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量子点LED应用方案

发布时间:2017-08-28      点击次数:2870

应用背景
量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,简称QLED)是一种以量子点为发光层的电致发光器件,其结构和发光原理与有机发光二极管相似。量子点(Quantum dots,简称QD)是一类纳米尺寸的半导体材料,通常呈胶体状态,常见的量子点由IVII-VIIV-VIIII-V元素组成,例如硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点等。由于量子限域效应和表面效应,纳米尺度与常规尺度半导体材料的光电性能有较大差异,量子点具有激发光谱宽且连续分布,而发射光谱窄且对称,发光颜色可随量子点的尺寸调整,光化学的稳定性高等优越的发光特性。因此QLED的使用提供了更多的颜色选择,其较窄的发射光谱实现了更好的显色指数。

                       典型QLED结构                                           胶体量子点                           

 

近年来,为了解决日益严峻的能源和环境问题,人们把目光投向了新能源的开发和利用上,其中钙钛矿薄膜太阳能电池得到了众多科研工作者的关注,其采用有机无机混合结晶材料有机金属三卤化物CH3NH3PbX3X=Cl, Br, I)作为光吸收材料,并且适合于柔性衬底材料,可以兼顾效率和成本。上海科技大学与加拿大多伦多大学的研究者将胶体量子点嵌入到钙钛矿结构中,依托钙钛矿基质将电子渗透到量子点中,使其能够以极率将电能转化为光能。该类超的钙钛矿LED技术能够应用在家用的LED灯泡和新型的显示器中,甚至可以运用在基于近红外波长的手势识别领域中。

       

暗色量子点嵌入钙钛矿结构基质                          钙钛矿LED

 

我们看到量子点可以做为发光膜层,夹在两电极层之间实现发光,也可以嵌入到钙钛矿结构基质材料中实现发光,因此量子点LED具有广泛地应用前景,在其研发和产业化过程中,对器件的发光颜色和强度的检测和表征是至关重要的一步。

 

应用测量原理

量子点LED的应用测量包括辐射检测、辐射颜色检测、荧光检测。关于辐射检测和辐射颜色检测的原理,可参考《单色LED分选参数应用方案》及《白光LED色温、显色性及配色荧光粉荧光光谱的应用方案》,包括对照度等光度学参数以及色坐标、色温和显色指数等颜色参数的测量;关于荧光检测的原理,可参考《白光LED色温、显色性及配色荧光粉荧光光谱的应用方案》,其中对荧光物质荧光光谱的测量。

 

微型光纤光谱仪优势:

微型光纤光谱仪在量子点LED检测中,具有以下显著的优势:

  1. 体积小巧,适合原位在线监测;      2. 易于操作、控制;

3. 成本低,适合工业现场使用;        4. 色彩分辨率高;         5. 可定量分析。

 

海洋光学推荐配置

1. 量子点LED颜色检测

海洋光学的微型光纤光谱仪,在配置收光器件(例如,光纤;光纤+余弦校正器;或者光纤+积分球)以及辐射校准光源后即可应用于量子点LED光源的颜色、发光通量/强度检测。具体配置如下:

光谱仪:FLAME;

光纤:UV-VIS、VIS-NIR(根据所测光源波段选择);

收光器件:积分球FOIS-1(or 余弦校正器 CC-3);

校准光源:HL-3-INT-CAL (or HL-3-CAL)                

FOIS积分球辐射颜色测量系统配置

OceanView颜色测量可选的输出参数                   色品图&相关色温时序图


CIE1931 色坐标、色温测试结果举例

 2. 胶体量子点的荧光光谱检测

海洋光学的微型光纤光谱仪,在配置激发光源、采样附件(例如,比色皿支架)后可应用于胶体量子点的荧光光谱检测。具体配置如下:

光谱仪:QEPro;

光源:蓝光LED或者紫光LED(根据所需激发光源波段选择);

光纤:UV-VIS、VIS-NIR(根据激发光源及待测波段选择);

采样附件:CUV-ALL比色皿支架、石英比色皿。

 

光致胶体量子点的荧光光谱检测系统配置

 

不同尺寸CdTe量子点荧光光谱

 

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