نمایشگر تمام رنگی با نقاط کوانتومی

پژوهشگرانی از کره جنوبی و انگلستان ادعا می‌کنند که اولین نمایشگر تمام رنگی با صفحه بزرگ را با استفاده از نقاط کوانتومی قرمز، سبز، و آبی ساخته‌اند. این فناوری می‌تواند موجب تسریع در گسترش نمایشگرهای تلوزیون رنگی شود که بازه وسیعی از رنگ‌ها را با اندازه بسیار کوچک و غیرقابل باور پیکسل ادغام می‌کند.

پژوهشگرانی از کره جنوبی و انگلستان ادعا
می‌کنند که اولین نمایشگر تمام رنگی با صفحه بزرگ را با استفاده از نقاط
کوانتومی قرمز، سبز، و آبی ساخته‌اند. این فناوری می‌تواند موجب تسریع در
گسترش نمایشگرهای تلوزیون رنگی شود که بازه وسیعی از رنگ‌ها را با اندازه
بسیار کوچک و غیرقابل باور پیکسل ادغام می‌کند.

هردوی این ویژگی‌ها از خواص ذاتی نقاط کوانتومی نشات می‌گیرند که علی‌رغم
داشتن قطر چند نانومتری دارای چندین هزار اتم هستند که تشکیل بلورهای نیمه‌رسانای
مرکب می‌دهند. هنگامی که الکترون‌های موجود در نقطه کوانتومی با همتاهای
باردار مثبت خود، به نام حفره‌ها، بازترکیب می‌شوند، می‌توانند منجر به
گسیل باند باریکی از نور شوند.

تصویر الکترولومینسانس از یک نمایشگر نقطه کوانتومی تمام رنگی ۴ اینچی.
ساخت یک نمایشگر با استفاده از این نقاط
نیازمند رسوب‌دهی کنترل شده آنها بر روی یک زیرلایه است. نمایشگرهای تکفام
می‌توانند با فرآیند روکش‌دهی – چرخشی ساخته شوند که در آن قطره‌هایی از
محلول حاوی نقاط کوانتومی روی زیرلایه ریخته می‌شود و آنقدر به دور خودش
چرخانده می‌شود تا لایه‌ای نازکی از این ماده روی آن تشکیل شود. با اینحال،
این فرآیند برای ساخت نمایشگر تمام رنگی نامناسب است، زیرا موجب مخلوط شدن
رنگ‌های پیکسل‌های قرمز، سبز، و آبی می‌شود.

در این کار جدید، گروهی به رهبری تائه- هو کیم از موسسه فناوری پیشرفته
سامسونگ در کره جنوبی با روکش‌دهی چرخشی نقاط قرمز، سبز، و آبی روی زیرلایه‌های
“بخشنده” مجزا، قبل از انتقال نوبت به نوبت آنها به نمایشگر با استفاده از
مهر پلاستیکی الگودهی شده، تواستند بر این مشکل غلبه کنند.

برای ساخت یک نمایشگر ۴ اینچی، با تعداد پیکسل ۳۲۰ × ۲۴۰، یک جفت پلیمر
انتقال‌دهنده- الکترون بر روی یک قطعه شیشه‌ای روکش داده شده با اکسید قلع
ایندیوم، رسوب‌دهی گردید. نقاط قرمز، سبز، و آبی بر روی این ساختار مهر
‌شدند و سپس روکشی از دی اکسید تیتانیوم، که دارای خواص انتقال‌دهنده –
حفره‌ای خوب است، روی آنها ایجاد شد.

با افزودن یک آرایه ترانسیستوری لایه نازک امکان اعمال ولتاژهای مختلف به
هرکدام از پیکسل‌های ۴۶ × ۹۶ µm، میسر می‌شود. افزایش این ولتاژ باعث
افزایش روشنایی پیکسل می‌شود، زیرا الکترون‌ها وحفره‌های بیشتری به داخل
این نقاط رانده می‌شوند و بازترکیب آنها منجر به گسیل نور بیشتر می‌شود. با
کاهش اندازه پیکسل‌ها می‌توان به نمایشگرهایی با وضوح بیشتر رسید.

جزئیات نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature Photonics منتشر شده است.