Quantum dot, la nuova tecnologia per i display

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I pannelli Lcd dominano incontrastati il mercato dei prodotti elettronici dotati di display (Tv, monitor, tablet, smartphone) ma hanno limiti che si trascinano fin dalla loro nascita: livello del nero elevato, contrasto ridotto, resa dei colori non ottimale. Per i primi due ancora oggi non c’è niente da fare, mentre è possibile migliorare nettamente la risposta cromatica grazie ai quantum dot, nanocristalli inseriti nel sistema di retroilluminazione degli Lcd, che non solo permettono di ottenere colori più saturi e belli ma consentono anche di ridurre l’energia necessaria a far funzionare il display, un plus molto importante per i dispositivi portatili. 

di Nicola Martello

ICON_EDICOLAQuesto miglioramento sarà  evidente anche agli occhi dell’utente più distratto, a differenza di quanto sta accadendo con i pannelli Tv Ultra Hd, presentati al pubblico come un importante passo in avanti della tecnologia di visualizzazione ma che non sono riusciti a innescare il ricambio delle Tv sperato dai produttori, sia per la mancanza di contenuti Ultra Hd sia per l’oggettiva impossibilità  di apprezzare un miglioramento visivo quando si osserva uno schermo Ultra Hd di piccole dimensioni, magari pure da una distanza eccessiva. Le Tv con quantum dot (che rimangono sempre Tv Lcd dato che il pannello a cristalli liquidi non cambia in alcun modo) e più in generale tutti i display a cristalli liquidi che impiegano i nanocristalli nel sistema di illuminazione rappresentano un rinnovamento importante della tecnologia Lcd, che nel prossimo futuro dovrà  combattere l’avanzata dell’Oled, il sistema di visualizzazione che promette di sostituire degnamente l’ormai defunto plasma. I quantum dot sono nanocristalli fatti con materiali semiconduttori, dalle dimensioni che variano tra 1,5 e 6 nanometri, equivalenti a circa 10 – 30 atomi.

Le proprietà  elettroniche di questi cristalli sono una via di mezzo tra quelle classiche dei semiconduttori e quelle delle singole molecole e sono interpretabili grazie alla meccanica quantistica. La caratteristica principale dei quantum dot è quella di emettere luce quando vengono colpiti da fotoni o da elettroni, luce centrata su una lunghezza d’onda che è direttamente proporzionale alla dimensione dei quantum dot stessi. In altre parole più è piccolo il quantum dot e minore è la lunghezza d’onda dei fotoni emessi. Variando la dimensione di pochi nanometri è quindi possibile ottenere la generazione di luce con colore che va dal blu al rosso.

In pratica sostituendo i led bianchi, usati nei moduli di retroilluminazione dei display Lcd odierni, con led blu che illuminano quantum dot di dimensioni adeguate è possibile ottenere una luce bianca composta dalle tre componenti Rgb molto pure (il blu generato dai led, il verde e il rosso dai quantum dot), ideali per far funzionare al meglio gli Lcd. In effetti questa tecnologia è destinata a rivoluzionare e a dare nuova linfa all’Lcd per i prossimi anni e il 2015 sarà  l’inizio di una sua diffusione capillare in tutti i settori in cui si usano pannelli Lcd, non solo Tv e monitor per computer ma anche tablet e smartphone. Le previsioni per il settore industriale dedicato alla produzione dei quantum dot sono rosee: già  nel 2013, quando è iniziata la produzione di massa, i ricavi a livello mondiale sono stati di oltre 120 milioni di dollari, con una previsione per il 2016 di 1,1 miliardi, cifra che dovrebbe salire a 3,1 miliardi nel 2018, con una crescita stimata anno su anno di circa il 90% (fonte Bcc Research).

Sebbene l’impiego dei quantum dot nei pannelli Lcd sia recente, la loro creazione risale al 1981 da parte dello scienziato russo Aleksey Ekimov, che li ha osservati come inclusioni in una matrice vetrosa. Il ricercatore americano Louis Brus, lavorando in maniera totalmente indipendente, li ha osservati nel 1985 presso i Bell Labs, all’interno di una soluzione colloidale (…)

Trovate l’articolo completo su PC Professionale di maggio 2015

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