基于量子点@有序介孔复合材料的Micro⁃LED色转换特性

量子点(Quantum dots)由于具有优异的光电特性,广泛应用于发光与显示、太阳能电池、光催化等领域,它的发现和合成获得了2023年诺贝尔化学奖。采用量子点色转换的Micro-LED全彩化显示技术无需巨量转移,有望实现大规模量产,然而,量子点在高强度Micro-LED出光激发下的性能和寿命仍存在局限。基于此,本文研究了基于量子点@有序介孔(QDs@SBA-15)复合材料的Micro-LED色转换技术及其特性,有序介孔分子筛载体独特的孔道结构不仅能够有效提升Micro-LED色转换和光提取效率,且致密的有序介孔材料也一定程度上保障了量子点的稳定性。首先,通过时域有限差分方法(FDTD)建立了Micro-LED仿真模型,探究量子点粒径和有序介孔材料的孔径对光提取效率的影响;基于仿真结果指导,进一步采用物理共混法制备了QDs@SBA-15复合材料,通过透射光谱、荧光激发光谱、紫外-可见光吸收谱等手段对其进行表征并确定浓度配比;最后,将该复合材料与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合固化成膜,并研究了其光致发光性能。实验结果发现,量子点粒径和介孔材料孔径的匹配度以及量子点和有序介孔材料的比例浓度是影响QDs@SBA-15复合材料发光效率及Micro-LED色转换性能的关键因素;通过优化,所得复合材料可获得优异的发光性能以及良好的环境稳定性,相比于纯量子点色转换层,复合材料的光提取效率提升了81.73%,复合材料的环境稳定性提升了14.33%,以Micro-LED作为蓝光光源组成的三基色发光器件工作色域达到了104.52%NTSC。本研究为量子点色转换Micro-LED显示技术提供了理论指导,为实现Micro-LED全彩化开辟了新路径。

多色网点结构提花织物设计与色彩仿真评价

为丰富和改善全彩型提花织物的色彩仿真效果,提出一种由多色网点叠加组合表现的彩色仿真提花织物设计模式。通过对全彩数码图像的原色分离产生多幅分色图,并将其逐一转化为二色值网点图,再重新组合成1幅8色以内的网点图像,结合重纬结构进行提花织物样品设计与织造。对织物样品进行多个测色点的颜色数据采集,并将其与原始数码图像进行色差比较分析。结果表明:相较于一般4色纬影光组织织物样品,多色网点结构提花织物的总色差均值降低了14.21%;进一步按明度值、红绿值和黄蓝值进行分项色差比较发现,多色网点结构提花织物的绿、红、蓝和黄等色值的色差均值分别降低了27.31%、19.72%、13.24%和9.65%,而明度差均值降低了12.88%,证明多色网点结构设计模式的可行性及其更理想的色彩仿真性能。

全彩色碳量子点的制备及其在WLED上的应用

荧光碳量子点是一种新型的、有前途的光致发光纳米材料。由于其多样的理化性质和独特的光学特性,低成本、生态友好、丰富的功能基团等优势,在生物成像、光电器件、光催化、离子检测、靶向药物输运等领域有广阔的应用前景。发光二极管(LED)多年来一直是学术研究的热点,广泛应用于液晶显示、全彩显示和日常照明设备中。许多荧光材料已经被应用于LED的研制;纳米荧光碳量子点因其具有荧光发射波长可调、发光性能稳定、环境友好、原材料丰富、成本低廉等优点在光电器件方面有着极大的应用前景。但目前碳量子点的可控制备依然是个挑战,大多数碳量子点的荧光发射波长主要集中在蓝、绿光波段,且量子产率偏低,限制了碳量子点在该领域的发展。因此,合成覆盖全光谱的荧光碳量子点并简单分析其发光机理可以极大地推动碳量子点在白光LED领域的应用。以柠檬酸三胺为前驱体,以多种低毒、廉价的酸试剂为修饰剂,采用一步溶剂热法成功制备了全色荧光碳量子点,并用荧光光谱仪、透射电镜、 X射线衍射仪、拉曼光谱仪、 X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计及傅里叶变换红外光谱仪对制备的碳量子点进行了表征分析。结果表明,所制备的碳量子点尺寸均匀,分散性好,发射的荧光由蓝色逐渐变为红色,发射峰值波长在450~650 nm之间可调,其荧光量子产率均在30%以上,红色碳量子点的量子产率高达38.75%,且表面富含羧基和羟基,具有很强的亲水性。通过不同酸试剂控制碳量子点的石墨化程度和表面羧基的数量,简单探究了碳量子点的发光机理。通过向环氧树脂中添加一种或多种颜色的碳量子点制备了全彩发射CQDs/环氧树脂复合薄膜,并制备了三种具有高显色指数的白光LED,其中暖白光LED的CIE色坐标为(0.43,0.39),相关色温为3 913 K,显色指数为86;制备的中性白光LED的CIE色坐标为(0.37,0.37),相关色温为4 170 K,显色指数为85.5;制备的冷白光LED的CIE色坐标为(0.30,0.34),相关色温为6 857 K,显色指数为80.4。该研究为开发低成本全彩色荧光薄膜和发光器件的替代荧光粉提供了一种新思路。

量子点液晶显示应用技术的进展与展望

液晶显示是目前广泛应用的显示技术,然而常用的LED背光荧光粉的宽光谱特点限制了其色彩显示能力和总流明效率的进一步提升。量子点具有窄发射光谱和高荧光效率等优势,为提高液晶显示色彩品质和感知亮度提供了新技术路线。本文介绍了量子点液晶显示(QD-LCD)应用的结构设计和材料体系,探讨了量子点应用存在的材料稳定性、背光设计难度和制备成本等问题。针对液晶显示应用的低成本、低毒性和易集成需求,讨论了钙钛矿量子点的应用前景,特别是进一步扩展量子点适用性的解决方案,如彩膜透过率光谱交叉、偏振片的能量损失等问题。

高色纯度荧光碳点的制备和应用研究进展

窄带宽的高色纯度发光材料在超高清显示和照明、超分辨成像和传感、生物成像以及防伪等领域具有广泛用途。目前研究和发展的高色纯度荧光材料主要是Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点、卤化物钙钛矿纳米晶等。这些材料普遍含有剧毒的过渡金属离子镉和铅等,且环境稳定性较低。与之相比,碳点具有不含重金属离子、光/化学稳定性高、毒性低和原料来源广泛的优点。因此,发展碳点基高色纯度发光材料具有重要的理论和现实意义。基于此,本文系统总结高色纯度碳点在合成与应用方面的国内外研究进展,重点讨论前驱体种类、合成方法等对碳点发光位置和发光峰色纯度的影响,以及在LED、传感和成像等领域的研究进展。展望高色纯度碳点在规模合成、光谱特性如发光位置调制、色纯度和发光效率提升、发光机理研究以及新应用领域拓展方面所面临的机遇和挑战。

基于量子点膜色转换的Micro LED全彩显示像素点仿真研究

从仿真角度出发,分析设计了基于量子点膜色转换方案像素点的整体结构模型,首先构建了蓝光Micro LED(micro light‑emitting diode,Micro LED)结构模型,研究了表面粗化和二维光栅两种提升Micro LED光提取效率(light extraction efficiency,LEE)的表面微结构;然后分别分析了有无该结构的蓝光Micro LED与侧壁挡光介质结合组成蓝色子像素点的LEE和光强分布随侧壁倾角变化的趋势;接着优化了量子点膜的模型参数,并分析了有无表面微结构的蓝光Micro LED对红绿子像素点光转换效率和光强分布的影响;最后对上述不同结构全彩像素点整体的色偏性能做了对比研究。仿真结果表明,具备表面粗化蓝光Micro LED和侧壁反射型挡光介质的像素点在0°~50°倾角下均可获得较大的正面LEE和低于0.02的色偏,相比其他结构更适合于量子点膜色转换方案。

基于原子层沉积的量子点色彩转换膜封装

量子点色转换是实现新型显示器件全彩化和提升显示色域的一种有效策略,但量子点环境稳定性差限制了其应用和发展。本文基于具有自限制表面反应特性的原子层沉积工艺,探索了在量子点色彩转换膜上原位生长致密的氧化铝封装膜,该封装方法将具有高光透过率、高致密的材料与贴合紧密的工艺有效结合。仿真结果表明,氧化铝封装的量子点色彩转换膜的出光强度达到了未封装的94.9%。并且,实验结果也表明,氧化铝封装基板的光透过率是空白基板的96.4%,而且封装后的量子点色彩转换膜在高温高湿(85℃,85%RH)环境中工作240 h后,光转换效率仍然保持初始的60.8%,比未封装的光转换效率(11.43%)提升了63.9%。该封装方法实现了在量子点色彩转换膜出光强度不受影响的同时,有效提升量子点色彩转换膜的稳定性,为量子点色彩转换膜的稳定性提升提供了一条可行思路,同时扩展了原子层沉积工艺在光电显示领域的应用,具有重要的科学意义和应用前景。

非规则网点库设计及其织物灰度色阶呈色性能与评价

针对缎纹影光组织对均匀过渡的黑白渐变色呈现不稳定的问题,文章提出一种非规则几何网点库设计方法,并比较分析了采用该网点库的织物色卡呈色性能。通过将2组不同尺寸的非规则网点库和2组不同加强方向的缎纹影光组织库,应用于黑白渐变色阶和灰度图像,设计织造了4组色卡织物和4幅提花织物样品。在分别考察了4组色卡织物测色数据与原渐变色阶之间明度差的基础上,进一步分析了两者之间的结构相似性,结果表明:2组非规则网点色卡织物相对于2组影光组织色卡织物,与黑白渐变色阶之间的明度差均值降低了10.2%;在色阶标准差上,前者较后者下降了38.8%;在结构相似性(Structural Similarity,SSIM)方面,前者的SSIM均值较后者的提高了52.9%,3项评价指标均表明非规则网点织物具有更好的灰度仿真表现。4幅提花织物样品的灰度仿真效果直观展示了上述研究结果。

钙钛矿量子点玻璃背光应用

随着人们生活水平和社会经济的提升,对具有优良显色性和色彩再现力的液晶显示器的需求急剧增加。然而,商业使用的传统稀土掺杂的荧光粉转光层由于发射半峰宽太宽已经无法满足宽色域显示的需求,因此迫切需要开发一种新材料以实现宽色域显示。钙钛矿量子点玻璃因其优异的光学性能与卓越的稳定性被认为是背光显示器中传统荧光粉转光层的理想替代品,在显示行业具有广泛的应用前景。本文综述了钙钛矿量子点玻璃背光结构的应用方式,并对近年来钙钛矿量子点玻璃在背光应用的研究现状与发展中所面临的挑战进行了概括,最后对其进行了展望。

应用于液晶显示背光的量子点光转换膜研究进展

胶体量子点由于具有宽吸收、窄发射、可溶液加工等优异光学特性,可以赋能液晶显示技术实现高色域的画质效果而获得越来越多的产业应用,目前应用范围较广的产品为量子点光转换膜。典型的量子点光转换膜为上下阻隔膜加中间量子点树脂的三明治结构:上下阻隔膜起到隔绝水、氧,实现保护量子点中间层的作用;量子点树脂层为实现量子点光转换效果的重要载体,一般包含红色和绿色量子点材料,在背光蓝色LED的激发下发射红光和绿光,并与透过的蓝光一起实现R/G/B的三基色白光,可以实现100%NTSC以上色域覆盖。量子点光转换膜从最开始昂贵的高阻隔(10^(-3)~10^(-4)g·m^(-2)·day^(-1))方案逐渐发展为高性价比的较低阻隔(10^(-1)g·m^(-2)·day^(-1))技术方案,进而使产品应用得到普及。其产品形态也从最开始的大尺寸电视产品1397~2159 mm(55~85 in),逐步渗透到显示器、笔记本、车载、平板、VR以及可穿戴等中小尺寸显示产品等。因其能够大幅提高产品的色彩显现力和产品附加值,从而获得品牌客户和消费者越来越多的认可。本文从量子点光转换膜的结构、功能着手,综述了量子点光转换膜的技术发展过程、最新的研究进展、标准研制情况以及市场发展趋势等。

基于色标点印报机自动套准系统设计

随着印报业的发展,印报机的自动化程度大大提高。印报机自动套准系统的应用也越来越普遍。本文介绍基于色标点的印报机自动套准系统。详细描述色标点套准的原理和系统的构成及特点。系统利用工业摄像机和色标传感器获取套准色标点的图像,对图像进行处理,计算出色标点的相对偏差。基于色标点的相对偏差,由控制器和PLC调节各个印刷轴的位置来实现套准。系统基于传感器、数据传输、计算机控制、图像处理和软件开发等技术,保证了套准系统的高精度和稳定性。

水洗麻赛尔/羊毛/锦纶/丝落棉彩点花呢的开发与生产实践

介绍了水洗麻赛尔/羊毛/锦纶/丝落棉彩点花呢的生产过程,探讨该产品的设计、纺纱、织造、后整理等过程需要解决的关键技术问题。水洗麻赛尔/羊毛/锦纶/丝落棉彩点花呢以加入新型绿色环保的麻赛尔纤维、活泼俏皮的彩点,及后整理轻水洗工艺为亮点,经染色、纺纱、织造、后整理,形成能够自然呼吸,具有抗菌抑菌、防霉功能的生态型彩点花呢,是一种新型时尚、绿色环保的生态纺织面料,既满足了人们对服装面料轻便舒适、安全环保、易护理等性能的要求,同时也丰富了面料特有的产品功能内涵,使服装面料的穿着性能更加优化,是制作休闲装的理想面料。

一个新的彩色印品图象检测与识别系统

提出了一种新的基于数字图象处理和模式识别技术的彩色印品网点图像检测与分色方法,并依此设计了一种新的网点检测和识别系统—DIA系统。在DIA系统中,针对网点图象的特点,采用模糊聚类技术获取数据样本,并构建粗分器和精分器来对显微网点图象中的各像素进行颜色模式分类。

一种彩色印刷图像网点检测与识别算法的研究

针对当前印刷图像色彩检测和控制的方式及设备存在的不足 ,提出了一种新的基于数字图像处理和模式识别技术的网点检测与分色方法 ,并依此设计出了基于色度检测法的网点检测和识别系统———DIA系统 ;最后通过实验验证了该方法的有效性。

预览搜索中基于颜色的两种自上而下加工

预览搜索(preview search)研究是近几年来注意选择研究领域新的热点。本研究将预览搜索任务和探测任务相结合,通过两个实验证明了预览搜索中存在基于颜色的自上而下加工。在每次实验中,先出现预览项目,然后让被试根据有无提示音完成搜索任务或探测任务。在实验一中,探测点的颜色为旧项目同色和无关色两种;在实验二中,探测点的颜色为新项目同色和无关色两种。结果发现,旧项目同色的探测子的反应时长于无关色反应时,而新项目同色的探测子的反应时短于无关色反应时。笔者认为这是由于在预览阶段,可能存在两种自上而下加工,一种是主要基于旧项目颜色的抑制定势,另一种是基于靶子颜色的预期定势。这两种自上而下的调控机制可以解释预览效应的原因,同时利用颜色等特征的格式塔组织也在预览搜索中起着重要的作用。

数字真网点打样质量控制与评价

数字打样主要以输出调频网点样张的形式再现原稿颜色,无法通过观察网点形态来衡量印刷效果并反映印刷过程中存在的问题。使用加网后数据控制打印机模拟调幅网点进行真网点打样,实验将色差作为主要质控参数,证明了优化后样张质量得到明显提高,并从网点形态还原、网点传递特性、色彩还原效果等方面对样张进行了分析与评价。结果表明,真网点打样不仅能从色彩方面再现印刷效果,更在网点形态模拟方面具有普通数字打样无法替代的优点,可为客户提供真实可预见的印刷效果。

高保真六色印刷复制色域分析

为了得到高保真六色印刷复制色彩传递的一般规律以及六色印刷复制网点传递的一般规律,通过一系列的印前处理、色彩管理原理及技术,结合各种色彩管理软件,并根据高保真印刷的特点,在二阶调频加网条件下,制作出六色高保真复制测试版,通过对测试版色块的色度测量,得到六色印刷复制的色彩特性文件,然后对色彩特性文件进行分析,获得六色印刷复制的色域,通过与四色传统印刷、数字印刷、以及喷墨打印等色域的对比,得到六色印刷在色域方面的特点,并且根据得到的六色色彩特性文件对图像进行分色测试。此外,还对高保真六色印刷的网点面积率进行了测量,得到了六色印刷复制的网点传递规律。实验结果表明:增加原色墨数可以有效地增加印刷品的色域;六色印刷复制的色域比四色印刷的色域可以扩大20%以上;四色数字印刷机的色域与传统四色印刷的色域基本吻合;八色喷墨打印机的色域略大于六色印刷复制的色域,但是在部分颜色区域六色印刷更具优势,超过了八色喷墨打印机;用于六色印刷复制的二阶调频网点扩大量较高,其峰值超过25%。

基于网点结构形态的印刷色彩再现研究

以调幅网点和同心圆网点作为主要研究对象,分析了网点结构对网点呈色特性的影响,应用Clapper-Yule颜色预测模型和Lambert-Beer法则,解释了同心圆网点高饱和度色彩再现的机理,并通过实验对理论分析进行了验证。结果表明:网点内部结构的差异会影响色彩再现质量,同心圆网点环形内部结构是影响其印刷呈色的重要因素;同心圆网点的色彩表现力优于调幅网点,特别是在饱和度再现上优势明显。

数码打样色彩质量评价方法的研究

目的研究数字化工作流程条件下数码打样色彩复制质量精准高效的评价方法。方法将IT8.7/4色表1617个色块进行分区,并分析各分区色差、网点扩大和L值阶调复制曲线与数码样张色彩质量的内在关系,最后统计影响数码样张色彩质量的关键点。结果实验表明1617色表各分区平均色差都在0.5左右,最大色差在3以内,且L值阶调复制曲线光滑平整,这说明色彩复制质量较好。但黄色的点色差比较大,复制曲线不光滑,阶调丰富性再现不好,故应调节与黄相关的参数,提高色彩复制质量。结论综合色差、网点扩大和L值阶调复制曲线与数码打样色彩质量之间的关系,验证了色彩质量评价方案的可行性和精准性。

彩色印刷图像平面呈色模型的验证与应用研究

介绍彩色印刷网点图像平面呈色模型的基本內容,用FORCA及笔者自测的数据,采用回归及曲线拟合算法,建立IT8.7/3标准色谱中三色胶印色块的平面方程,列出具体的平面方程系数和曲线系数,并做了详细的误差分析,验证了平面模型的正确性,并对此呈色模型的进一步研究与应用前景做了初步探索。