Nanomateriály, konkrétně kvantové tečky mohou v brzké době přinést nejen značné vylepšení stávajících LCD panelů, ale také nové displeje QLED.
Integrace QD do LCD displejů
Existují tři základní metody, jak dostat kvantové tečky do LCD displeje. Tou první, kterou využívá například společnost QD Vision pod názvem Color IQ, je zapouzdření kvantových teček do skleněné trubice nebo lišty, která je umístěna přímo před modrými LED nacházejícími se podél stran displeje. Když modré světlo dosáhne této lišty, některé kvantové tečky jej přemění na červené, některé na zelené světlo a zbytek světla projde dál, čímž jsou vytvořeny tři primární barvy – červená, zelená a modrá.
Princip LCD displeje s QDEF vrstvou je jednoduchý – bílé podsvícení je nahrazeno čistě modrým a difuzér rozptylující světlo pak QDEF vrstvou s kvantovými tečkami přeměňujícími modrou na modrou, červenou a zelenou
Výhodou této konstrukce je fakt, že sklo výborně chrání kvantové tečky před vniknutím kyslíku, nezvyšuje tloušťku panelu a zajišťuje vynikající uniformitu barev. Naopak problémem je fakt, že musí být trubice velmi blízko LED a musí tak vydržet vyšší teplotu (100 °C) a vysoký světelný tok. Zároveň zvětšuje rámeček okolo displeje a nehodí se pro malé úhlopříčky. Společnost QD Vision si ale věří, že tyto problémy překoná a odhaduje budoucí životnost jejího řešení mezi 30 a 50 tisíci hodinami, tedy podobnou jako u dnešních LED.
Druhá metoda integrace kvantových teček využívá optickou fólii QDEF (Quantum Dot Enhancement Film) od společností 3M a Nanosys. Ta je určená pro LCD displeje s LED podsvícením může mít libovolnou velikost od tabletu až po televizor. Je navržena k tomu, aby nahradila difuzér, zatímco aktivně konvertuje barvy. QDEF lze jednoduše přidat do sendvičové konstrukce displeje s minimální změnou celkové tloušťky a výrobního procesu. Fólie QDEF se skládá ze tří vrstev: horní bariérová fólie, prostřední vrstva kvantových teček rozptýlených v polymeru a spodní bariérová fólie. Množství kvantových teček a poměr mezi zelenými a červenými je dán barevnými specifikacemi displeje, mírou průchodu modrého podsvícení, vlastnostmi barevných filtrů a celkovou tloušťkou vrstev.
Bariérová fólie je významnou inovací, pokud jde o flexibilitu, průhlednost a propustnost světla. Skládá se ze tří ultratenkých vrstev s celkovou tloušťkou (v současnosti) pouhých 55 µm. Jakmile jsou tyto vrstvy naneseny, utvoří bariéru pro vodní páru a kyslík, která je o několik řádů odolnější než konvenční bariérové fólie. Bariéry poskytují ochranu proti vniknutí množství vodní páry nižší než 10-3 g/m2 za den při teplotě 20°C, přičemž jsou opticky čiré a ohebné. Také jsou tenčí, lehčí, pružnější a odolnější proti nárazu než sklo. Obrovskou výhodou QDEF řešení je fakt, že jej lze nasadit i do displejů s malými úhlopříčkami.
Nejslibnější QDEF
Testy zrychleného stárnutí ukazují, že životnost technologie 3M QDEF překračuje požadavky průmyslu. Po vystavení standardním testům (včetně tepelných cyklů a vysoké vlhkosti) vykazovaly displeje životnost mezi 20 a 30 tisíci hodinami, poté dojde ke snížení intenzity jasu o 15 %. Větší pokles již vede k citelnému posunu barev (modrá totiž není kvantovými tečkami ovlivněna). Očekává se, že další generace 3M QDEF bude mít životnost více než dvakrát delší. To je cílem výrobců ne pro dosažení 70 000 hodin, ale hlavně z toho důvodu, aby šlo využít kvantové tečky v displejích, které se více zahřívají (v AiO PC či v jiných speciálních zařízeních).
Elektroluminiscenční kvantové tečky přemění v displeji QLED elektrony na fotony
o vlnové délce závislé na velikosti teček
Na třetí princip integrace kvantových teček do LCD displeje se zaměřila společnost Pacific Light Technologies. Spočívá v montáži kvantových teček přímo na modré LED. To může nabídnout potenciálně nejvýznamnější úsporu na nákladech a přínos v podobě vysokého výkonu, bohužel ale také největší problémy, pokud jde o spolehlivost. Kromě vyššího zahřívání je problémem i až 50× vyšší světelný tok, než je u řešení s trubicemi na okrajích.
Obecně platí, že je životnost bílých LED více omezena kombinací křemíku a fosforu na čipu než samotným čipem. Stejný problém je i s kvantovými tečkami, kde přispívá žloutnutí křemíku ke stárnutí modrých LED. Zvyšování spolehlivost tohoto řešení je teprve na začátku, ale společnost Pacific Light Technologies se nechala slyšet, že již teď je životnost jejího řešení v řádu tisíců hodin.
Nový televizor vybírejte pečlivě. Potřebujete chytré funkce, nebo stačí televizor bez nich? Jaká bude nejvhodnější úhlopříčka, rozlišení a jaký typ zobrazovacího panelu? Určitě si přečtěte návod Jak dobře koupit televizor.
Doporučujeme také redakční výběry televizorů: