Points quantiques et encapsulation
En tant que nanomatériau novateur, les points quantiques (PQ) présentent des performances exceptionnelles grâce à leur large gamme de tailles. De forme sphérique ou quasi-sphérique, leur diamètre varie de 2 nm à 20 nm. Les PQ offrent de nombreux avantages, tels qu'un large spectre d'excitation, un spectre d'émission étroit, un important mouvement de Stokes, une longue durée de vie de fluorescence et une bonne biocompatibilité. En particulier, leur spectre d'émission peut couvrir tout le spectre de la lumière visible en modifiant leur taille.
Parmi les divers matériaux luminescents à base de points quantiques (QDs), les QDs de type II à VI contenant du CdSe ont connu un développement rapide et ont trouvé de nombreuses applications. La largeur à mi-hauteur de leur pic d'émission varie de 30 nm à 50 nm, et peut même être inférieure à 30 nm dans des conditions de synthèse appropriées. Leur rendement quantique de fluorescence atteint presque 100 %. Cependant, la présence de Cd limite le développement de ces QDs. Les QDs de type III à V, exempts de Cd, ont quant à eux fait l'objet d'un développement important, avec un rendement quantique de fluorescence d'environ 70 %. La largeur à mi-hauteur de la lumière verte des InP/ZnS est de 40 à 50 nm, et celle de la lumière rouge d'environ 55 nm. Les propriétés de ce matériau nécessitent d'être améliorées. Récemment, les pérovskites ABX₃, qui ne nécessitent pas de structure de recouvrement, ont suscité un vif intérêt. Leur longueur d'onde d'émission peut être facilement ajustée dans le domaine du visible. Le rendement quantique de fluorescence de la pérovskite est supérieur à 90 % et la largeur à mi-hauteur du pic est d'environ 15 nm. Grâce à la large gamme de couleurs des matériaux luminescents à base de points quantiques (QDs), qui peut atteindre 140 % de la gamme NTSC, ce type de matériau présente un grand potentiel d'applications dans les dispositifs luminescents. Parmi ses principales applications, on peut citer le remplacement des phosphores à base de terres rares pour l'émission de lumière multicolore et l'éclairage des électrodes en couches minces.
Les points quantiques (QDs) présentent une couleur de lumière saturée car ce matériau peut générer un spectre lumineux couvrant n'importe quelle longueur d'onde, avec une largeur à mi-hauteur inférieure à 20 nm. Les QDs possèdent de nombreuses caractéristiques, notamment une couleur d'émission ajustable, un spectre d'émission étroit et un rendement quantique de fluorescence élevé. Ils peuvent être utilisés pour optimiser le spectre des écrans LCD rétroéclairés et améliorer le rendu des couleurs et la gamme chromatique de ces écrans.
Les méthodes d'encapsulation des QDs sont les suivantes :
1) Sur puce : la poudre fluorescente traditionnelle est remplacée par des matériaux luminescents à base de points quantiques (QDs), ce qui constitue la principale méthode d’encapsulation des QDs dans le domaine de l’éclairage. L’avantage de cette technique réside dans la faible quantité de substance nécessaire, tandis que son inconvénient est la nécessité d’utiliser des matériaux très stables.
2) En surface : cette structure est principalement utilisée pour le rétroéclairage. Le film optique est composé de points quantiques et se situe juste au-dessus du guide de lumière (LGP) dans le rétroéclairage (BLU). Cependant, le coût élevé des films optiques de grande surface limite les applications à grande échelle de cette méthode.
3) Montage sur la tranche : le matériau QDs est encapsulé sur une bande et placé sur le côté de la bande LED et du guide de lumière. Cette méthode réduit les effets du rayonnement thermique et optique générés par la LED bleue et le matériau luminescent QDs. De plus, la consommation de matériau QDs est également diminuée.
