２):９５５￣９５８.[１７]ＲＥＩＳＳＰꎬＰＲＯＴＩÈＲＥＭꎬＬＩＬ.Ｃｏｒｅ/ｓｈｅｌｌｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ[Ｊ].Ｓｍａｌｌꎬ２００９ꎬ５(２):１５４￣１６８.[１８]ＧＡＥＥＮＩＭＲꎬＴＯＨＩＤＩＡＮＭꎬＭＡＪＬＥＳ￣ＡＲＡＭ.ＧｒｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＣｄＳｅｃｏｌｌｏｉｄａｌｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓｗｉｔｈｓｔｒｏｎｇｇｒｅｅｎｅｍｉｓｓｉｏｎｂｙｔｈｅｓｏｌ￣ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ[Ｊ].Ｉｎｄ.Ｅｎｇ.Ｃｈｅｍ.Ｒｅｓ.ꎬ２０１４ꎬ５３(１８):７５９８￣７６０３.[１９]ＹＩＮＹＭꎬＨＵＺＰꎬＡＬＩＭＵꎬｅｔａｌ.Ｆｕｌｌ￣ｃｏｌｏｒｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤｄｉｓｐｌａｙｗｉｔｈＣｓＰｂＢｒ３ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅａｎｄＣｄＳｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｓｃｏｌｏｒ㊀第３期卢子元ꎬ等:Ｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤ全彩显示中量子点膜层制备及光转换效率优化４２９㊀ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌａｙｅｒｓ[Ｊ].Ａｄｖ.Ｍａｔｅｒ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０２０ꎬ５(８):２０００２５１.[２０]ＬＥＡＴＨＥＲＤＡＬＥＣＡꎬＷＯＯＷＫꎬＭＩＫＵＬＥＣＦＶꎬｅｔａｌ.ＯｎｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆＣｄＳｅｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｊ.Ｐｈｙｓ.Ｃｈｅｍ.Ｂꎬ２００２ꎬ１０６(３１):７６１９￣７６２２.[２１]ＬＩＭＳＪꎬＺＡＨＩＤＭＵꎬＬＥＰꎬｅｔａｌ.Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ￣ｅｑｕａｌｉｚｅｄｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｎａｔ.Ｃｏｍｍｕｎ.ꎬ２０１５ꎬ６(１):８２１０￣１￣１０.[２２]ＷＥＩＦꎬＬＩＳꎬＢＡＩＸꎬｅｔａｌ.Ｐ￣１２３:ｈｙｂｒｉｄｆｕｌｌｃｏｌｏｒｍｉｃｒｏ￣ＬＥＤｄｉｓｐｌａｙｓｗｉｔｈｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].ＳＩＤＳｙｍｐ.ＤｉｇｅｓｔＴｅｃｈ.Ｐａｐｅｒｓꎬ２０１９ꎬ５０(１):１７０９￣１７１１.[２３]王颖ꎬ刘东.非球形粒子光散射计算㊁测量及其应用[Ｊ].量子电子学报ꎬ２０２０ꎬ３７(５):６０１￣６１４.ＷＡＮＧＹꎬＬＩＵＤ.Ｌｉｇｈｔｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｎｏｎ￣ｓｐｈｅｒｉｃａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｃｈｉｎ.Ｊ.Ｑｕａｎｔ.Ｅｌｅｃｔｒｏｎ.ꎬ２０２０ꎬ３７(５):６０１￣６１４.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)卢子元(１９９６－)ꎬ男ꎬ吉林辽源人ꎬ硕士研究生ꎬ２０１８年于长春理工大学光电信息学院获得学士学位ꎬ主要从事量子点光致发光的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｚｙｌｕ２０２０＠ｓｉｎａｎｏ.ａｃ.ｃｎ张晶(１９７５－)ꎬ男ꎬ吉林松原人ꎬ博士ꎬ副研究员ꎬ２０１１年于日本德岛大学获得博士学位ꎬ主要从事半导体光电子器件设计及工艺的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｚｈａｎｇｊｉｎｇｃｕｓｔ＠ｃｕｓｔ.ｅｄｕ.ｃｎ张宝顺(１９６９－)ꎬ男ꎬ吉林双辽人ꎬ博士ꎬ研究员ꎬ２００３年于中国科学院半导体研究所获得博士学位ꎬ主要从事半导体材料生长和器件工艺的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｂｓｚｈａｎｇ２００６＠ｓｉｎａｎｏ.ａｃ.ｃｎ。
钙钛矿量子点的薄膜后处理
钙钛矿量子点的薄膜后处理钙钛矿量子点是一种具有优异光电性能的纳米材料，近年来受到了广泛的研究和关注。
薄膜后处理是一种重要的工艺，可以进一步改善钙钛矿量子点薄膜的性能和稳定性。
本文将探讨钙钛矿量子点薄膜后处理的相关内容。
一、钙钛矿量子点薄膜的制备方法钙钛矿量子点薄膜的制备方法主要包括旋涂法、溶液浸渍法、蒸发法等。
其中，旋涂法是最常用的一种方法。
通过控制旋涂速度和旋涂时间，可以得到具有较好薄膜质量的钙钛矿量子点薄膜。
二、薄膜后处理的意义和作用薄膜后处理可以进一步提高钙钛矿量子点薄膜的光电性能和稳定性。
通过后处理，可以修复薄膜中的缺陷，并提高能量传输效率。
此外，薄膜后处理还可以改善薄膜的表面形貌和结晶性，提高薄膜的光吸收能力和载流子寿命。
三、薄膜后处理的方法和措施薄膜后处理的方法和措施多种多样，常见的包括热处理、溶液处理和表面修饰等。
其中，热处理是一种常用的后处理方法。
通过控制热处理温度和时间，可以消除薄膜中的缺陷，提高钙钛矿量子点的结晶性和稳定性。
溶液处理是另一种常用的后处理方法，通过浸泡薄膜于特定的溶液中，可以修复薄膜中的缺陷，并提高钙钛矿量子点的光电性能。
表面修饰则是通过在薄膜表面引入其他材料，如聚合物、金属等，来改善薄膜的性能。
四、薄膜后处理对钙钛矿量子点薄膜性能的影响薄膜后处理对钙钛矿量子点薄膜性能的影响是显著的。
研究表明，经过热处理后的钙钛矿量子点薄膜具有更高的光电转换效率和更长的寿命。
溶液处理可以提高薄膜的光吸收能力和稳定性。
表面修饰可以改善薄膜的结晶性和载流子传输性能。
因此，薄膜后处理对钙钛矿量子点薄膜的性能有着重要的影响。
五、薄膜后处理的挑战和展望虽然薄膜后处理可以改善钙钛矿量子点薄膜的性能，但目前还存在一些挑战。
首先，薄膜后处理方法和措施的选择需要根据具体的应用需求来确定，这需要进一步的研究和实验验证。
其次，薄膜后处理过程中的参数控制也是一个关键问题，需要找到最佳的处理条件。
此外，薄膜后处理对钙钛矿量子点薄膜的稳定性也有一定的影响，需要进一步研究如何提高薄膜的稳定性。
薄膜涂布工艺技术
薄膜涂布工艺技术薄膜涂布工艺技术是一种用于将薄膜材料均匀涂布到基材上的技术。
它在许多领域中都有广泛的应用，例如包装、印刷、电子和光学等。
薄膜涂布工艺技术的关键是实现均匀的膜层厚度和良好的附着性。
薄膜涂布工艺技术通常包括以下几个步骤：涂布材料的选择、溶液配制、涂布设备的调整和涂布过程的控制。
首先，根据应用需求选择适合的涂布材料，如树脂、溶剂和添加剂等。
其次，根据材料的特性进行溶液的配制，确保溶液具有适当的黏度和流动性。
然后，调整涂布设备的参数，如涂布速度、涂布压力和温度等，以实现均匀的涂布。
最后，在涂布过程中实施有效的质量控制措施，例如使用在线监测系统检测膜层厚度和表面质量，以及定期进行样品测试。
薄膜涂布工艺技术的关键问题是实现均匀的膜层厚度和良好的附着性。
在涂布过程中，涂布设备的调整是确保膜层厚度均匀的关键。
涂布速度、涂布压力和温度等参数的合理选择可以有效地控制膜层的厚度。
而良好的附着性是膜层与基材之间的结合力。
为了改善附着性，一种常用的方法是在基材表面进行预处理，如膜面清洁、表面活化和化学涂覆等。
此外，合适的涂布材料选择和溶液配制也会对附着性产生影响。
薄膜涂布工艺技术的优势包括以下几个方面。
首先，薄膜涂布可以实现快速、高效的生产。
相比其他涂覆技术，薄膜涂布工艺技术可以实现较高的涂布速度和较短的生产周期。
其次，薄膜涂布可以实现高质量的涂层。
由于涂布工艺的控制和质量监测手段的提高，薄膜涂布可以实现均匀的膜层厚度和良好的表面质量。
此外，薄膜涂布还可以实现多样化的应用。
根据涂布材料的不同，薄膜涂布可以应用于不同的领域，如食品包装、印刷电路板和太阳能电池等。
总之，薄膜涂布工艺技术是一种关键的涂布技术。
它可以实现均匀的膜层厚度和良好的附着性，具有快速、高效和高质量的优势。
通过合理选择涂布材料，进行溶液配制和涂布设备的调整，可以实现多样化的应用。
薄膜涂布工艺技术在各行各业中都有着广泛的应用前景。
光刻机光刻胶纳米级涂布技术研究突破微细加工均匀性限制
光刻机光刻胶纳米级涂布技术研究突破微细加工均匀性限制光刻机作为半导体制造领域中至关重要的设备，扮演着将电路图案转移到硅片上的关键角色。
而光刻胶作为光刻工艺中不可或缺的一环，需要具备优异的涂布性能以保证制程的精度和稳定性。
然而，光刻胶在微细加工中常常面临均匀性限制的问题，这给制程工艺带来了一系列的挑战。
近年来，研究者们通过对纳米级涂布技术的深入研究，取得了突破性的进展，显著提升了光刻胶的均匀性，为微细加工提供了更优异的解决方案。
一、胶液稀释与分散技术的创新在纳米级涂布技术的研究中，胶液的稀释与分散是关键环节之一。
传统的涂布技术往往难以实现对胶液中纳米颗粒的均匀分散，从而导致涂布均匀性的不足。
通过引入表面活性剂和均匀涡流混合等创新手段，研究者们成功提高了胶液中纳米颗粒的分散度，从而改善了光刻胶的涂布均匀性。
二、涂布工艺参数的优化设计光刻胶纳米级涂布技术的突破还离不开对涂布工艺参数的优化设计。
传统的涂布工艺往往无法满足微细加工的精度要求，因此研究者们通过对温度、气流速度、涂布速度等参数的精确控制，实现了对涂布均匀性的显著提升。
同时，借助仿真软件和完成涂布过程的在线监控系统，也为涂布工艺参数的优化设计提供了有力的支持。
三、涂布材料的创新研发除了创新的涂布技术和工艺参数设计，涂布材料的创新研发也是突破光刻胶均匀性限制的重要方向。
近年来，研究者们通过改良光刻胶的成分和分子结构，使其更加稳定，提高了光刻胶的涂布均匀性。
同时，引入新型功能性材料和纳米颗粒，还赋予了光刻胶更多的应用潜力。
综上所述，光刻机光刻胶纳米级涂布技术的研究突破了传统微细加工中光刻胶均匀性限制的问题，为半导体制造领域的发展提供了更广阔的空间。
通过胶液稀释与分散技术的创新、涂布工艺参数的优化设计以及涂布材料的创新研发，研究者们显著提高了光刻胶的涂布均匀性，为微细加工的精度和稳定性提供了有力的支持。
随着纳米级涂布技术的不断完善和进步，相信光刻胶将在未来的半导体工艺中发挥更加重要的作用，为高性能电子器件的制造提供关键支撑。
bopet薄膜涂布方式
bopet薄膜涂布方式Bopet薄膜涂布方式是一种常用的涂布工艺，广泛应用于包装、印刷、电子等领域。
本文将介绍Bopet薄膜涂布方式的原理、工艺流程以及应用领域。
一、原理Bopet薄膜涂布方式是指将涂料均匀地涂布在Bopet薄膜表面的一种工艺。
其原理是通过涂布设备将涂料以一定的流速和厚度涂布在Bopet薄膜上，然后经过固化处理，使涂料固化成薄膜状，从而实现对薄膜的功能性加工。
二、工艺流程Bopet薄膜涂布的工艺流程主要包括：薄膜准备、涂布设备调试、涂布、固化处理、质检等环节。
1. 薄膜准备：首先需要准备好待涂布的Bopet薄膜，确保其表面干净、平整且无污染。
2. 涂布设备调试：将涂布设备进行调试，包括涂布机的温度、压力、速度等参数的设定，以确保涂布过程的稳定性。
3. 涂布：将涂料通过涂布机均匀地涂布在Bopet薄膜表面，涂布的厚度和速度需要根据具体的应用要求进行调整。
4. 固化处理：涂布完成后，需要对涂料进行固化处理，常见的固化方式包括烘干、紫外线固化等。
5. 质检：对涂布完成的薄膜进行质检，包括涂布均匀性、固化效果等指标的检测。
三、应用领域Bopet薄膜涂布方式在包装、印刷、电子等领域有着广泛的应用。
1. 包装领域：Bopet薄膜涂布方式可以使包装材料具有一定的防潮、防油、阻气等功能，提高包装品的保鲜性和防护性。
2. 印刷领域：Bopet薄膜涂布方式可以使印刷品具有一定的耐磨、耐水、耐光等性能，提高印刷品的质量和耐久性。
3. 电子领域：Bopet薄膜涂布方式可以提高电子产品的绝缘性能、耐高温性能等，提高电子产品的整体性能和可靠性。
Bopet薄膜涂布方式是一种常用的涂布工艺，通过将涂料均匀地涂布在Bopet薄膜上，并经过固化处理，可以赋予薄膜一定的功能性能。
该工艺在包装、印刷、电子等领域有着广泛的应用，能够提高产品的品质和性能。
未来随着技术的不断发展，Bopet薄膜涂布方式有望在更多领域得到应用，为各行业的发展带来更多的机遇和挑战。
《2024年喷墨打印QLED器件制备工艺研究》范文
《喷墨打印QLED器件制备工艺研究》篇一一、引言近年来，QLED（量子点发光二极管）技术因其在显示领域的高性能和广泛的应用前景而备受关注。
随着科技的发展，喷墨打印技术作为一种新兴的器件制备工艺，以其高精度、低成本和高效能的特点，逐渐在QLED器件制备中崭露头角。
本文将就喷墨打印QLED器件制备工艺展开深入研究，分析其优势、存在的问题以及改进方案。
二、喷墨打印技术简介喷墨打印技术是一种通过喷射微小墨滴至基板表面形成图案的工艺。
其基本原理是通过控制喷嘴的压力变化，将墨水从喷嘴中喷射出来，从而在基板表面形成所需图案。
对于QLED器件制备，喷墨打印技术因其高精度和高分辨率的优势，能精确地将量子点等关键材料涂布至预定位置，有助于实现更高的器件性能。
三、喷墨打印QLED器件制备工艺研究1. 工艺流程喷墨打印QLED器件的制备工艺主要包括基板清洗、量子点溶液制备、喷墨打印、烧结和封装等步骤。
首先，对基板进行清洗处理，以去除杂质和污染物；然后制备量子点溶液，通过调整量子点的种类和浓度，优化其发光性能；接着采用喷墨打印技术将量子点溶液打印至基板表面；经过烧结过程，使量子点紧密排列并提高其发光效率；最后进行封装，保护器件免受外部环境影响。
2. 关键技术与参数研究在喷墨打印QLED器件制备过程中，关键技术和参数包括喷墨打印机的选择、墨水性质、打印速度、烧结温度和时间等。
首先，选择合适的喷墨打印机是实现高质量打印的关键；其次，墨水的性质如粘度、表面张力等也会影响打印效果；此外，合理的打印速度、烧结温度和时间等参数对QLED器件的性能也具有重要影响。
这些关键技术和参数需要根据实验数据进行反复调整和优化。
四、实验结果与讨论通过实验研究，我们发现采用喷墨打印技术制备的QLED器件在发光性能、均匀性和稳定性等方面均表现出显著优势。
具体而言，通过优化喷墨打印参数和烧结过程，可以实现更高的发光亮度和更长的使用寿命。
此外，我们还发现通过调整量子点的种类和浓度，可以进一步优化QLED器件的色彩表现和对比度。
高阻隔膜在量子点膜上的应用
高阻隔膜在量子点膜上的应用1.引言1.1 概述概述部分：在当今的科技时代，纳米技术的快速发展给我们带来了许多前所未有的机会和挑战。
量子点膜作为一种新型材料，具有其独特的性质和广泛的应用前景。
然而，作为一种纳米尺度材料，量子点膜对外界环境的敏感性和稳定性却是一个较大的问题。
为了克服这一问题，研究人员引入了高阻隔膜的概念，以解决量子点膜在长期使用过程中的稳定性和寿命方面的挑战。
高阻隔膜具有优异的阻隔性能，可以防止水分、氧气和其他污染物进入到量子点膜中，从而保护量子点膜的性能和稳定性。
本文将重点探讨高阻隔膜在量子点膜上的应用。
首先，我们将介绍高阻隔膜的概念和特点，包括其组成、结构和性能等方面的内容。
接着，我们将详细介绍量子点膜的概念和特点，以及其在能源、光电子学和生物医学等领域的广泛应用。
然后，我们将重点讨论高阻隔膜在量子点膜上的应用优势。
通过引入高阻隔膜，可以有效地提高量子点膜的稳定性和寿命，使其在各个领域的应用更加可行和可靠。
同时，我们将深入研究高阻隔膜在量子点膜上的应用案例，包括其在太阳能电池、显示器件和生物传感器等领域的实际应用情况，并对其性能进行评估和分析。
通过本文的研究，我们希望能够更好地了解高阻隔膜在量子点膜上的应用，并为量子点膜的进一步研究和开发提供新的思路和方向。
高阻隔膜的引入将为量子点膜的应用带来更大的潜力和机遇，推动纳米技术的发展和应用。
文章结构部分的内容可以包括以下方面：1.2 文章结构本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
引言部分将对文章的主题进行概述，简要介绍高阻隔膜在量子点膜上的应用，并阐明文章的目的。
正文部分将具体探讨高阻隔膜和量子点膜的概念和特点。
首先，会介绍高阻隔膜的定义、特点和应用领域，包括其在电子器件、能源存储和显示技术等方面的应用。
然后，会对量子点膜的概念、制备方法和优势进行详细阐述，分析其在光电子器件和生物医学领域的应用。
通过对这两种材料的介绍，将为后续讨论奠定基础。
【干货】解析Micro-LED
【干货】解析Micro-LED近日，为了更全面的了解microLED的技术发展与市场潜力，在线君对microLED的历史、现况、原理、制程及参与企业等多方面做了全面的梳理。
历史说起Micro LED，先得从显示TFT-LCD背光模组应用说起。
在1990年代TFT-LCD开始蓬勃发展时，因LED具有高色彩饱和度、省电、轻薄等特点，部分厂商就利用LED做背光源。
然而因成本过高、散热不佳、光电效率低等因素，并未大量应用于TFT-LCD产品中。
直到2000年，蓝光LED芯片刺激荧光粉制成白光LED技术的制程、效能、成本开始逐渐成熟；当进入2008年，白光LED背光模组呈现爆发性的成长，几年间几乎全面取代了CCFL，其应用领域由手机、平板电脑、笔电、台式显示器乃至电视等等。
然而，因TFT-LCD非自发光的显示原理所致，其opencell穿透率约在7%以下，造成TFT-LCD的光电效率低落；且白光LED所能提供的色饱和度仍不如三原色LED，大部分TFT-LCD产品约仅72%NTSC；再则，于室外环境下，TFT-LCD亮度无法提升至1000nits以上，致使影像和色彩辨识度低，为其一大应用缺陷。
故另一种直接利用三原色LED做为自发光显示点划素的LED Display或Micro LED Display的技术也正在发展中。
现况随着LED的成熟与演进，Micro LED Display自2010年起开始有着不一样的面貌呈现。
从其发展历程来看，2012年Sony发表的55寸“CrystalLEDDisplay”就是MicroLEDDisplay技术类型，其FullHD 解析度共使用约622万(1920x1080x3)颗micro LED做为高解析的显示划素，对比度可达百万比一，色饱和度可达140%NTSC，无反应时间和使用寿命问题。
但是因采单颗MicroLED嵌入方式，在商业化上，仍有不少的成本与技术瓶颈存在，以致于迄今未能量产。
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解析量子点膜涂布精度工艺控制
十多年来，LCD在电视和移动电子产品市场中占据主导地位。
制造商们专注于不断降低LCD的制造成本，扩大市场规模，使得它们成为了随处可见的日用品。
但是自1963年Martin Pope发布第一篇关于有机发光显示器（OLED）的文章开始，OLED逐渐作为超薄，高色域的平板显示技术成为研究的热门。
不过由于成本昂贵，开发技术难度高，成品率低以及有机体的不稳定等因素，离大规模普及还有一段很长的路程。
而量子点显示在近两年来可谓是风生水起，在全球彩电大咖的布局下，颇有“长江后浪推前浪”之势，与OLED显示同样定位旗舰高端系列产品，不同的是，量子点显示是基于独特的短波长激发纳米级特种颗粒的显示技术，打破了“色域与成本和亮度是矛盾”这一平衡。
浙江大学教授、量子点资深专家彭笑刚教授曾经说过，“量子点有可能是人类有史以来发现的最优秀的发光材料”。
量子点尺寸连续可调，可实现蓝色到绿色、到黄色、到橙色、到红色的发射，色彩精准而且纯净。
其色彩效果如果按照最高的BT．2020标准算，苹果手机也只有50％左右，既有一半的颜色显示不出来，但量子点可以做到100％的色域。
对应于超高清蓝光标准高色域的要求遥，量子点显示有能力还原我们所能感知的所有颜色。
目前采用量子点膜技术的光致发光技术是目前量子点显示中成熟可靠的技术。
传统LCD显示屏只要将背光中白色LED光源更换为蓝色LED光源和添加上一层纳米量子点的薄膜就可以达到卓越的色彩表达能力。
总的来说，量子点显示技术的优势可以概括为“高、纯、久”三大方面。
“高”就是色域高，色域覆盖率达110％NTSC；“纯”就是颜色纯，色彩纯净度比普通LED提升约58．3％，精准呈现大自然色彩；“久”就是色彩久，稳定的无机纳米材料的量子点能够保证色彩恒久不褪色，色彩持久稳定可达60000小时。
由于量子点粒径在1～10nm之间，比表面积非常大，氧气和水汽容易对量子点表面产生破坏，导致荧光猝灭，因此量子点薄膜需要采用两层高阻隔膜和特殊高分子聚合材料包裹量子点以形成三明治结构，天鸿科技的量子点膜是由PET原膜，量子点层，隔氧阻水的阻隔层以及纳米微结构表层材料组成的多层复合材料。
量子点薄膜结构显示出最外层是具有光学微纳结构的表层，它具有减少牛顿环的支撑作用和增加蓝光折返路径以及均光的三重作用，上下两层PET是基材层。
PET基材内侧有隔氧阻水的SiO2涂层。
中间的量子点材料层由量子点、高分子聚合物以及其他配方料组成。
量子点薄膜有个其他光学膜没有的特殊指标－－－无效边际，主要是量子点薄膜层在自由空气中随着时间的推移索产生的量子点发光失效，该指标在今天强调超窄边框的大环境下有着特殊意义。
天鸿的量子点薄膜在经过双85环测超过500小时的情况下，无效边际仍然小于0．2mm，它对于未来手机上的无边框设计具有重大意义。
量子点膜的电镜照片：其中a是全貌，b，c，d是局部图像。
量子点显示应用中，原本背光模组里的白光LED换成蓝光LED，并没有蓝光量子点，一切的关键都在红光、绿光量子点上。
量子点使用约2／3的蓝光产生红光和绿光。
为了使量子点显示器达到各个性能指标，更准确的呈现所表现的色彩，充分发挥量子点显示的优势，就需要对量子点层做精细的配方工作，来配合不同机种中的蓝色背光模组和液晶panel，以使整体量子点显示屏达到合适的色坐标。
同时量子点层的厚度均匀度也是影响量子点显示效果的关键指标，所以量子点层厚度的控制就显得非常重要了。
在量子点膜生产中要保持量子点本身不受外界条件的破坏，保持原有的荧光效率和稳定性，利用阻隔膜生产三明治结构的量子点膜就成为现实条件下的唯一选择。
量子点材料由于其特殊的性能对水汽和氧气的敏感性，从而不得不采用高阻隔薄膜进行结构性封装，在涂布时不仅要考虑涂层厚度的控制，还要考虑复合成三明治结构以后的总
厚度。
目前量子点薄膜涂层厚度一般在50－100um左右，这种比较大的涂布量可以采用逗号、辊涂和狭缝等几种方式。
逗号涂布，在目前国内加工工艺基础上针对600mm以下尺寸，刮刀的精度可以保证在1－2um左右，放大到大尺寸量子点薄膜的65英寸需求，在1500mm宽度上的不均匀度会达到5－10um的误差，这个厚度差会直接影响到色坐标XY的值超出标准范围，对于客户要求色坐标误差不得大于0．5％的公差来说还是太大了。
另外量子点胶水易于结块和沉淀，逗号涂布很难处理掉异物和纵向拉丝的问题。
同样，辊涂方式也存在多种致命的问题。
比较理想的涂布方式是狭缝涂布。
狭缝涂布是其操作原理是将流体以一定量泵打入一能将流体均匀展开的模具。
它是一个封闭的系统，其次它是通过精密计量泵来对涂布材料进行预先计量。
正是基于这两点，狭缝涂布方式具有其他涂布所不具备的一些优势：涂层重量和整体分布更均匀；易于在厚涂层和薄涂层工艺间切换；最大限度地减少了挥发性排放、涂层污染、原料浪费，以及工作场所混乱程度。
由于涂布精度高，挤出量可以通过精密计量泵体的动力马达转速控制，实现一个闭环回路。
在系统张力恒定的情况下，狭缝涂布头的送胶电机的转速是量子点膜厚度的函数。
通过在线实时检测量子点膜厚度，经过相关计算，反馈到狭缝涂布头的送胶电机，通过改变送胶电机转速，可以精确控制量子点膜厚度。
量子点膜生产路线图：
在两层膜之间灌夹量子点材料聚合物胶时采用狭缝涂布头。
在两层薄膜阻隔层之间涂布具有量子点材料聚合物涂料的时候，在保持胶粘度不变的情况下，涂胶量的大小直接影响最终量子点膜的厚度。
通过在线测量特征部位处量子点膜的厚度，反馈到涂胶量，可以建立厚度和涂胶量的闭环响应，从而精确控制量子点膜的厚度。
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X射线在线式厚度测试仪
在线测厚监控界面，精度0．01微米＠5m／min
控制送胶电机转速即可控制流经狭缝涂布头的胶量，进一步精确控制量子点膜厚度
最终产品分段做整长度测量结果统计：（表）
从数据分析，厚度在长度方向有按间隔状均匀性分布，总体厚度误差＋／－2um ＠总厚300 um，以及±1um ＠75um，色坐标偏差小于0．2％。
综上所述，除了具备精密紫外成型设备的制造基础，再结合超过十年的精密涂布经验，天鸿采用狭缝涂布技术和在线厚度测量闭环反馈技术，有效控制量子点涂层厚度，达到量子点膜的均一性指标达到国际先进水平。
另外在光学微纳结构设计上天鸿有自己独到的工艺和技术，通过薄膜表面结构达到增加光线的折返以提高量子点的激发效率，可以更好的提升光效等各项功能指标。