211service.com
Het eerste full-color display met Quantum Dots
Onderzoekers van Samsung Electronics hebben het eerste full-color display gemaakt dat gebruik maakt van quantum dots. Quantum-dot-displays beloven helderder, goedkoper en energiezuiniger te zijn dan die in de huidige mobiele telefoons en mp3-spelers.
Helder en buigzaam: Gekleurde kwantumdots en dunne-filmtransistors van oxide werken samen in dit nieuwe prototype van een actieve matrixdisplay.
Het vier-inch diagonale display van Samsung wordt bestuurd met behulp van een actieve matrix, wat betekent dat elk van de kleuren quantum-dot-pixels wordt in- en uitgeschakeld met een dunne-filmtransistor. De onderzoekers hebben het prototype zowel op glas als op flexibel plastic gemaakt, zoals gerapporteerd in Natuurfotonica deze week. We hebben een wetenschappelijke uitdaging omgezet in een echte technologische prestatie, zegt Jong Min Kim, een fellow bij de Samsung Advanced Institute of Technology .
Quantum dots zijn halfgeleider nanokristallen die gloeien wanneer ze worden blootgesteld aan stroom of licht. Ze stoten verschillende kleuren uit, afhankelijk van hun grootte en het materiaal waarvan ze zijn gemaakt. Hun heldere, pure kleuren en lage stroomverbruik maken ze zeer aantrekkelijk voor displays. De meeste computermonitoren en tv's gebruiken energieverslindende LCD's (liquid-crystal displays). Organische light-emitting diode (OLED)-schermen zijn briljanter en energiezuiniger, maar zijn beperkt tot kleine gadgets omdat ze te duur zijn voor tv-schermen en hun organische materialen een beperkte levensduur hebben.
Quantum-dot-schermen zouden minder dan een vijfde van het vermogen van lcd's verbruiken, zegt Samsung-onderzoeker Tae-Ho Kim. Ze beloven helderder en duurzamer te zijn dan OLED's. Bovendien zouden ze kunnen worden vervaardigd voor minder dan de helft van wat het kost om LCD- of OLED-schermen te maken.
Dit potentieel heeft de aandacht getrokken van andere grote beeldschermfabrikanten dan Samsung. LG Display werkt samen met MIT spin-off QD Vision om quantum-dot-displays te ontwikkelen.
Om hun prototype te maken, beginnen de Samsung-onderzoekers met het coaten van een oplossing van kwantumdots op een siliciumplaat en het oplosmiddel te verdampen. Vervolgens drukken ze voorzichtig een rubberen stempel met een geribbeld oppervlak in de quantum-dot-laag, trekken deze eraf en drukken deze vervolgens op het gewenste glazen of plastic substraat. Dit brengt strepen van kwantumdots over op het substraat.
In een kleurendisplay bevat elke pixel rode, groene en blauwe subpixels. Deze kleuren worden gecombineerd in verschillende intensiteiten om miljoenen kleuren te produceren. Door hun stempeltechniek steeds opnieuw te gebruiken, kunnen de onderzoekers een herhaald patroon van rode, groene en blauwe strepen creëren.
Ze brengen de strepen rechtstreeks over op een reeks dunne-filmtransistors. De transistors zijn gemaakt van amorf hafnium-indium-zinkoxide, dat een hogere, stabielere stroom levert dan conventionele transistors van amorf silicium. Het resulterende scherm heeft subpixels van ongeveer 50 micrometer breed en 100 micrometer lang, klein genoeg voor gebruik in schermen van mobiele telefoons.
Dit is een krachtige demonstratie, zegt Seth Coe-Sullivan, medeoprichter en chief technology officer van QD Vision. De afzonderlijke technologische elementen zijn niet per se nieuw. Samsung heeft absoluut veel goede engineering gedaan om alle stukjes op een indrukwekkende manier samen te brengen.
Hij waarschuwt echter dat er nog veel meer onderzoeks- en technische problemen moeten worden opgelost, en dat quantum-dot-displays nog minstens drie jaar verwijderd zijn van commercialisering. De beste quantum-dot-apparaten zijn nog steeds niet zo energiezuinig als OLED's. Ze moeten ook langer meegaan - op dit moment verliezen ze hun helderheid na ongeveer 10.000 uur. Ten slotte zullen onderzoekers manieren moeten ontwikkelen om ze tegen lage kosten en op grote schaal te produceren.