Displays mit Quantenpunkten (QD) sind sehr sparsam, bieten eine hohe Helligkeit und eine hochwertige Farbwiedergabe. Um ein Vollfarbbild zu erstellen, müssen Sie rote, grüne und blaue Farben anzeigen können, aber letzteres verursacht die meisten Probleme. Ein neues in Japan entwickeltes Verfahren wird jedoch bei der Entwicklung energieeffizienter Displays mit hochwertiger blauer Farbe helfen.
Jeder Benutzer kann die Pixel auf dem Display sehen, wenn er möchte. Sie sind jedoch nicht die kleinsten Elemente des Bildes – jedes besteht aus mindestens drei Subpixeln – Rot, Grün und Blau. Die unterschiedliche Intensität des Leuchtens dieser Subpixel ermöglicht die Darstellung von Milliarden von Farbschattierungen. Die Subpixel-Technologie hat sich seit dem Aufkommen des Farbfernsehens weiterentwickelt, wobei den Herstellern nun zahlreiche Optionen zur Verfügung stehen. Eines der fortschrittlichsten sind LED-Elemente mit Quantenpunkten - QD-LED.
Displays, die auf dieser Technologie basieren, existieren bereits, aber die Technologie kann noch nicht als ausgereift genug angesehen werden, insbesondere in Bezug auf die Erzeugung hochwertiger blauer Subpixel, die die wichtigsten der drei sind, da blaues Licht selbst zur Bildung von Grün verwendet wird. Aus diesem Grund ist es entscheidend, dass die physikalischen Parameter der blauen Quantenpunkte genau kontrolliert werden können.
Infolgedessen sind blaue Elemente teuer in der Herstellung und haben eine ziemlich komplexe Struktur, und ihre Qualität ist ein kritischer Faktor für jedes Display, das mit der entsprechenden Technologie hergestellt wird. Die Universität Tokio scheint jedoch eine Lösung gefunden zu haben. Laut Professor Eiichi Nakamura, der das Projekt leitet, waren frühere Technologien sehr unterschiedlich – die Herstellung blauer Subpixel erforderte ziemlich viele Chemikalien, die in einer Reihe von Prozessen verarbeitet werden mussten, um das Arbeitsmaterial herzustellen.
Die neue Strategie beinhaltet, dass das Team von Wissenschaftlern "das Wissen über selbstorganisierte Chemie nutzt, um Moleküle präzise zu steuern, bevor sie die notwendigen Strukturen bilden". Nakamura schlug vor, es so zu betrachten, als würde man ein Gebäude aus Ziegeln bauen, anstatt es aus Stein zu hauen – man kann viel präziser sein, so gestalten, wie man es möchte, und der Prozess ist viel effizienter und kostengünstiger.
Das Besondere an dem Verfahren ist die Verwendung von ultravioletter Beleuchtung – die unter ihrem Einfluss in Tokio entwickelten Quantenpunkte erzeugen eine nahezu referenzblaue Farbe gemäß dem internationalen Standard BT.2020. Möglich ist dies dank der einzigartigen chemischen Zusammensetzung der Quantenpunkte, die eine hybride Mischung aus organischen und anorganischen Bestandteilen verwenden, darunter Bleiperowskit, Apfelsäure und Oleylamin, und nur durch „Selbstorganisation“ die Bildung von Subpixeln ermöglicht erforderliche Form. Am schwierigsten war es laut den Wissenschaftlern herauszufinden, dass genau Apfelsäure in diesem „chemischen Puzzle“ eine Schlüsselrolle spielt – zuvor mussten wir versuchen, die unterschiedlichsten Komponenten zu verwenden.
Zu den Aufgaben bei der Strukturbildung blauer Subpixel gehörte es, ihre Form nachzuzeichnen – Elemente mit einer Größe von 2,4 nm, die 190-mal kleiner sind als die Wellenlänge, die sie aussenden sollen, können mit Hilfe gewöhnlicher Mikroskope nicht untersucht werden. Dazu mussten wir das vom Team erstellte SMART-EM-Tool für „Cinematic Chemistry“ verwenden.
Tatsächlich ist das neue Instrument eine verfeinerte Version des Elektronenmikroskops, optimiert für die Videoaufnahme, mit der Sie die Dynamik verfolgen können - der blaue Quantenpunkt ist "sehr dynamisch", daher wird ein Bild nicht ausreichen. Unglücklicherweise für Wissenschaftler und Hersteller können blaue Subpixel nicht lange halten. Nun ist es die Aufgabe der Forscher, sie mit Unterstützung von Industrieteilnehmern, die Monitore, Fernseher und andere Elektronik herstellen, zu stabilisieren.
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