En kvanteprikker er en displayenhed, der bruger kvanteprikker til at producere rødt, grønt og blåt lys. I øjeblikket er der kommercielle modeller af skærme baseret på quantum dot lysemitterende dioder (QD-LED eller QD-OLED).
QLED (fra engelsk. quantum dot , "quantum dot") er markedsføringsnavnet for teknologien til fremstilling af LCD-skærme med LED-baggrundsbelysning på kvanteprikker fra Samsung . En lignende teknologi fra LG Electronics hedder NanoCell, fra Sony - Triluminos [1] , fra SHARP - Q-COLOUR, fra Hisense - ULED.
Kvanteprikker er krystaller, der lyser, når de udsættes for strøm eller lys. De udsender forskellige farver afhængigt af størrelsen og materialet, de er lavet af. Forskerne siger, at quantum dot-skærme kan have op til fem gange lavere strømforbrug end konventionelle LCD'er , samt en længere levetid end OLED - skærme. Det hævdes også, at fremstillingsomkostningerne kan være det halve af LCD- og OLED-skærme [2] .
Ifølge skaberne giver det lavere energiforbrug end andre teknologier, herunder OLED, og lave produktionsomkostninger (som elektronisk papir, OLED-skærme (og til en vis grad også LCD), hævder at være hovedteknologien inden for fleksible skærme ). Samtidig er lysstyrke og kontrast meget højere end for konkurrerende teknologier .
At lave en hel tv-skærm ud af kvanteprikker i stedet for blot at bruge dem som baggrundsbelysning, var det oprindelige mål med QD Vision. Det var meningen at det skulle tage strukturen af en OLED -enhed , men bruge kvanteprikker som et emissionslag [3] . De producerer monokromatisk lys og er derfor mere effektive end hvide lyskilder [4] . QD-LED-skærme vil bruge elektroluminescerende kvanteprikker som emitterende elementer drevet af en aktiv matrix af tyndfilmstransistorer ( TFT'er ).
I øjeblikket er der kun laboratorieprøver af elektroemissionsskærme. Indtil videre bruger alle kommercielle produkter fotoluminescerende kvanteprikker til baggrundsbelysning af flydende krystalskærme. Som det viste sig, er brugen af kvanteprikker til at opnå ren spektral farve en relativt billig måde at give tæt på naturlig farvegengivelse for flydende krystalmatricer.
På farveskærme indeholder hver pixel en rød, grøn og blå underpixel. Disse farver kombineres med varierende intensiteter for at producere millioner af nuancer. Forskerne var i stand til at skabe gentagelige mønstre af røde, grønne og blå striber ved at gentage den litografiske aflejringsteknik mange gange. Strimlerne påføres direkte på matrixen af tyndfilmstransistorer. Transistorerne er lavet af amorft indium - gallium - zinkoxid ( IGZnO ), som har højere elektronmobilitet og er en halvleder af elektronisk konduktivitetstype med bedre stabilitet end amorf hydrogeneret silicium (a-Si) transistorer. Den resulterende skærm har underpixels omkring 50 mikrometer brede og 10 mikrometer lange, små nok til at blive brugt i telefonskærme [2] .
Ideen om at bruge kvanteprikker som lyskilde blev først udviklet i 1990'erne. .
I begyndelsen af 2000'erne begyndte videnskabsmænd at indse kvanteprikkernes fulde potentiale som den næste generation af skærme. I 2004 blev QD Vision Laboratory (USA, Lexington (Massachusetts) ) grundlagt for at udvikle QLED- teknologi . Det fik efterfølgende følgeskab af LG Electronics og Samsung Electronics .
I februar 2011 præsenterede forskere fra Samsung udviklingen af den første fuldfarveskærm baseret på kvanteprikker - QLED. Den 4-tommer skærm blev drevet af en aktiv matrix , hvilket betyder, at hver kvantepunktfarvepixel kunne tændes og slukkes af en tyndfilmstransistor . Forskerne lavede en prototype på glas og fleksibel plast. For at skabe en prototype påføres et lag af en opløsning af kvanteprikker på siliciumpladen, og et opløsningsmiddel sprøjtes. Laget af kvanteprikker presses derefter forsigtigt ind i et gummistempel med en kamoverflade, pilles af og stemples på glas eller fleksibel plast. Sådan aflejres striber af kvanteprikker på et substrat [5] .
Anvendelsen af meget giftig cadmium, som hovedsageligt blev brugt til fremstilling af kvanteprikker, er begrænset til 0,01 vægtprocent af et homogent materiale [6] . Samsung samarbejdede med Dow Chemical i 2015 for at løse problemet ved at bruge materialer indeholdende indium i stedet for cadmium [7] . LG samarbejder også med Dow Chemical og LG Chem for at skabe cadmium-fri kvantepunktteknologi .
Alle eksisterende skærme, der hævder at være QLED, er faktisk LCD -matrix med quantum dot LED-baggrundsbelysning , det vil sige, at deres eneste fordel i forhold til LCD er den udvidede farveskala . Sammenlignet med OLED - tv'er ( hvor selve pixels er små LED'er) ved hjælp af elektroluminescens, har QLED-tv'er ikke ægte sort og uendelig kontrast, de bruger fotoluminescens - genudsendelse af lys i et andet frekvensområde. I analogi er LED TV heller ikke elektroluminescerende stråling som OLED, men en type baggrundsbelysning, hvor et panel af lysdioder (LED) bruges i stedet for de tidligere brugte kold katode lysstofrør.
Teknologien blev udviklet af QD Vision og brugt i Sony TV'er udgivet i 2013 [8] , TCL Corporation , Hisense (K7100) [9] .
Lys fra en blå LED passerer gennem et rør fyldt med røde og grønne kvanteprikker, som fluorescerer og genererer rødt og grønt lys. Der kommer hvidt lys ud af røret, der består af en blanding af den originale rene blå, ren røde og ren grønne. Baggrundslysrør er placeret i kanterne af skærmen [10] .
Navnet tilhører Samsung, men det er tilladt at blive brugt af alle medlemmer af QLED Alliance, oprettet i april 2017 [11] .
Teknologien er udviklet af Nanosysog præsenteret på SID- udstillingeni 2011. Den er designet til at forbedre farveskalaen, lysstyrken og kontrasten på skærmen. Denne teknologi bruges i Samsung , TCL Corporation , Hisense , Philips TV'er , Amazon Kindle Fire HD 7 tablet, ASUS Zenbook NX-500 bærbar.
I LCD-paneler tilføjes en film imprægneret med tilfældigt fordelte kvanteprikker i to forskellige størrelser mellem den blå LED-baggrundsbelysning og det flydende krystal-lag (LCM) - det ene udsender grønt lys, det andet udsender rødt. Rødt og grønt lys blandes med uabsorberet blåt lys for at danne hvidt. Det passerer derefter gennem et sub-pixel farvefilter (BEF).
Teknologien dukkede op i 2018, og tv'er med QDOG-skærme skulle dukke op i 2019. Teknologien gør det muligt at gøre tv'er tyndere og billigere [13] .
Kvanteprikker aflejres på en tynd glasplade, der fungerer som lysleder.
Teknologien eliminerer behovet for et farvematrixfilter. I stedet for grønne og røde subpixels bruges celler med kvanteprikker, i stedet for en blå subpixel bruges et transparent spredningslag, der transmitterer blåt lys fra LED-baggrundsbelysningen. Metodens kompleksitet ligger i, at kvanteprikker skal placeres meget tæt på hinanden, så blåt lys ikke passerer mellem dem og ikke forstyrrer opnåelsen af rene farver. Nanosys i samarbejde med blækproducenten Dic Corporationudviklet en metode til påføring af kvanteprikker ved hjælp af inkjet print, som blev præsenteret i 2017 [14] .
Teknologien blev introduceret af LG Display i 2017 på CES [15] . Det gjorde det muligt at udvide farveskalaen og øge betragtningsvinklen.
Traditionelle IPS-skærme er typisk udstyret med hvid lysdiode (WLED) baggrundsbelysning, som giver dem mulighed for at gengive farver i standard RGB-farverum. I Nano IPS-teknologien påføres et lag af nanopartikler (deraf navnet Nano IPS) på hvide LED'er (og ikke på et ekstra lysspredende lag, som i QLED) - kvanteprikker med en størrelse på mindre end 2 nm. De absorberer lys ved visse bølgelængder, såsom uønskede nuancer af gul og orange, hvilket forbedrer troværdigheden af røde nuancer [16] .
LG Electronics bruger Cadmium-fri Nanoco Quantum Dotsleveret af Dow Chemical .
Distributøren MMD (Philips Monitors ) og QD Vision annoncerede, at Kina har lanceret verdens første kvanteprikmonitor . Skærmene er produceret af Hongkong- virksomheden TPV Technology , som købte Philips -mærket i 2011-2014 [17] . Vi taler om 27-tommer 276E6ADS-skærmen, som takket være QD Vision-teknologien giver os mulighed for at tale om fremkomsten af professionelle skærme til prisen for forbrugermodeller. Den blev præsenteret på CES 2015. Enheden er baseret på et IPS-panel, en panelopløsning på 1920x1080 pixels, en responstid på 4 ms og en maksimal lysstyrke på 300 cd/m². Skærmen dækker 99 % af Adobe RGB -pladsen [18] .
2013: Sony W900-serien TV (Ultra HD 55W900 model) [ 19] og X900 (65X900, 55X900) [8] , Amazon Kindle Fire HDX 7 tablet [20] .
2014: ASUS introducerede Zenbook NX500 på Computex med en QDEF-skærm (Quantum Dot Enhancement Film) [21] .
2015: TV fra TCL Corporation , Hisense , Samsung , LG Electronics [22] .
2016: Direkte skærm-tv fra Samsung Q9F- og Q7F-serien (75-, 65- og 55-tommer modeller).
2017: Samsung Q7C (49" og 55" og Q8C (55", 65" og 75") tv'er med buet skærm og Samsungs skærme i CHG90- og CHG70-serien. Bogstavet "C" i serien betyder "buet" (buet). Ved CES 2017 omdøbte Samsung sin baggrundsbelysningsteknologi til "SUHD" til "QLED" [23] . TV fra LG SJ9500, SJ8500 og SJ8000 serierne. Også i år er Acers Quantum Dot Iconia Tab 10 [24] tablet , Acer Predator X27 gaming-skærme og ASUS ROG Swift PG27UQ dukket op.
2018: ASUS ProArt PA32UC-skærm [25] .
Ifølge Seth Coe-Sullivan, grundlægger og administrerende direktør for QD Vision, er mange problemer blevet løst af Samsungs forskere og ingeniører, men de bedste quantum dot-enheder er ikke så effektive som OLED-skærme. Det er også nødvendigt at øge levetiden, da lysstyrken på QLED-skærme begynder at falde efter 10.000 timer [2] .
| Displayteknologier _ | |
|---|---|
| Video vises |
|
| Ikke-video |
|
| 3D-skærme |
|
| Statisk | |
| se også |
|