211service.com
Färgglada Quantum-Dot-skärmar kommer ut på marknaden
Flytande kristallskärmar, eller LCD-skärmar, som finns i tv-apparater, datorer och mobiltelefoner, är mycket ineffektiva: deras komplexa optiska skikt kastar bort över 90 procent av det ljus de producerar internt, en del av det för att det inte är riktigt rätt färg. Skärmar som kommer att finnas i produkter tillverkade av det koreanska elektronikföretaget LG i slutet av året kommer att ha ett bättre färgomfång och spara batteritid genom att använda mer av det ljus som normalt slängs ut.
Kvantfärg: Denna prototypskärm (överst) tillverkad av det koreanska företaget LG är cirka 4,6 centimeter gånger 8 centimeter. Den har ett bättre färgomfång än andra LCD-skärmar på grund av integrationen av nanomaterial som kallas kvantprickar i skärmens bakgrundsbelysning. Kvantprickarna finns i kapillärer (botten) tillverkade av det kaliforniska företaget Nanosys.
Skärmarna innehåller nanomaterial som kallas kvantprickar som omvandlar ljus från bakgrundsbelysningen till snävt definierade färgband som är anpassade till skärmens filter. Beroende på designen av displayen, tillägget av kvantprickar gjorda av Palo Alto, CA-baserat företag Nanosys förbättrar energieffektiviteten med mer än 10 procent och förbättrar färgomfånget avsevärt på skärmen. LG demonstrerade en skärm i mobiltelefonstorlek med kvantprickteknologi förra veckan vid Society for Information Displays årsmöte i Seattle. Företaget har ännu inte meddelat vilken speciell produkt den kvantprickiga bakgrundsbelysningen kommer att användas i först.
LCD-skärmar är mycket ineffektiva, och det har inte skett mycket förbättringar i dem under decennier, säger Paul Semenza , en senior analytiker på analysföretaget Display Search. Alla de stora bildskärmstillverkarna arbetar med teknik för att förbättra effektiviteten hos LCD-skärmar, särskilt för bärbar elektronik som e-läsare och mobiltelefoner, där batteritiden är av största vikt.
En källa till ineffektivitet i dessa skärmar är själva bakgrundsbelysningen. Eftersom optiken inuti LCD-skärmar slänger ut så mycket ljus, måste bakgrundsbelysningen vara mycket stark för att skapa en bra bild. Man gör sig besväret med att skapa vitt ljus, säger Semenza, men då har man färgfilter som blockerar det mesta. Vissa skärmar kommer runt detta problem genom att använda röda, blå och gula lysdioder (LED) istället för en vit lysrörslampa. Men detta är dyrt, och alla lysdioder är inte skapade lika: blå lysdioder är mycket effektivare när det gäller att omvandla elektricitet till ljus. Att belägga blå lysdioder med ett fosforescerande material som omvandlar en del av ljuset till gult, rött och grönt har dock samma nackdel som att använda en vit ljuskälla: det mesta av ljuset kastas ut av filtren.
Nanosys har utvecklat ett tillägg för blå LED-skärmbakgrundsbelysning som omvandlar en del av det blå ljuset till rött och grönt ljus med snävt definierade våglängder som valts ut för att matcha LCD:ns filter. Företagets quantumrail, en tunn kapillär som kan fästas på en bakgrundsbelysning, innehåller en suspension av quantum dots som omvandlar ljuset.
Kvantprickar får sitt namn från sina ovanliga egenskaper: när de är strukturerade i nanoskala, dikteras de optiska och elektroniska egenskaperna hos vissa halvledande material som kadmium av deras dimensioner. Konventionella halvledande material avger ljus av en viss färg när de bombarderas med elektroner eller fotoner - det är så lysdioder fungerar. Genom att noggrant kontrollera dimensionerna av kvantprickar på nanoskala är det möjligt att exakt ställa in vilken färg ljus de avger.
Forskare har gjort kvantprickar sedan 1980-talet, men det är först i år som dessa nanomaterial har införlivats i konsumentprodukter. MIT spinoff QD Vision var först med att marknadsföra med en konsumentprodukt. Dess kvantprickar är inbyggda i energieffektiv LED-belysning tillverkad av Nexus. De omvandlar ljus från en LED till en blandning av färger som är mer tilltalande för ögat. Företagets CTO Seth Coe-Sullivan säger att QD Vision också arbetar med stora bildskärmsföretag för att införliva kvantprickar i LCD-bakgrundsbelysning. Coe-Sullivan säger att dessa produkter kommer att lanseras nästa år.
Skärmarna med Nanosys quantumrail som ställdes ut på konferensen i Seattle hade ett bättre färgomfång än traditionella LCD-skärmar. En bra bärbar datorskärm kan generera 72 procent av färgerna som dikteras av en vanlig mätning av färgomfång som kallas National Television System Committee standard, men LG-skärmen har 103 procent – det vill säga den kan visa färger som inte ingår i detta standard. Att köra skärmen med lägre effekt för att skapa ett färgomfång på 72 procent kan lägga till 10 procent till batteritiden, enligt Nanosys.