امروزه فناوری OLED در طیف وسیعی از دستگاه‌ها با قیمت‌های گوناگون در دسترس کاربران قرار دارد، اما سوال اصلی این است که فناوری بعدی نمایشگر‌ها چه خواهد بود. تکنولوژی می‌کرو ال‌ای‌دی ( LED) از جمله انقلاب‌های آینده شناخته می‌شود، هرچند تا دهه بعد به‌صورت عمومی در دسترس نخواهد بود. در همین حال، کوانتوم دات‌ها با قابلیت حل چالش‌های کیفیت عکس و طول عمر، پایه فناوری QDEL را شکل داده‌اند که می‌تواند مهم‌ترین پیشرفت فعلی باشد.
فناوری QDEL چیست؟
این فناوری با نام‌های گوناگونی نظیر QLED، و شناخته می‌شود که شرکت، توسعه‌دهنده کوانتوم دات‌ها، ترجیح می‌دهد از نام استفاده کند. با وجود برنامه سازندگان برای تجاری‌سازی در سال ۲۰۲۶، نمونه‌های اولیه محدودیت‌هایی دارند که مسیر را دشوار می‌سازد. دیوید هسیه، مدیر ارشد تحقیقات نمایشگر‌ها در، پیش‌بینی می‌کند QDEL بیش‌ترین تأثیر را بر تلویزیون‌ها، مانیتور‌ها و صنعت خودرویی بگذارد. جف یورک، معاون بازاریابی، نیز انتظار دارد محصولات مبتنی بر QDEL با بهره‌گیری از فوتولیتوگرافی به بازار عرضه شوند.
بدون وجود نور پس‌زمینه
نمایشگر‌های OLED فعلی از مواد مختلف برای فراهم کردن نور پس‌زمینه بهره می‌برند و از کوانتوم دات‌ها برای تبدیل نور به رنگ استفاده می‌کند. در QLED تنها منبع نور، نور سفید پس‌زمینه است، اما نمایشگر‌های QDEL با اعمال مستقیم برق به کوانتوم دات‌ها، نور تولید می‌کنند. در این فناوری لایه‌ای از کوانتوم دات‌ها بین آند و کاتد قرار می‌گیرد تا انتقال جریان الک‌تریسیته تسهیل شود.
پیکسل‌های QDEL از دو ساب‌پیکسل کوانتوم دات قرمز و سبز تشکیل شده‌اند و برخلاف QLED و که ساب‌پیکسل آبی دارند، ساختار متفاوتی دارند. یورک اشاره می‌کند که کارکرد لایه بیرونی کوانتوم دات‌ها باید با معماری‌های نمایشگر سازگار شود. از آنجا که پیکسل‌های QDEL نور مورد نیاز را خود تولید کرده و می‌توانند به‌صورت کامل خاموش شوند، سیاهی عمیق و کنتراست بالا همانند OLED ارائه می‌دهند. همچنین به دلیل دید مستقیم کوانتوم دات‌ها، طیف رنگی گسترده‌تری نسبت به نمایشگر‌های موجود قابل دستیابی است. کاهش لایه‌ها و قطعات نیز امکان ساخت ارزان‌تر، ماندگار‌تر و نازک‌تر را فراهم می‌کند.
فناوری QDEL در واقعیت
چندین سازنده در سال‌های اخیر نمونه‌هایی از نمایشگر‌های QDEL را به نمایش گذاشته‌اند، از جمله شرکت شارپ که در نمایشگاه CES دو نمونه ۱۲.۳ اینچی با رزولوشن ۷۲۰ پیکسل و یک مدل مناسب برای مانیتور‌ها را معرفی کرد. پیشرفت قابل‌توجه این نمونه‌ها، ساخت در فشار جوی بالا و بدون نیاز به حفره خلأ بود که نقش مهمی در کاهش هزینه‌ها دارد.
مزیت‌های QDEL
کوانتوم دات‌ها پیش از این در نمایشگر‌های OLED، LCD و LED به کار رفته‌اند و عملکرد قابل‌قبول‌شان انگیزه ادامه این فناوری بوده است. طرفداران QDEL ادعا می‌کنند این فناوری مصرف انرژی کمتر و روشنایی بالا‌تر نسبت به OLED ارائه می‌دهد. همچنین انتظار می‌رود عمر نمایشگر‌های QDEL بیش‌تر باشد، زیرا در برابر مواد آلی واکنش نشان نمی‌دهند و در برابر سوختگی مقاوم‌اند. پژوهشگران همچنان بر روی مواد کوانتوم دات آبی و سبز کار می‌کنند تا بدون استفاده از کادمیوم، عمر لازم برای دستگاه‌های مصرفی را فراهم کنند.
برخی معتقدند عمر QDEL می‌تواند با LCD و LED هم‌سطح شود و از OLED نیز بیش‌تر باشد. یورک بیان می‌کند معتقد است کوانتوم دات‌های آبی می‌توانند برای دستیابی به عمر و راندمان بالا در QDEL توسعه یابند. او توضیح می‌دهد که امواج کوتاه‌موج مانند آبی پرانرژی هستند و انرژی بالا برای تولید آن‌ها می‌تواند مواد را آسیب ببیند، که یکی از دلایل عمر کوتاه‌تر OLEDهای آبی است. داده‌های ۲۰۲۱ عمر حدود ۱۰ هزار ساعته برای کوانتوم دات‌های آبی بدون کادمیوم گزارش داد، که بسیار کمتر از حداقل مورد نیاز بود، اما در سال‌های اخیر بهبود چشمگیری رخ داده و شرکت‌های پیشرو نتایج موفقی گزارش کرده‌اند.
سرنوشت می‌کرو ال‌ای‌دی‌ها
می‌کرو ال‌ای‌دی‌ها مشابه OLED از پیکسل‌های جداگانه برای کنتراست بالا بهره می‌برند، در برابر سوختگی مقاوم‌اند و روشنایی بیش‌تری دارند. با وجود کاربرد در برخی دستگاه‌ها، چالش‌های هزینه بالا مانع دسترسی عمومی به تلویزیون‌های می‌کرو ال‌ای‌دی شده است. در نتیجه انتظار می‌رود QDEL با هزینه کمتر در دسترس عموم قرار گیرد.
تکنولوژی QDEL می‌تواند با بهره‌گیری از امکانات ساخت نمایشگر‌های LED شکل بگیرد. اگرچه هر دو از مواد نیمه‌رسان بلوری معدنی استفاده می‌کنند، اما نوع پردازش باعث تفاوت عملکرد و چالش‌های متفاوت می‌شود. متخصصان کیفیت تصویری مشابه می‌کرو ال‌ای‌دی با طیف رنگی گسترده‌تر پیش‌بینی می‌کنند. اریک ویری نیز خلوص رنگی بهتر QDEL نسبت به QLED را تأیید می‌کند. برخی با توجه به چالش‌های می‌کرو ال‌ای‌دی، قریب به اتفاق نظر دارند QDEL جایگاه مناسبی در بازار یابد. برای مثال اپل به دلیل هزینه و چالش‌های ساخت، از می‌کرو ال‌ای‌دی در ساعت‌ها و احتمالا سایر محصولات صرف‌نظر کرده و OLED را ترجیح می‌دهد، در حالی که سازندگان کره‌ای برنامه‌ریزی اختصاصی برای می‌کرو ال‌ای‌دی در تلویزیون‌های آینده دارند.
وجود هم‌زمان QDEL، می‌کرو ال‌ای‌دی و OLED در بازار
پیش‌بینی می‌شود هم‌زمان بودن این سه فناوری رقابت را در بازار نمایشگر‌ها تشدید کند. ریک ویری معتقد است QDEL با کاهش هزینه ساخت، می‌تواند در ساخت تلویزیون‌ها از OLED پیشی بگیرد، هرچند بهبود‌های مداوم در روشنایی و کاهش خطر سوختگی، OLED را همچنان گزینه جدی نگه می‌دارد. ویری همچنین می‌گوید QDEL مسیر نسبتا آسان‌تری نسبت به می‌کرو ال‌ای‌دی دارد و می‌تواند گزینه اول سازندگان شود. با این حال، کاربرد در تلفن‌های هوشمند به دلیل نیاز به چگالی پیکسل بالا و چالش‌های فرآیند چاپ، دور‌تر به نظر می‌رسد و سازندگان OLED را ترجیح می‌دهند.
یورک افزود که می‌کرو ال‌ای‌دی و نانو ال‌ای‌دی به دلیل روشنایی بالا‌تر و مقاومت بیش‌تر، به مرور در جایگاه بالا‌تری نسبت به OLED قرار خواهند گرفت. در نهایت، فرآیند ساخت و هزینه تعیین‌کننده موفقیت این فناوری‌ها در بازار خواهد بود.
ساخت آسان‌تر نمایشگر‌های QDEL در مقایسه با می‌کرو ال‌ای‌دی
در ساخت می‌کرو ال‌ای‌دی، تراشه‌ها روی وافر‌های نیمه‌رسان رشد کرده و از طریق مراحل پردازش گوناگون به زیرمجموعه‌ها منتقل می‌شوند. دستیابی به راه‌حل‌های سریع و اقتصادی، چالشی است که حل آن دسترسی عمومی را ممکن می‌سازد. در مقابل، QDEL احتمالا با فرآیند فوتولیتوگرافی (معمول در ساخت LED و LCD) تولید خواهد شد که ساخت راحت‌تر و دسترسی گسترده‌تر را در دستگاه‌های گوناگون فراهم می‌کند.
یورک در مورد پردازش کوانتوم دات‌ها گفت کوانتوم دات‌ها در از طریق یک فرا‌یند محلول‌سازی پردازش می‌شوند که امکان ساخت نیمه‌رسانا‌ها در مقیاس بزرگ و با تجهیزات شیمیایی را فراهم می‌آورد. این روش هزینه ساخت را نسبت به کارخانجات سنتی تا حد قابل‌توجه‌ی کاهش می‌دهد و حجم تولید را افزایش می‌دهد. کوانتوم دات‌های تولیدی می‌توانند به اشکال دیگری مانند جوهر یا فتورزیست‌ها (ترکیباتی که حلالیت آن‌ها تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش تغییر می‌کند) در بیایند تا از طریق راه‌حل‌هایی نظیر چاپ جوهری و فوتولیتوگرافی به کار روند. یورک و همکارانش در برای عرضه تجاری در ۲۰۲۶ آماده می‌شوند، هرچند زمان دسترسی عمومی به QDEL به برنامه‌های سازندگان وابسته است. در حال حاضر متخصصان بر بهینه‌سازی OLED تمرکز دارند، اما انتظار می‌رود در سال‌های آینده نمایشگر‌های بهتر و باکیفیت‌تری با QDEL شاهد باشیم.