Pierwszy kolorowy wyświetlacz z kropkami kwantowymi

Naukowcy z Samsung Electronics stworzyli pierwszy kolorowy wyświetlacz wykorzystujący kropki kwantowe. Wyświetlacze z kropkami kwantowymi obiecują być jaśniejsze, tańsze i bardziej energooszczędne niż te, które można znaleźć w dzisiejszych telefonach komórkowych i odtwarzaczach MP3.

Jasne i giętkie: W tym nowym prototypie wyświetlacza z aktywną matrycą współpracują ze sobą kolorowe kropki kwantowe i tlenkowe tranzystory cienkowarstwowe.

Czterocalowy wyświetlacz Samsunga o przekątnej jest sterowany za pomocą aktywnej matrycy, co oznacza, że ​​każdy z jego kolorowych pikseli w postaci kropek kwantowych jest włączany i wyłączany za pomocą cienkowarstwowego tranzystora. Naukowcy wykonali prototyp na szkle, a także na elastycznym plastiku, jak donosi w Fotonika przyrody w tym tygodniu. Przekształciliśmy wyzwanie naukowe w prawdziwe osiągnięcie technologiczne, mówi Jong Min Kim, pracownik the Zaawansowany Instytut Technologii Samsung .

Kropki kwantowe to półprzewodnikowe nanokryształy, które świecą pod wpływem prądu lub światła. Emitują różne kolory w zależności od rozmiaru i materiału, z którego są wykonane. Ich jasne, czyste kolory i niskie zużycie energii sprawiają, że są bardzo atrakcyjne dla wyświetlaczy. Większość monitorów komputerowych i telewizorów wykorzystuje energochłonne wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD). Organiczne wyświetlacze z diodami elektroluminescencyjnymi (OLED) są bardziej błyskotliwe i energooszczędne, ale ograniczają się do małych gadżetów, ponieważ są zbyt drogie dla ekranów telewizyjnych, a ich materiały organiczne mają ograniczoną żywotność.

Wyświetlacze z kropkami kwantowymi zużywają mniej niż jedną piątą mocy wyświetlaczy LCD, mówi badacz Samsunga, Tae-Ho Kim. Obiecują, że będą jaśniejsze i trwalsze niż diody OLED. Co więcej, można by je wyprodukować za mniej niż połowę kosztów produkcji ekranów LCD lub OLED.

Potencjał ten zwrócił uwagę innych dużych producentów wyświetlaczy niż Samsung. LG Display współpracuje z MIT spinoff Wizja QD do opracowania wyświetlaczy z kropkami kwantowymi .

Aby stworzyć prototyp, naukowcy z Samsunga zaczynają od nałożenia roztworu kropek kwantowych na silikonową płytkę i odparowania rozpuszczalnika. Następnie delikatnie wciskają gumową pieczątkę o prążkowanej powierzchni w warstwę kropek kwantowych, odklejają ją, a następnie dociskają do pożądanego podłoża szklanego lub plastikowego. Przenosi to paski kropek kwantowych na podłoże.

Na kolorowym wyświetlaczu każdy piksel zawiera czerwone, zielone i niebieskie subpiksele. Te kolory są łączone w różnej intensywności, aby uzyskać miliony kolorów. Stosując w kółko swoją technikę stemplowania, naukowcy mogą stworzyć powtarzający się wzór czerwonych, zielonych i niebieskich pasków.

Przenoszą paski bezpośrednio na szereg cienkowarstwowych tranzystorów. Tranzystory są wykonane z amorficznego tlenku hafnu-indu-cynku, który zapewnia wyższy, bardziej stabilny prąd niż konwencjonalne tranzystory z amorficznego krzemu. Wynikowy wyświetlacz ma subpiksele o szerokości około 50 mikrometrów i długości 100 mikrometrów, wystarczająco małe, aby można je było zastosować w ekranach telefonów komórkowych.

To potężna demonstracja, mówi Seth Coe-Sullivan, współzałożyciel i dyrektor ds. technologii QD Vision. Poszczególne elementy technologii niekoniecznie są nowe. Samsung zdecydowanie wykonał dużo dobrej inżynierii, aby złożyć wszystkie elementy w imponujący sposób.

Ostrzega jednak, że do rozwiązania jest o wiele więcej problemów badawczych i inżynieryjnych, a wyświetlacze z kropkami kwantowymi są jeszcze co najmniej trzy lata od komercjalizacji. Najlepsze urządzenia z kropkami kwantowymi wciąż nie są tak energooszczędne jak diody OLED. Muszą też trwać dłużej — w tej chwili zaczynają tracić jasność po około 10 000 godzinach. Wreszcie naukowcy będą musieli opracować sposoby ich wytwarzania przy niskich kosztach i na dużą skalę.

ukryć