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Display Quantum-Dot colorati in arrivo sul mercato
I display a cristalli liquidi, o LCD, che si trovano in televisori, computer e telefoni cellulari, sono molto inefficienti: i loro complessi strati ottici scartano oltre il 90% della luce che producono internamente, in parte perché non è del colore giusto. I display che saranno nei prodotti realizzati dalla società di elettronica coreana LG alla fine dell'anno avranno una gamma di colori migliore e risparmieranno la durata della batteria utilizzando più luce che normalmente viene espulsa.
Colore quantico: Questo prototipo di display (in alto) realizzato dalla società coreana LG è di circa 4,6 centimetri per 8 centimetri. Ha una gamma di colori migliore rispetto ad altri LCD grazie all'integrazione di nanomateriali chiamati punti quantici nella retroilluminazione del display. I punti quantici sono contenuti in capillari (in basso) realizzati dalla società californiana Nanosys.
I display incorporano nanomateriali chiamati punti quantici che convertono la luce dalla retroilluminazione in bande di colore strettamente definite che sono abbinate ai filtri del display. A seconda del design del display, l'aggiunta di punti quantici realizzata da Palo Alto, azienda con sede in California Nanosys migliora l'efficienza energetica di oltre il 10% e migliora significativamente la gamma di colori del display. LG ha mostrato un display delle dimensioni di un telefono cellulare che incorpora la tecnologia dei punti quantici la scorsa settimana alla riunione annuale della Society for Information Display a Seattle. La società non ha ancora annunciato in quale particolare prodotto verrà utilizzata la retroilluminazione a punti quantici.
Gli LCD sono molto inefficienti e non ci sono stati molti miglioramenti negli ultimi decenni, afferma Paolo Semenza , analista senior presso la società di ricerca Display Search. Tutti i principali produttori di display stanno lavorando su tecnologie per migliorare l'efficienza degli LCD, in particolare per l'elettronica portatile come e-reader e telefoni cellulari, dove la durata della batteria è fondamentale.
Una fonte di inefficienza in questi display è la retroilluminazione stessa. Poiché l'ottica all'interno degli LCD emette così tanta luce, la retroilluminazione deve essere molto brillante per creare una buona immagine. Ti prendi la briga di creare luce bianca, dice Semenza, ma poi hai filtri colorati che ne bloccano la maggior parte. Alcuni display aggirano questo problema utilizzando diodi a emissione di luce (LED) rossi, blu e gialli anziché una lampadina fluorescente bianca. Ma questo è costoso e non tutti i LED sono uguali: i LED blu sono molto più efficienti nel convertire l'elettricità in luce. Rivestire i LED blu con un materiale fosforescente che converte parte della luce in giallo, rosso e verde, tuttavia, ha lo stesso inconveniente dell'utilizzo di una sorgente di luce bianca: la maggior parte di quella luce viene espulsa dai filtri.
Nanosys ha sviluppato un componente aggiuntivo per la retroilluminazione del display a LED blu che converte parte della luce blu in luce rossa e verde di lunghezze d'onda strettamente definite selezionate per adattarsi ai filtri dell'LCD. Il quantumrail dell'azienda, un sottile capillare che può essere collegato a una retroilluminazione, contiene una sospensione di punti quantici che convertono la luce.
I punti quantici prendono il nome dalle loro proprietà insolite: quando strutturati su scala nanometrica, le proprietà ottiche ed elettroniche di alcuni materiali semiconduttori come il cadmio sono dettate dalle loro dimensioni. I materiali semiconduttori convenzionali emettono luce di un colore particolare quando sono bombardati da elettroni o fotoni: ecco come funzionano i diodi a emissione di luce. Controllando attentamente le dimensioni dei punti quantici su scala nanometrica, è possibile regolare con precisione il colore della luce che emettono.
I ricercatori hanno creato punti quantici dagli anni '80, ma è solo quest'anno che questi nanomateriali sono stati incorporati nei prodotti di consumo. Spin-off del MIT QD Vision è stato il primo a commercializzare un prodotto di consumo. I suoi punti quantici sono incorporati nell'illuminazione a LED ad alta efficienza energetica prodotta da Nexus. Convertono la luce di un LED in una miscela di colori più gradevole alla vista. CTO aziendale Seth Coe-Sullivan afferma che QD Vision sta anche lavorando con le principali aziende di display per incorporare punti quantici nella retroilluminazione LCD. Coe-Sullivan afferma che questi prodotti verranno lanciati l'anno prossimo.
I display che incorporano la rotaia quantistica di Nanosys che sono stati esposti alla conferenza di Seattle avevano una gamma di colori migliore rispetto ai tradizionali LCD. Un buon display per notebook può generare il 72% dei colori dettati da una misurazione comunemente usata della gamma cromatica chiamata standard del National Television System Committee, ma il display LG ha una percentuale del 103 percento, ovvero può mostrare colori che non sono inclusi in questo standard. Secondo Nanosys, l'esecuzione del display a una potenza inferiore per creare una gamma di colori del 72% può aumentare del 10% la durata della batteria.