Kvantový tečkový displej je zobrazovací zařízení, které využívá kvantové tečky k produkci červeného, zeleného a modrého světla. V současné době existují komerční modely displejů na bázi kvantových teček (QD-LED nebo QD-OLED).
QLED (z angl. quantum dot , „quantum dot“) je marketingový název pro technologii výroby LCD obrazovek s LED podsvícením na kvantových tečkách od Samsungu . Podobná technologie od LG Electronics se nazývá NanoCell, od Sony - Triluminos [1] , od SHARP - Q-COLOUR, od Hisense - ULED.
Kvantové tečky jsou krystaly, které svítí, když jsou vystaveny proudu nebo světlu. Vyzařují různé barvy v závislosti na velikosti a materiálu, ze kterého jsou vyrobeny. Vědci tvrdí, že displeje s kvantovými tečkami mohou mít až pětkrát nižší spotřebu energie než konvenční LCD a také delší životnost než displeje OLED . Také se tvrdí, že výrobní náklady mohou být poloviční než u LCD a OLED displejů [2] .
Podle tvůrců poskytuje nižší spotřebu energie než jiné technologie, včetně OLED, a nízké výrobní náklady (jako elektronický papír, OLED displeje (a do určité míry také LCD), tvrdí, že jsou hlavní technologií flexibilních displejů ). Jas a kontrast jsou přitom mnohem vyšší než u konkurenčních technologií .
Původním cílem QD Vision bylo vytvořit celý televizní displej z kvantových bodů, spíše než je používat jako podsvícení. Mělo převzít strukturu OLED zařízení , ale jako emisní vrstvu používat kvantové tečky [3] . Produkují monochromatické světlo a jsou tedy účinnější než zdroje bílého světla [4] . QD-LED displeje budou využívat elektroluminiscenční kvantové tečky jako emitující prvky poháněné aktivní matricí tenkých filmových tranzistorů ( TFT ) .
V současné době jsou k dispozici pouze laboratorní vzorky elektroemisních displejů. Dosud všechny komerční produkty využívají k podsvícení displejů z tekutých krystalů fotoluminiscenční kvantové body. Jak se ukázalo, použití kvantových teček k získání čisté spektrální barvy je relativně levný způsob, jak zajistit téměř přirozenou reprodukci barev pro matrice z tekutých krystalů.
V barevných displejích obsahuje každý pixel červený, zelený a modrý subpixel. Tyto barvy jsou kombinovány s různou intenzitou a vytvářejí miliony odstínů. Vědci byli schopni vytvořit opakovatelné vzory červených, zelených a modrých pruhů mnohonásobným opakováním techniky litografické depozice. Pásky se nanášejí přímo na matrici tenkovrstvých tranzistorů. Tranzistory jsou vyrobeny z amorfního oxidu india - galia - zinku (IGZnO), který má vyšší pohyblivost elektronů a je elektronovým vodivostním polovodičem s lepší stabilitou než amorfní hydrogenované křemíkové (a-Si) tranzistory. Výsledný displej má subpixely o šířce asi 50 mikrometrů a délce 10 mikrometrů, které jsou dostatečně malé pro použití na obrazovkách telefonů [2] .
Myšlenka použití kvantových teček jako zdroje světla byla poprvé vyvinuta v 90. .
Na počátku 21. století si vědci začali uvědomovat plný potenciál kvantových teček jako další generace displejů. V roce 2004 byla založena QD Vision Laboratory (USA, Lexington (Massachusetts) ) za účelem vývoje technologie QLED . Následně se k ní připojily LG Electronics a Samsung Electronics .
V únoru 2011 představili vědci ze Samsungu vývoj prvního plnobarevného displeje založeného na kvantových bodech – QLED. 4palcový displej byl poháněn aktivní maticí , což znamená, že každý barevný pixel kvantové tečky mohl být zapínán a vypínán tenkým filmovým tranzistorem . Výzkumníci vyrobili prototyp na skle a pružném plastu. Pro vytvoření prototypu se na silikonovou desku nanese vrstva roztoku kvantových teček a nastříká se rozpouštědlo. Vrstva kvantových teček se pak jemně vtlačí do gumového razítka s hřebínkovým povrchem, sloupne se a narazí na sklo nebo pružný plast. Takto se na substrát ukládají pruhy kvantových teček [5] .
Použití vysoce toxického kadmia, které se používalo především při výrobě kvantových teček, je omezeno na 0,01 % hmotnosti homogenního materiálu [6] . Samsung v roce 2015 spolupracoval s Dow Chemical na vyřešení problému použitím materiálů obsahujících indium místo kadmia [7] . LG také spolupracuje s Dow Chemical a LG Chem na vytvoření technologie kvantových teček bez kadmia .
Všechny existující displeje, které se prohlašují za QLED, jsou ve skutečnosti LCD -matice s kvantovým bodovým LED podsvícením , to znamená, že jejich jedinou výhodou oproti LCD je rozšířený barevný gamut . Ve srovnání s OLED TV ( kde samotné pixely jsou malé LED diody) využívající elektroluminiscenci, QLED TV nemají skutečnou černou a nekonečný kontrast, využívají fotoluminiscenci – opětovné vyzařování světla v jiném frekvenčním rozsahu. Analogicky, LED televizory také nejsou elektroluminiscenční záření jako OLED, ale typ podsvícení, kde je místo dříve používaných zářivek se studenou katodou použit panel světelných diod (LED).
Technologie byla vyvinuta společností QD Vision a použita v televizorech Sony uvedených na trh v roce 2013 [8] , TCL Corporation , Hisense (K7100) [9] .
Světlo z modré LED prochází trubicí naplněnou červenými a zelenými kvantovými tečkami, které fluoreskují a generují červené a zelené světlo. Z trubice vychází bílé světlo, které se skládá ze směsi původní čistě modré, čisté červené a čisté zelené. Na okrajích displeje jsou umístěny trubice podsvícení [10] .
Název patří společnosti Samsung, ale mohou jej používat všichni členové QLED Alliance, vytvořené v dubnu 2017 [11] .
Technologie byla vyvinuta společností Nanosysa prezentovány na výstavě SIDv roce 2011. Je navržen tak, aby zlepšil barevný gamut, jas a kontrast obrazovky. Tato technologie se používá v televizorech Samsung , TCL Corporation , Hisense , Philips TV , tabletu Amazon Kindle Fire HD 7 a notebooku ASUS Zenbook NX-500.
V LCD panelech je mezi modré LED podsvícení a vrstvu tekutých krystalů (LCM) přidána fólie impregnovaná náhodně rozmístěnými kvantovými tečkami dvou různých velikostí – jedna vyzařuje zelené světlo, druhá červené. Červené a zelené světlo se mísí s neabsorbovaným modrým světlem za vzniku bílé. Poté prochází subpixelovým barevným filtrem (BEF).
Technologie se objevila v roce 2018 a televizory s obrazovkami QDOG by se měly objevit v roce 2019. Technologie umožňuje vyrábět televizory tenčí a levnější [13] .
Kvantové tečky jsou uloženy na tenké skleněné tabuli, která slouží jako světlovod.
Tato technologie eliminuje potřebu barevného matricového filtru. Místo zelených a červených subpixelů jsou použity buňky s kvantovými tečkami, místo modrého subpixelu je použita průhledná rozptylová vrstva, která propouští modré světlo z LED podsvícení. Složitost metody spočívá v tom, že kvantové tečky musí být umístěny velmi blízko sebe, aby mezi nimi neprocházelo modré světlo a nerušilo získávání čistých barev. Nanosys ve spolupráci s výrobcem inkoustů Dic Corporationvyvinuli metodu nanášení kvantových bodů pomocí inkoustového tisku, která byla představena v roce 2017 [14] .
Technologie byla představena společností LG Display v roce 2017 na veletrhu CES [15] . To umožnilo rozšířit barevný gamut a zvětšit pozorovací úhel.
Tradiční IPS obrazovky jsou obvykle vybaveny bílým podsvícením diodami emitujícími světlo (WLED), které jim umožňuje reprodukovat barvy ve standardním barevném prostoru RGB. V technologii Nano IPS je vrstva nanočástic (odtud název Nano IPS) nanesena na bílé LED diody (a nikoli na další vrstvu rozptylující světlo, jako u QLED) - kvantové body o velikosti menší než 2 nm. Absorbují světlo určitých vlnových délek, jako jsou nežádoucí odstíny žluté a oranžové, což zlepšuje věrnost červených odstínů [16] .
LG Electronics používá nanoko kvantové tečky bez obsahu kadmiadodává Dow Chemical .
Distributor MMD (Philips Monitors) a QD Vision oznámily, že Čína uvedla na trh první monitor s kvantovou tečkou na světě. Monitory vyrábí hongkongská společnost TPV Technology , která v letech 2011-2014 koupila značku Philips [17] . Řeč je o 27palcovém monitoru 276E6ADS, který nám díky technologii QD Vision umožňuje hovořit o vzniku profesionálních displejů za cenu spotřebních modelů. Byl představen na CES 2015. Zařízení je založeno na IPS panelu, rozlišení panelu 1920x1080 pixelů, odezva 4 ms a maximální jas 300 cd/m². Monitor pokrývá 99 % prostoru Adobe RGB [18] .
2013: Televizory Sony řady W900 (model Ultra HD 55W900) [ 19] a X900 (65X900, 55X900) [8] , tablet Amazon Kindle Fire HDX 7 [20] .
2014: ASUS představil na Computexu Zenbook NX500 s displejem QDEF (Quantum Dot Enhancement Film) [21] .
2015: Televizory od TCL Corporation , Hisense , Samsung , LG Electronics [22] .
2016: Televizory s přímou obrazovkou z řady Samsung Q9F a Q7F (75-, 65- a 55palcové modely).
2017: Samsung Q7C (49" a 55" a Q8C (55", 65" a 75") televizory se zakřivenou obrazovkou a monitory Samsung řady CHG90 a CHG70. Písmeno "C" v řadě znamená "Curved" (zakřivené). Samsung na CES 2017 přejmenoval svou technologii podsvícení „SUHD“ na „QLED“ [23] . Televizory ze série LG SJ9500, SJ8500 a SJ8000. Také letos se objevil tablet Quantum Dot Iconia Tab 10 [24] od Aceru , herní monitory Acer Predator X27 a ASUS ROG Swift PG27UQ.
2018: Monitor ASUS ProArt PA32UC [25] .
Podle Setha Coe-Sullivana, zakladatele a generálního ředitele společnosti QD Vision, výzkumníci a inženýři společnosti Samsung vyřešili mnoho problémů, ale nejlepší zařízení s kvantovými tečkami nejsou tak efektivní jako OLED displeje. Je také nutné zvýšit životnost, protože jas QLED displejů začíná klesat po 10 000 hodinách [2] .
| Technologie displeje | |
|---|---|
| Zobrazí se video |
|
| Bez videa |
|
| 3D displeje |
|
| Statický |
|
| viz také |
|