Da Samsung il primo prototipo di display quantum-dot a colori

I ricercatori di Samsung Electronics hanno realizzato il primo display a colori dimostrativo basato sulla tecnologia quantum dot. I display quantum dot promettono migliori caratteristiche rispetto ai display realizzati con le tecniche odierne, in particolare una maggiore luminosità, un minor costo di produzione ed un'efficienza energetica maggiore.

I quantum dot sono nanocristalli semiconduttori che brillano quando vengono esposti ad una corrente elettrica, con l'emissione di lunghezze d'onda (e, quindi, colori) differenti a seconda della loro dimensione e del materiale che li costituisce. La luminosità, la purezza dei colori ed il basso consumo energetico rende la tecnologia quantum dot un'alternativa piuttosto interessante per la produzione di display rispetto alle tecnologie usate oggi: le soluzioni LCD seppur relativamente economiche sono infatti abbastanza esose al punto di vista energetico, mentre le soluzioni OLED, sebbene siano caratterizzate da un consumo molto contenuto, hanno un costo di produzione elevato soprattutto per pannelli di ampie dimensioni.

Samsung ha realizzato alcuni display dimostrativi da 4 pollici di diagonale, impiegando una matrice attiva che fa sì che ogni pixel quantum-dot a colori viene acceso o spento mediante un transistor thin-film (TFT). I prototipi sono stati realizzati sia su vetro sia su un substrato di plastica flessibile.

Per realizzare questo prototipo i ricercatori di Samsung hanno cosparso uniformemente una placca di silicio con una soluzione contenente i quantum-dot, andando poi ad evaporare il solvente. A questo punto è stato impiegato un apposito stampo in gomma che è stato "intinto" nello strato di quantum dot come fosse un timbro. Questo timbro è stato pressato sul substrato di vetro o di plastica flessibile, in maniera tale da trasferire su di esso le strisce di quantum-dot. L'operazione è stata ripetuta impiegando soluzioni di quantum-dot differenti, in maniera tale da trasferire sul substrato strisce di quantum-dot rossi, verdi e blu.

Le strisce sono trasferite direttamente sull'array di TFT, che in questo caso sono stati realizzati con un ossido amorfo di afnio-indio-zinco in quanto questa combinazione permette di disporre di una corrente più stabile rispetto ai tradizionali transistor in silicio. Con questo procedimento i ricercatori di Samsung sono stati capaci di realizzare subpixel dalla larghezza di 50 micrometri e dalla lunghezza di 100 micrometri, dimensioni ideali per un'eventuale impiego per la produzione di display destinati a dispositivi portatili come, ad esempio, i telefoni cellulari.

Secondo il ricercatore Tae-Ho Kim del Samsung Advanced Institute of Technology, i display realizzati con tecnologia quantum-dot saranno in grado di consumare meno di un quinto della potenza di un tradizionale display LCD (si suppone a parità di luminosità), potranno essere più luminosi e più durevoli degli OLED (i componenti organici di questi ultimi tendono a deteriorarsi) e realizzabili ad un costo inferiore alla metà di quanto necessario per la produzione di ambedue le tipologie di display appena citate.

La tecnologia quantum-dot ha attratto l'interesse dei colossi impegnati nella produzione di display: oltre a Samsung, infatti, anche LG Display ha reso noto qualche mese fa di aver stretto una partnership con QD Vision per lo sviluppo di soluzioni basate sui quantum-dot. Il Chief Technology Officer di QD Visino, Seth Coe-Sullivan, ha avuto modo di commentare i prototipi di Samsung: "Si tratta di una grande dimostrazione. Gli elementi individuali della tecnologia non sono necessariamente nuovi, ma Samsung ha condotto un buon lavoro di ingegneria per mettere insieme i pezzi in una maniera impressionante".

Sullivan avverte comunque che prima di poter portare la tecnologia quantum-dot in commercio è necessario risolvere ancora diversi problemi di ricerca e di ingengerizzazione: le principali aree d'attenzione sono il miglioramento della loro efficienza energetica e l'estensione della loro durata nel tempo dal momento che attualmente i quantum-dot soffrono di una perdita di luminosità dopo circa 10 mila ore di attività. Il passo successivo è lo sviluppo di processi di produzione economici e su larga scala: sarà necessario attendere ancora almeno tre anni prima di poter vedere display quantum-dot sui dispositivi elettronici di tutti i giorni.