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Schermi a punti quantici, per soppiantare gli OLED

Un gruppo di ricercatori di Samsung ha sviluppato un metodo per la produzione di “quantum dot display”, schermi a punti quantici, che potrebbe essere adottato per la realizzazione di display per prodotti di piccole dimensioni, come ad esempio i telefonini. L’obiettivo è quello di rendere la tecnologia a punti quantici la base delle TV del futuro. Grazie ai punti quantici, teoricamente, si riuscirebbe a ottenere immagini ad altissima risoluzione, più nitide.

I quantum dot sono nanocristalli semiconduttori che emettono luce quando sono esposti a corrente o luce. Emettono diversi colori a seconda della dimensione e del materiale di cui sono fatti. I colori, luminosi e puri, oltre che il basso consumo, li rendono appetibili per la creazione dei display del futuro.

Teoricamente gli schermi a punti quantici dovrebbero consumare da un quinto a un decimo delle soluzioni LCD ed essere più luminosi e duraturi degli OLED. L’elemento più importante è che potrebbero essere realizzati per meno della metà del costo di uno schermo LCD e OLED.

I ricercatori sud coreani sono riusciti a creare una tecnica produttiva semplice e adeguata. Per farlo hanno dato uno sguardo al passato. I progressi nello sviluppo di questa tecnologia sono addebitabili alla vecchia tecnica della stampa a inchiostro, usata dal 1400 per testi e immagini su carta. 

Finora le metodologie produttive usate per realizzare gli schermi a punti quantici non avevano offerto la qualità ricercata dagli studiosi. Ad esempio si spruzzavano i punti su un materiale, similmente a una stampante a getto d’inchiostro, ottenendo però una qualità più bassa dovuta all’uso di un solvente organico necessario nella preparazione dei punti.

Schermo a punti quantici con risoluzione 320 x 240 pixel

La svolta è arrivata grazie a Byoung Lyong Choi, ingegnere elettronico del Samsung Advanced Institute of Technology in Corea del Sud. Il ricercatore ha scoperto che è possibile usare un wafer di silicio come un timbro a inchiostro, per imprimere su un substrato le strisce di punti quantici composte da seleniuro di cadmio e creare i pixel rossi, verdi e blu. Con questo processo non solo si è riusciti a ottenere il risultato desiderato, ma è possibile rimuovere tramite evaporazione il solvente che, fino a quel momento, aveva dato tanti problemi.

Dopo aver verificato l’efficacia di questa tecnica, i ricercatori hanno impiegato tre anni per ottimizzare il processo, modificando la velocità e la pressione del timbro per conseguire un trasferimento dei punti quantici del 100 percento sul substrato di vetro. Successivamente il team ha realizzato uno schermo a colori di 10 centimetri, con pixel più luminosi rispetto ai precedenti metodi. “La luminosità massima dei pixel rossi è superiore di circa il 50 percento”, ha dichiarato Choi. “La tecnica permette anche una conversione molto più efficiente della potenza elettrica in luce, con un’efficienza massima per i pixel rossi migliore del 70 percento”.

Gli scienziati sono anche riusciti a piegare lo schermo senza intaccare le prestazioni e questo dovrebbe ampliare il campo applicativo della tecnologia. “Immagino che avremo piccoli schermi per telefoni cellulari basati su questa tecnologia all’incirca entro tre anni“, ha dichiarato Seth Coe-Sullivan di QD Vision, azienda che realizza soluzioni d’illuminazione basati su punti quantici. “Per tutto il resto, l’attesa dovrebbe essere più lunga”.

D’altronde ci sono ancora dei problemi da risolvere: i display a punti quantici non sono ancora efficienti quanto gli OLED e al momento iniziano a perdere luminosità dopo circa 10 mila ore.