Czy następcą OLED będzie wyświetlacz kwantowy?

Tempo wyścigu technologicznego w opracowywaniu coraz to lepszych ekranów jest już tak duże, że kończy się powoli arsenał środków konwencjonalnych. Sytuacja jest na tyle krytyczna, że inżynierowie powoli sięgają tam, gdzie z logiką i rozsądkiem bywa różnie - do fizyki kwantowej.

Technologia w kropce

Ekran kwantowy składa się z kropek kwantowych. Kropki te to półprzewodnikowe nanokryształy, które w odpowiednich warunkach emitują światło o różnej barwie. Technologia ta różni się zasadniczo od CRT oraz LCD, ale ma dużo wspólnego z aktualnie popularnymi OLED-ami. Chodzi przede wszystkim o emisję światła na żądanie.

Ekrany kwantowe łączą zalety organicznych i nieorganicznych technik emisji obrazu. Jak wiadomo, ekrany OLED charakteryzują się obecnie najwyższą jakością reprodukcji barw (pokonano już kilka niedogodności, jak np. przesycenie obrazu), ale są nietrwałe i szczególnie podatne na wilgotność i utlenianie. Kwantowe kropki nie borykają się z tym problemem dostarczając jednocześnie obraz tak samo klarowny i ostry jak OLED. A zatem, czy QLED będzie kolejnym krokiem w rozwoju wyświetlaczy?

Choć pomysł na wykorzystanie kwantowych kropek w produkcji wyświetlaczy pojawił się już w 1990 r., to dopiero teraz naukowcy zorientowali się, jak wielki potencjał drzemie w tej technologii. Okazuje się, że poziomy energetyczne kropki kwantowej są ściśle związane z jej rozmiarem. Przykładowo, kropka kwantowa wykonana z selenku kadmu (urocza nazwa związku...) o rozmiarze 5 nm emituje czerwień. Z kolei stworzenie kropki o rozmiarze 1,5 nm zaowocuje pięknym fioletem. Warto zaznaczyć, że emisja fotonów zwiększa się wraz ze zmniejszeniem kropki. Jak tworzy się takie kropki? Zerknijcie na film poniżej.

Oczywiście cała ta operacja nie jest taka prosta. Zmuszenie elektronów i dziur elektronowych do spotkania się w kwantowej kropce to nie lada wyzwanie. Okazuje się, że organiczne materiały znacznie aktywniej wpływają na przyciągnie dziur elektronowych niż elektronów. Zaburzenie tej równowagi nie jest mile widziane. Opracowano zatem specjalną powłokę hamującą dziury (a właściwie trzy powłoki - Alq3, BCP oraz TAZ). To ostatecznie rozwiązało problem i umożliwiło adopcję podstaw technologii OLED do rozwiązań QLED.

Proces produkcji powłoki kwantowej określa się mianem "spin-casting". Roztwór kwantowych kropek w materiale organicznym jest poddany wirowaniu by rozłożyć "ekran" równomiernie na całej powierzchni.

Wady i zalety

Paleta barw będzie o 30% większa niż jest to w przypadku najlepszych istniejących ekranów. Dołóżmy do tego niski pobór mocy, wysoką jasność, giętkość i brak problemów z żywotnością i mamy gotowy przepis na fantastyczny ekran. Ale...

Są też wady tego rozwiązania. Właściwie jedna wada, ale dość istotna. Wciąż istnieje problem z reprodukcją barwy niebieskiej. Otóż emisja niebieskiego wymaga zmniejszenia kropki do absolutnie minimalnych rozmiarów, co nie jest proste. Kolor niebieski może być mniej nasycony niż pozostałe barwy.

Czy mamy zatem godnego następcę OLED? QD Vision (jeden z producentów nanomateriałów wykorzystywanych do konstrukcji matryc QLED) ocenia wartość rynku QLED na 2 miliardy dolarów (projekcja na 2014 r.). Pierwszy kolorowy prototyp zaprezentowano już w 2011 r. Widoczny na filmie poniżej emituje barwy o dość równomiernym nasyceniu, co dobrze wróży na przyszłość.