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Planare Mini-Chip-Scale-LEDs mit hoher Gleichförmigkeit und Quantum Dot Converter für Weißlichtquelle

Zusammenfassung

Diese Studie schlägt eine neuartige, direkt beleuchtete, lichtemittierende Dioden (Mini-CSPLED)-Hintergrundbeleuchtungseinheit (BLU) im Minichipmaßstab vor, die einen Quantenpunktfilm (QD), eine Diffusionsplatte und zwei Prismenfilme verwendet, um die Helligkeitsgleichmäßigkeit zu verbessern. Drei verschiedene Lichtstärkeeinheiten, 120° Mini-CSPLED, 150° Mini-CSPLED und 180° Mini-CSPLED mit unterschiedlichen Abstrahlwinkelstrukturen wurden in einem CSP-Prozess hergestellt. In Bezug auf die Komponenteneigenschaften hat die 180 ° Mini-CSPLED-Lichtausgangsleistung zwar einen Verlust von 4% (bei 10 mA) im Vergleich zu 150 ° Mini-CSPLED, hat jedoch einen großen Abstrahlwinkel, der eine ebene Lichtquelle bildet, die zur Verbesserung beiträgt BLU-Helligkeitsgleichmäßigkeit und reduzierte Anzahl von LEDs auf derselben Fläche. Bei der BLU-Analyse regen die blauen Mini-CSPLEDs mit unterschiedlichen Abstrahlwinkeln die unterschiedlichen QD-Schichtdicken an; die Farbwertkoordinaten-Umwandlung in den Weißlichtbereich. Die BLU-Helligkeit nimmt mit zunehmender QD-Filmdicke von 60, 90 und 150 µm zu. Mit diesem Ergebnis kann eine Helligkeitsgleichmäßigkeit von 86% in einem 180° Mini-CSPLED BLU + 150 μm dicken QD-Filmen im Vergleich zu 120° Mini-CSPLED BLU und 150° Mini-CSPLED BLU erreicht werden.

Hintergrund

Die Flüssigkristallanzeige (LCD) gewinnt als Mainstream-Anzeigetechnologie in verschiedenen Bereichen der zeitgenössischen Gesellschaft immer mehr an Popularität. Mit der Verbesserung des Lebensstandards stellen die Menschen immer höhere Anforderungen an die Qualität der LCD-Anzeige. Vor allem in Bezug auf Farbraum und Helligkeit werden LCDs ständig von anderen Displaytechnologien wie organischen Leuchtdioden (OLEDs) und Laserdisplays übertroffen [1,2,3]. Um die LCD-Leistung zu verbessern, haben Leuchtdioden (LEDs) aufgrund ihrer geringen Größe, ihres geringen Energieverbrauchs und ihrer geringen Wärmeentwicklung nach und nach die herkömmliche Kaltkathoden-Leuchtstofflampe (CCFL) ersetzt. LEDs sind die neue Generation von LCD-Backlight-Einheiten (BLU) geworden [4,5,6]. Gegenwärtig verwendet die LED BLU eine blaue LED, um den gelben Phosphor anzuregen, um eine weiße Hintergrundbeleuchtung zu bilden. Jedoch behindern die geringe Effizienz des Leuchtstoffs, das breite Spektrum, der große Lichtabfall und die schlechte Gleichmäßigkeit der Partikel die Helligkeitsverbesserung und den CIE-Chromatizitätsbereich des LCD; es gibt also noch Raum für Verbesserungen. Es ist allgemein bekannt, dass weiße LEDs hauptsächlich durch Auftragen einer gelben YAG-Phosphorschicht auf eine blaue Galliumnitrid (GaN)-LED (Wellenlänge 450–470 nm) hergestellt werden [7, 8]. Sein Emissionsspektrum hat jedoch kein rotes Licht, emittiert kaltweißes Licht, ist nicht natürlich genug und hat eine schlechte Farbwiedergabe (CRI kleiner als 75), was seine Anwendung in der High-End-Beleuchtung und in speziellen Bereichen einschränkt. Um LEDs mit hohem CRI zu erhalten, wird dem gelben Phosphor eine kleine Menge roter Phosphor und eine kleine Menge grüner Phosphor zugesetzt, um das Spektrum zu kompensieren und zu verändern [6, 9]. Jedoch ist dieses Verfahren der mit Leuchtstoff beschichteten LED immer noch unzureichend in Bezug auf Lichtausbeute und chemische Stabilität, und es ist schwierig, eine breite Popularisierung und Anwendung zu erreichen.

Als neuer Typ von fluoreszierenden Halbleiter-Nanokristallen haben Nanoquantenpunkte (QDs) viele einzigartige optische Eigenschaften, wie eine hohe Photolumineszenz-Quantenausbeute, ein schmales Emissionsspektrum, ein abstimmbares Emissionsspektrum und eine hohe Farbreinheit [10,11,12,13,14 ,15,16]. Es wurde gezeigt, dass QD-Konverter beim effizienten Photonenmanagement weit verbreitet in Solarzellen [17, 18], LEDs [19, 20] und Photodetektoren [21, 22, 23] eingesetzt werden können. Insbesondere wurde über QD-Photodetektoren mit wählbaren Wellenlängen und hoher Ansprechempfindlichkeit und hohem An/Aus-Verhältnis berichtet [24, 25]. Kürzlich wurden QDs aufgrund ihrer überlegenen elektrokatalytischen und photokatalytischen Eigenschaften auch für die Wasserspaltung eingesetzt [26]. QDs haben sich zu einem geeigneten Kandidatenmaterial im Displaybereich entwickelt, das ein großes Potenzial hat, das herkömmliche Phosphorpulver zu ersetzen und den LCD-Farbraum zu erweitern [27, 28]. Die QD-basierte Hintergrundbeleuchtungstechnologie ist derzeit das Mainstream-Anwendungsziel bei Displays, die sowohl in wissenschaftlichen als auch in industriellen Kreisen große Aufmerksamkeit erfahren. QDs bestehen im Allgemeinen aus Elementen der Gruppen II–VI oder III–V und haben einen Kristallkorndurchmesser von nur etwa 2–10 nm [29, 30]. Aufgrund des Quanten-Confinement-Effekts kann sich die QD-Energielücke mit der Partikelgröße ändern. In den letzten Jahren war die Forschung zu Cadmiumselenid (CdSe) und seinen Kern-Schale-QDs in der Displaytechnologie am beliebtesten, hauptsächlich weil seine Lichtemissionswellenlänge im sichtbaren Bereich liegt. Die Struktur der QD-LED-Vorrichtung ähnelt der einer Polymer-Leuchtdiode (PLED), und ihre Emissionsschicht wird unter Verwendung einer kolloidalen Halbleiter-QDs-Lösung schleuderbeschichtet, wodurch die Vorteile des einfachen Herstellungsprozesses, der geringen Kosten und Flexibilität bei der Herstellung [31,32,33].

Derzeit kann die Mainstream-LED-BLU-Lichtquellenanordnung grob in zwei Typen unterteilt werden:kantenbeleuchtet und direkt beleuchtet. Im Allgemeinen sind der Kontrast und die Helligkeitsgleichmäßigkeit bei der Direktbeleuchtung besser als bei der Randbeleuchtung. Die kantenbeleuchtete Helligkeitsgleichmäßigkeit verwendet eine Lichtleitplatte, um das Licht über den gesamten Bildschirm zu verteilen. Das Gewicht der Lichtleiterplatte wird jedoch für großformatige LCD-TV-Anwendungen zu groß. Außerdem muss es eine gute optische Qualität aufweisen, was zu hohen Kosten führt. Direktbeleuchtung verwendet keinen Lichtleiter; das LED-Array ist gleichmäßig direkt unter dem LCD-Panel platziert, was eine hervorragende Leistung in Bezug auf Helligkeitsgleichmäßigkeit und eine gute optische Effizienz bietet [34,35,36]. Die Helligkeit und Gleichmäßigkeit der BLU hat einen großen Einfluss auf die Gleichmäßigkeit des Anzeigemoduls. Daher ist es sehr wichtig, die Gleichmäßigkeit der BLU-Helligkeit zu verbessern. Bei tatsächlichen Anwendungen ist es jedoch schwierig, die Gleichmäßigkeit der BLU-Beleuchtung aufrechtzuerhalten. Die Helligkeitsungleichmäßigkeit wird sich deutlich unterscheiden, wenn das Modul dünner wird. Um eine dünne LED und eine gute Gleichmäßigkeit zu erreichen, ist es schwieriger, eine BLU zu entwickeln, die die Anforderung erfüllt. Diese Studie schlägt eine Methode vor, um die Helligkeitsgleichmäßigkeit der LED-BLU zu verbessern. Die BLU-Helligkeitsgleichmäßigkeit wurde durch die unterschiedlichen LED-Emissionswinkel und die unterschiedlichen QD-Filmdicken diskutiert.

Methoden

Der GaN-LED-Epiwafer mit einer Emissionswellenlänge von 460  nm wurde durch metall-organische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD) auf einem Saphir-Substrat der c-Ebene aufgewachsen. Die LED-Struktur besteht aus einer 2 µm dicken undotierten GaN-Schicht, einer 2,0 µm dicken Si-dotierten n-Typ-GaN-Mantelschicht, sechs Perioden InGaN/GaN-Mehrfachquantentrog (MQW), einem 25 nm dicken Mg-dotierte p-AlGaN-Elektronenblockierschicht und eine 0,2 µm dicke Mg-dotierte p-Typ-GaN-Mantelschicht. Die Ni/Ag/Ni/Pt-Schichten für die ohmsche Kontaktschicht und den Reflektor wurden über ein Elektronenstrahlverdampfungssystem auf der LED abgeschieden. Drei verschiedene Mini-FC-LED (Mini-LED)-Strukturen, die in dieser Studie verwendet wurden, wurden durch Filmtransfertechnik und Moulded Chip Scale Package (CSP)-Methode hergestellt, mit einem detaillierten Vergleich:120° Mini-CSPLED, 150° Mini-CSPLED und 180°-Mini-CSPLED, wie in Fig. 1 gezeigt. Die 120°-Mini-CSPLED-Struktur weist eine Schutzschicht auf allen vier Seiten des Chips und eine transparente Schicht auf der Lichtemissionsoberfläche auf. Die 150° Mini-CSPLED-Struktur hat eine transparente Schicht auf der Seite und der Lichtaustrittsfläche des Chips. Die 180° Mini-CSPLED-Struktur hat eine transparente Schicht an der Seite und die Lichtemission an der Chipoberfläche, wobei auf der obersten Schicht eine diffusionsreflektierende Schicht bedeckt ist. Wo die Materialquelle der transparenten Schicht das TiO2 . ist /Silikonharz-Nanokomposit, sowohl die dicke Schutzschicht als auch die dünne Diffusionsreflexionsschicht sind das TiO2 Pulver. QD-Filme wurden unter Verwendung von CdSe/ZnS-Kern-Schale-QDs als Materialquelle hergestellt. Die grün emittierten (~ 525 nm) und rot emittierenden (~ 617 nm) CdSe/ZnS-Kern-Schale-QDs wurden mit Polymethylmethacrylat (PMMA) gemischt, um verschiedene QD-Filmdicken herzustellen, in denen die optischen Eigenschaften des QD-Films gefunden werden können in Zusätzliche Datei 1:Abbildung S1. Diese QD-Filme wurden als Farbkonverter auf einem LED-Chip hergestellt (λ =450 nm), um Weißlichtgeräte zu erhalten. Abbildung 2 zeigt die BLU-Struktur (18 mm × 18 mm), die aus einem 3 × 3 quadratischen Mini-LED-Array, einer Streuplatte, QD-Filmen und zwei Prismenfilmen besteht. Das Mini-LED-Array wurde auf einer Leiterplatte mit einer Chipgröße von 20 &mgr;m × 20 &mgr;m und einer Teilungslänge von 5,1 &mgr;mm montiert. Der effektive optische Abstand (OD) zwischen Chip und Streuplatte wird auf 2,5 mm eingestellt, um eine gute räumliche Gleichmäßigkeit zu erzielen. Abbildung 3 zeigt ein blaues Mini-LED-Array zum Anregen von QD-Filmen unterschiedlicher Dicke (z. B. 60-µm-, 90-µm- und 150-µm-dicke QD-Filme), um eine weiße planare Lichtquelle zu erhalten. Die Helligkeitsgleichmäßigkeit des gesamten Panels wird wie in Abb. 3 gezeigt durch Messung der Helligkeit an fünf Punkten L1–L5, die sich auf dem Panel befinden, bewertet. Die Gleichmäßigkeit der BLU-Helligkeit in dieser Studie wird durch die folgende Formel ausgedrückt:

$$ \mathrm{Helligkeit}\ \mathrm{Gleichmäßigkeit}=\frac{\mathrm{L}1+\mathrm{L}2+\mathrm{L}3+\mathrm{L}4+\mathrm{L} 5}{5} $$ (1)

Schematische Diagramme von drei Arten von Mini-CSPLED-Emissionswinkelstrukturen. a 120° Mini-CSPLED, b 150° Mini-CSPLED und c 180° Mini-CSPLED

Schematische Darstellungen der Struktur der Hintergrundbeleuchtungseinheit

Schematische Darstellungen der Helligkeitshomogenitätsmessung

Die Lichtausgangsleistung–Strom–Spannung (L–I–V ) wurden die Eigenschaften dieser Mini-CSPLED bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Keithley 2400 Source Meters und einer integrierten Kugel mit einem kalibrierten Powermeter (CAS 140B, Instrument Systems, München) gemessen. Die räumlichen Strahlungsmuster dieser Mini-CSPLEDs wurden mit einem Goniophotometer (LEDGON-100, Instrument Systems, München) gemessen. Die BLU-Luminanz- und Elektrolumineszenz-(EL)-Spektren mit QD-Filmen wurden unter Verwendung eines spektralen Luminanzmeters (SRI-RL-5000, Optimum Optoelectronics Corp., Taiwan) analysiert.

Ergebnisse und Diskussion

Abbildung 4 zeigt die gemessenen L–I–V Eigenschaften für die drei Arten von Mini-CSPLED. Bei einem Injektionsstrom von 20 mA waren die Durchlassspannungen der 120°-Mini-CSPLED, 150°-Mini-CSPLED und 180°-Mini-CSPLED alle gleich und betrugen 2,72 V Durchlassspannungen dieser drei Mini-CSPLED-Typen wurden alle auf 3,09–3,14 V erhöht. Es ist klar, dass die I–V Die Kurven dieser drei Geräte sind nahezu identisch, was zeigt, dass der CSP-Prozess die elektrischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt. Andererseits ist das L–I Kurve zeigt nur einen geringen Unterschied in der Lichtleistung der 120° Mini-CSPLED, 150° Mini-CSPLED und 180° Mini-CSPLED, was das Ergebnis einer erfolgreichen Geräteoptimierung über die CSP-Struktur anzeigt. Andererseits steigt die Lichtausgangsleistung der drei Arten von Mini-CSPLEDs zunächst linear mit dem Injektionsstrom an. Das L–I Kurve zeigt nur einen geringen Unterschied in der Lichtleistung der 120° Mini-CSPLED, 150° Mini-CSPLED und 180° Mini-CSPLED, was das Ergebnis einer erfolgreichen Geräteoptimierung über die CSP-Struktur anzeigt. Als der Injektionsstrom auf 200 µmA anstieg, betrug die Lichtausgangsleistung der drei Arten von Mini-CSPLEDs ungefähr 250,9, 258,0 und 245,9 µmW. Die Lichtausgangsleistung der 120°-Mini-CSPLED weist eine geringere als 150°-Mini-CSPLED auf, die von der reflektierenden Diffusionsschicht absorbiert werden kann. Die 180° Mini-CSPLED führt zu 2,05 % bzw. 4,93 % Verschlechterung der Lichtausgangsleistung bei einem hohen Strom von 200  mA im Vergleich zu den 120° Mini-CSPLED und 150° Mini-CSPLED. Die Verschlechterung könnte auf das Hinzufügen einer Diffusionsreflexionsschicht auf der transparenten Schicht/CSPLED zurückgeführt werden, das Licht kann leicht absorbiert werden oder das meiste Licht wird in der transparenten Schicht konzentriert, wobei die Reflexion von der Seitenwand emittiert wird.

Die L–I–V Eigenschaften der 120° Mini-CSPLED, 150° Mini-CSPLED und 180° Mini-CSPLED

Abbildung 5 zeigt die Strahlungsmuster der 120° Mini-CSPLED, 150° Mini-CSPLED und 180° Mini-CSPLED bei einem Injektionsstrom von 100  mA. Das Strahlungsmuster von Mini-CSPLEDs kann durch Variation der Gehäusestrukturen gesteuert werden. Die Betrachtungswinkel 120° Mini-CSPLED, 150° Mini-CSPLED und 180° Mini-CSPLED wurden mit 110,6°, 148,7° bzw. 180° gemessen. Offensichtlich war der Betrachtungswinkel des 180°-Mini-CSPLED-Strahlungsmusters größer als der der 120°-Mini-CSPLED und 150°-Mini-CSPLED. Es kann festgestellt werden, dass die zentrale Lichtausgangsintensität des Strahlungsmusters der 180°-Mini-CSPLED aufgrund der reflektierenden Diffusionsschicht auf der Oberseite auf die Hälfte gesenkt wurde. Der breitere Betrachtungswinkel wurde dadurch verursacht, dass viel Licht aus der transparenten Schicht entweicht, nachdem es von der Diffusionsreflexionsschicht reflektiert wurde, d. h. ein Emissionsmuster mit einer schmetterlingsflügelförmigen Lichtverteilung; somit kann sie als planare Lichtquelle verwendet werden. Andererseits wurde die 120° Mini-CSPLED an allen vier Seiten mit einer diffus reflektierenden Schicht bedeckt, so dass das Licht konzentriert und nach oben abgestrahlt wurde, um eine Lambert-förmige Lichtverteilung zu bilden. Darüber hinaus war die Lichtverteilung der 150° Mini-CSPLED aufgrund der fünfseitig konformen Abdeckung mit einer transparenten Schicht ähnlich der Lichtverteilung in Fledermausform.

Strahlungsmuster der 120° Mini-CSPLED, 150° Mini-CSPLED und 180° Mini-CSPLED (bei 10 mA)

Tabelle 1 zeigt die optoelektronischen Eigenschaften der mini-CSPLED blue BLUs mit unterschiedlichen Emissionswinkeln. Bei gleicher Durchlassspannung von 24 V (bei 10 mA) sind die CIE-Farbkoordinaten (x , y ) der 120° Mini-CSPLED BLU, der 150° Mini-CSPLED BLU und der 180° Mini-CSPLED BLU waren alle ähnlich und (x , y ) =(x =0,1518 − 0,15,2, y =0,026 − 0,0281). Darüber hinaus wurden die Lichtausgangsleistungen der 120° Mini-CSPLED Blue BLU, 150° Mini-CSPLED Blue BLU und 180° Mini-CSPLED Blue BLU mit 147,43, 153,02 bzw. 146,71 mW gemessen. Aufgrund des 180°-Mini-CSPLED-Gehäusestrukturfaktors war die Lichtleistung etwas schlecht, aber die Beleuchtungsfläche wurde vergrößert.

Die Abbildungen 6a–c zeigen das CIE-Farbdiagramm von 120° Mini-CSPLED BLU, 150° Mini-CSPLED BLU und 180° Mini-CSPLED BLU mit unterschiedlichen QD-Filmdicken. Die CIE-Farbwertkoordinaten (x , y ) der drei Arten von Mini-CSPLED-BLUs mit unterschiedlichen QD-Filmdicken wurden wie folgt gemessen:(x , y ) =(x =0,1977 − 0,2525, y =0,1297 − 0,2284), (x , y ) =(x =0,1941 − 0,2478, y =0,1239 − 0,2295) und (x , y ) =(x =0,1947 − 0,2496, y =0,1328 − 0,2331) bzw. Es war klar, dass die Emissions-Chromatizitätskoordinaten der entsprechenden BLU mit QD-Filmen verschiedener Dicken, die CIE-Chromatizitätskoordinaten zeigten, in der Nähe des blauen Bereichs lagen. Wenn die QD-Filmdicke zunimmt, verschieben sich die CIE-Chromatizitätskoordinaten in Richtung des weißen Bereichs. Darüber hinaus nimmt die BLU-Helligkeit mit zunehmender QD-Filmdicke von 60, 90 und 150 µm zu. Dieses Ergebnis wurde der signifikanten Erhöhung der Anregungswahrscheinlichkeit bei dicken QD-Filmen zugeschrieben, um weißes Licht zu erzeugen und die Helligkeit zu erhöhen. Andererseits wurde die BLU-Helligkeit der 180° Mini-CSPLED BLU deutlich abgesenkt, was auf die durchschnittliche Helligkeitsabnahme durch die größere Ausleuchtungsfläche zurückzuführen ist. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen die CIE-Farbkoordinaten (x , y ) und Helligkeit für die drei Arten von Mini-CSPLED-Emissionswinkelstrukturen mit unterschiedlichen QD-Schichtdicken und sind in den Tabellen 2, 3 und 4 zusammengefasst, in denen die Messdaten in Zusatzdatei 1:Abbildungen S2–S10 zu finden sind.

CIE-Farbtafeln von 120° Mini-CSPLED BLU, 150° Mini-CSPLED BLU und 180° Mini-CSPLED BLU mit unterschiedlichen QD-Schichtdicken

Die Abbildungen 7a–e zeigen die Lichtverteilungsbilder von 120° Mini-CSPLED BLU, 150° Mini-CSPLED BLU und 180° Mini-CSPLED BLU mit und ohne Diffusor und verschiedenen QD-Schichtdicken. Abbildung 7a zeigt die Lichtverteilungsbilder der drei Arten von blauen Mini-CSPLED-BLUs ohne Diffusor und QD-Filme. Durch das Aufsetzen der Streuscheibe auf die drei Arten von Mini-CSPLED BLUs ist ersichtlich, dass die 180° Mini-CSPLED BLU ein gleichmäßigeres Flächenlicht im Vergleich zu den 120° Mini-CSPLED BLU und 150° Mini-CSPLED BLU haben. Jedoch zeigen die 120° Mini-CSPLED BLU und die 150° Mini-CSPLED BLU die Streifenmuster, in denen die 120° Mini-CSPLED BLU am sichtbarsten ist, wie in 4b gezeigt. Ähnlich, wie in den Fign. In 7c–e werden die QD-Filme auf der Diffusionsplatte platziert, und wenn die QD-Filmdicke erhöht wird, zeigen die Lichtverteilungsbilder der drei Arten von Mini-CSPLED-BLUs deutlich, dass die BLU-Helligkeit erhöht wird und näher am Weißlicht liegt; auch das streifenmuster ist immer weniger auffällig. Die Beobachtungen der Lichtverteilungsbilder stimmen gut mit den CIE-Farbkoordinaten (x , y ) und Helligkeitsergebnisse.

Lichtverteilungsbilder von 120° Mini-CSPLED BLU, 150° Mini-CSPLED BLU und 180° Mini-CSPLED BLU mit und ohne Streuscheibe und unterschiedlicher QD-Schichtdicke

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die CIE-Farbkoordinaten (x , y ) kann mit 150 µm dicken QD-Filmen nahe an den weißen Bereich gebracht werden. Daher wurde die Dicke der QD-Filme festgelegt und die Auswirkungen der Helligkeitsgleichmäßigkeit der drei Arten von Mini-CSPLED-BLUs diskutiert. Unter Verwendung der 5-Punkt-Helligkeits-Gleichmäßigkeits-Messmethode wurde die Helligkeits-Gleichmäßigkeit der drei Arten von Mini-CSPLED BLU + 150 µm dicken QD-Filmen auf 35 %, 39 % bzw. 86 % geschätzt. Offensichtlich gab es eine 1,47-fache und 1,19-fache Verbesserung der BLU-Helligkeitsgleichmäßigkeit von 180° Mini-CSPLED BLU im Vergleich zu der von 120° Mini-CSPLED BLU und 150° Mini-CSPLED BLU. Daher wurde festgestellt, dass die Verwendung von 180 ° Mini-CSPLED BLU +150 μm dickem QD-Film die Gesamthelligkeitsgleichmäßigkeit der BLU effektiv verbessern kann. Die Berechnung der Helligkeitsgleichmäßigkeit der drei Arten von Mini-CSPLED-BLUs + 150 µm dicken QD-Filmen wurde in Tabelle 5 zusammengefasst, in der die Datenmessung in Zusatzdatei 1:Abbildungen S11–S22 zu finden ist.

Die Abbildungen 8a–c zeigen das CIE-Farbdiagramm und die EL-Spektren der drei Arten von Mini-CSPLED-BLUs + 150 µm dicken QD-Filmen mit und ohne LCD. Wie in Abb. 8a gezeigt, ist zu sehen, dass der CIE-Farbwert (x , y ) des 120° Mini-CSPLED BLU mit LCD von (0,2525, 0,2284) auf (0,2873, 0,3099) verschoben. Die 150° Mini-CSPLED BLU mit LCD reichte von (0,2478, 0,2295) bis (0,2830, 0,3072). Die 180° Mini-CSPLED BLU mit LCD reichte von (0,2496, 0,2331) bis (0,2794, 0,3063). Dies zeigt, dass sich die CIE-Chromatizitätskoordinaten mit dem Hinzufügen von LCD mehr in Richtung des weißen Bereichs verschoben haben. Das EL-Spektrum der drei Arten von Mini-CSPLED-BLUs + 150 µm dicken QD-Filmen ohne LCD weist eine starke blaue Lichtintensität auf, und der CIE-Farbwert liegt im nahen blauen Bereich, wie in Abb. 8b gezeigt (siehe Zusatzdatei 1:Abbildungen S4, S7 und S10). Wenn das LCD auf den drei Arten von Mini-CSPLED-BLUs + 150 µm dicken QD-Filmen platziert wurde, zeigt das EL-Spektrum, dass die rote, grüne und blaue Lichtintensität ähnlich war und die CIE-Farbkoordinate im weißen Bereich lag . Dieses Ergebnis ist auf den Farbfilter der LCD-Struktur zurückzuführen, der die Farbkoordinatenposition verbessert, wie in Abb. 8c gezeigt (siehe Zusatzdatei 1:Abbildungen S23–S25). Der Einschub zeigt das aktuelle Anwendungsfoto von 180° mini-CSPLED BLU + 150 μm dickem QD-Film mit LCD.

a CIE-Farbtafel. b , c EL-Spektren von drei Arten von Mini-CSPLED-BLUs + 150 μm dicke QD-Filme mit und ohne LCD

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend haben wir Mini-CSPLED BLU erfolgreich als blaue Licht- und Anregungsenergiequelle zusammen mit QD-Filmen verwendet, um eine gleichmäßige weiße Hintergrundbeleuchtung zu erzeugen. Mini-CSPLEDs wurden einer Emissionswinkel-Package-Struktur-Fertigung für 120°, 150° und 180° unterzogen, um zu verifizieren, dass die optische Leistung der Mini-CSPLED signifikante Unterschiede aufwies. Der größere Abstrahlwinkel und eine Ausleuchtungsfläche von 180° Mini-CSPLED haben sich im Vergleich zu 120° Mini-CSPLED und 150° Mini-CSPLED deutlich verbessert. Beeindruckenderweise erreichte 180° Mini-CSPLED BLU mit einer 150 µm dicken QD-Folie eine hervorragende planare Weißlichtquelle mit gleichmäßiger Helligkeit von ca. 86 % für Displays mit Hintergrundbeleuchtung, was für die zukünftige ultradünne Display-Technologie von Bedeutung ist. Wir haben eine hochzuverlässige CSP-Technologie implementiert, die den LED-Chip schützen, die Probleme mit dem Abstrahlwinkel und der Beleuchtungsfläche von LEDs lösen und eine Hintergrundbeleuchtungsquelle für Displays mit guter Helligkeitsgleichmäßigkeit herstellen kann.

Abkürzungen

BLU:

Hintergrundbeleuchtung

CCFL:

Kaltkathoden-Leuchtstofflampe

CdSe:

Cadmiumselenid

GaN:

Galliumnitrid

LCD:

Flüssigkristallanzeige

Mini-CSPLED:

Leuchtdiode im Mini-Chip-Scale-Gehäuse

OLED:

Organische Leuchtdiode

PLED:

Polymer-Leuchtdiode

QDs:

Quantenpunkte

YAG:

Yttrium-Aluminium-Granat


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