Пейзаж захватывающий. Поскольку это так реально, вы на мгновение забываете, что орел, кружащий по небу, находится не за вашим окном, а напротив вашего телевизора. Такие обманчиво реалистичные изображения являются не только результатом дисплеев с высоким разрешением, доступных на современных устройствах; Цвета тоже играют роль, и они становятся все ярче и насыщеннее. Это возможно благодаря крошечным кристаллам, известным как квантовые точки (КТ), которые имеют толщину всего в несколько атомов.
Эти наночастицы, расположенные в элементах подсветки ЖК-дисплеев QD, предлагают изобилие цветов, но они также обладают еще одной необычной характеристикой. «Одним из больших преимуществ квантовых точек является то, что их оптические свойства можно выборочно изменять, изменяя их размер», — объясняет д-р Армин Ведель из Института прикладных исследований полимеров им. Фраунгофера IAP в Потсдаме, Германия. «Это означает, что вам больше не нужно производить три отдельных материала для красного, зеленого и синего цветов; теперь можно выполнять работу только с одним». Это экономит время и деньги.
В течение последних нескольких лет исследователи Fraunhofer IAP в Потсдаме разрабатывали квантовые точки для клиентов в самых разных отраслях промышленности. Они производят наночастицы с помощью химического синтеза и адаптируют их для каждого приложения. Первоначально это приводит к очень маленьким частицам, излучающим синий свет. При размерах выше примерно 2 нанометров цвет меняется на зеленый.
Самые большие квантовые частицы размером 7 нанометров излучают в красном спектральном диапазоне. В настоящее время Ведель и его команда разрабатывают квантовые точки для подсветки дисплея от имени голландской компании NDF Special Light Products B.V. Эти квантовые точки улучшат цветопередачу и цветовую реалистичность дисплеев.
Здесь кристаллы изготавливаются для разных цветов излучения и заделываются в пластик. Эти пластмассы впоследствии перерабатываются в пленки и встраиваются в дисплей в качестве конверсионной пленки.Альтернативные материалы на основе фосфида индия
Перед исследователями стоит новая задача. Комиссия ЕС в настоящее время рассматривает запрет на использование кадмия в потребительских товарах к 2017 году из-за его пагубного воздействия на окружающую среду. Однако он также считается идеальным материалом для изготовления кристаллов — квантовые точки на основе кадмия могут достигать резкости узкополосного спектра всего от 20 до 25 нанометров. Производители дисплеев по всему миру сейчас ищут подходящие материалы на замену с аналогичными характеристиками.
На этом фоне Fraunhofer IAP выглядит многообещающим.«Мы тестируем квантовые точки на основе фосфида индия вместе с NDF Special Light Products», — говорит Ведель. Его команде уже удалось добиться спектральной резкости 40 нанометров. На первый взгляд, это не кажется слишком далеким от качества, достижимого с помощью квантовых точек на основе кадмия, но различия в точности цветопередачи все же присутствуют. «Мы считаем это хорошей первой вехой, но мы все еще стремимся к дальнейшим улучшениям», — говорит Ведель.
Эти усилия окупятся, поскольку производители телевизоров не единственные, кто жаждет этих маленьких цветных чудес. Существует также большой рыночный потенциал для специальных приложений, таких как дисплеи для медицинского или авиационного оборудования.
Кроме того, квантовые точки могут также повысить эффективность солнечных элементов или могут быть использованы в биоаналитике. Для таких особых случаев оптические характеристики квантовых точек должны быть точно настроены в соответствии с требованиями конкретного приложения. «Мы находимся в хорошем положении благодаря нашему обширному опыту в производстве квантовых точек для удовлетворения конкретных требований клиентов», — говорит Ведель.