Дисплеї з квантовими точками (QD) вельми економічні, забезпечують високу яскравість і якісну передачу кольору. Для створення повнокольорового зображення потрібна можливість відображення червоного, зеленого і синього кольорів, але з останнім виникає найбільше проблем. Утім, новий метод, розроблений в Японії, допоможе в розвитку енергоефективних дисплеїв із якісним синім кольором.
Будь-який користувач за бажання може розгледіти пікселі на дисплеї. Проте, вони не є найменшими елементами зображення – кожен складається щонайменше з трьох субпікселів – червоного, зеленого і синього. Різна інтенсивність світіння цих субпікселів і дає змогу відображати мільярди відтінків кольорів. Технологія створення субпікселів еволюціонувала з часів появи кольорового телебачення, тепер виробникам доступні її численні варіанти. Одним із найпередовіших є LED-елементи з квантовими точками – QD-LED.
Дисплеї на основі цієї технології вже існують, але технологія ще не може вважатися досить зрілою, особливо в частині виробництва якісних синіх субпікселів, які є найважливішими і основної трійки, оскільки саме синє світло використовується для формування ще й зеленого. Через це вкрай важливо, щоб фізичні параметри синіх квантових точок можна було б точно контролювати.
У результаті сині елементи дорогі у виробництві та мають доволі складну структуру, а їхня якість є критичним фактором для будь-якого дисплея, виконаного за відповідною технологією. Утім, у Токійському університеті, схоже, з’явилося рішення. За словами професора Ейічі Накамури, який очолює проєкт, попередні технології сильно відрізнялися – для виробництва синіх субпікселів була потрібна доволі велика кількість хімічних речовин, які мали бути оброблені під час серії процесів для того, щоб вийшов робочий матеріал.
Нова стратегія передбачає використання командою вчених «знання самоорганізованої хімії для точного контролю молекул до того, як ті сформують необхідні структури». Накамура запропонував думати про це, як про будівництво будівлі з цегли замість того, щоб вирізати її з каменю – можна діяти набагато точніше, конструювати так, як хочеться, причому процес набагато ефективніший і менш витратний.
Особливим процес робить використання ультрафіолетового підсвічування – розроблені в Токіо квантові точки під його впливом генерують майже еталонний синій колір відповідно до міжнародного стандарту BT.2020. Це можливо завдяки унікальному хімічному складу квантових точок, що використовують гібридну суміш органічних і неорганічних компонентів, включно з перовскітом свинцю, яблучною кислотою та олеїламіном, причому тільки «самоорганізація» дає змогу формуватися субпікселям необхідної форми. За словами вчених, найважче було з’ясувати, що саме яблучна кислота відіграє ключову роль у цьому «хімічному пазлі» – до цього довелося намагатися використовувати найрізноманітніші компоненти.
Серед завдань із формування структури синіх субпікселів увійшла і необхідність відстеження їхньої форми – елементи розміром 2,4 нм, у 190 разів менші за довжину хвилі, яку вони мають випромінювати, не можна розглянути за допомогою звичайних мікроскопів. Для цього довелося використовувати створений командою інструмент SMART-EM для «кінематографічної хімії».
Фактично новий інструментарій являє собою доопрацьований варіант електронного мікроскопа, оптимізований для зйомки відео, що дає змогу відслідковувати динаміку – синя квантова точка «вельми динамічна», тому одного знімка буде недостатньо. На жаль для вчених і виробників, сині субпікселі нездатні довго існувати. Тепер у завдання дослідників входить їхня стабілізація за підтримки учасників індустрії, що випускає монітори, телевізори та іншу електроніку.
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Також цікаво:
- Вчені знайшли в карликовій галактиці чорну діру, яка поглинала зірку
- Фізики МТІ маніпулювали квантово заплутаними атомами так, що ті «подорожували в часі»