آینده‌‌ای جدید پیش‌روی نمایشگرها؛ با فناوری QDEL آشنا شوید

امروزه فناوری OLED در بسیاری از دستگاه ها با قیمت های مختلف دیده می شود و در دسترس عموم قرار گرفته است. اما اکنون این سوال پیش می آید که فناوری نمایشگر بعدی چه خواهد بود؟ از فناوری Micro LED به عنوان یکی از فناوری های انقلابی آینده یاد می شود، اما این فناوری تا دهه آینده به طور گسترده در دسترس نخواهد بود. از سوی دیگر، برخی از تولیدکنندگان ایده های جالبی مانند نمایشگرهای شفاف و انعطاف پذیر دارند. با این حال، نقاط کوانتومی بدیهی است که می تواند نگرانی های کاربران مانند کیفیت و دوام تصویر را برطرف کند و با در دسترس بودن QDEL، آن را مهمترین فناوری امروزی می نامند.

قدم بعدی را می توان وجود نمایشگرهای QDEL یا به اصطلاح نانو ال ای دی دانست. جایی که دیگر نور پس زمینه وجود ندارد و منبع نور ذرات کوانتومی است. در نتیجه، انتظار می‌رود نمایشگرهای مجهز به این فناوری فضای رنگی وسیع‌تری نسبت به QD-OLED ارائه کنند و روشنایی و مقاومت در برابر سوختن بیشتری را به همراه داشته باشند. با این تفاسیر احتمالا QDEL به عنوان یکی از فناوری های جذاب در سال های آینده بیشتر مورد توجه قرار خواهد گرفت.

فناوری QDEL چیست؟

این فناوری با نام های مختلفی شناخته می شود. QLED، QD-LED و EL-QD نام هایی هستند که گاهی به جای QDEL استفاده می شوند. از سوی دیگر، به دلیل شرکت سازنده نقاط کوانتومی (یعنی Nanosys)، فناوری مذکور NanoLED نامیده می شود.

اگرچه سازندگان بر اساس چند نمونه اولیه بررسی شده، سال 2026 را برای QDEL هدف قرار داده اند، QDEL همچنان با محدودیت هایی مواجه است که ساخت به موقع آن را دشوار می کند. دیوید هسیه، مدیر ارشد تحقیقات نمایشگر در Omdia، انتظار دارد که QDEL بیشترین تأثیر را بر صنعت تلویزیون، نمایشگر و خودرو داشته باشد. بنابراین QDEL در صورت تجاری سازی و تولید انبوه می تواند عملکرد بهتری را متناسب با قیمت پرداختی ارائه دهد. البته از نظر قیمت قطعا چالش هایی بین این فناوری و نمایشگرهای LCD و LED وجود خواهد داشت. جف یورک، معاون بازاریابی Nanosys، پیش‌بینی می‌کند که محصولات تولید شده با QDEL از طریق فتولیتوگرافی به بازار معرفی خواهند شد.

بدون نور پس زمینه

نمایشگرهای OLED امروزی از مواد مختلفی برای تامین نور پس زمینه استفاده می کنند و QD-OLED به طور خاص از نقاط کوانتومی برای تبدیل نور به رنگ استفاده می کند. در QLED، منبع نور فقط یک پس‌زمینه سفید است و نمایشگرهای QDEL با اعمال برق مستقیم به نقاط کوانتومی، نور تولید می‌کنند. در واقع فناوری QDEL با استفاده از لایه ای از نقاط کوانتومی بین آند و کاتد، انتقال الکتریسیته به این لایه را تسهیل می کند.

صفحه نمایش های QDEL دارای پیکسل هایی هستند که هر کدام از دو زیرپیکسل نقطه کوانتومی قرمز و سبز بهره می برند و ساختار متفاوتی در مقایسه با صفحه نمایش های QLED و QD-OLED دارند. (پیکسل های این دو نمایشگر به زیرپیکسل های آبی مجهز شده اند.) البته یورک می گوید که نمایشگرهای QD-OLED، QLED و QDEL دارای نقاط کوانتومی یکسانی در نمایشگرهای هر سه فناوری هستند و می افزاید: «کارایی بیرونی لایه (به معنی نقاط کوانتومی) باید تغییر کند تا با معماری های نمایش سازگار باشد

از آنجایی که پیکسل های QDEL به اندازه نیاز نور تولید می کنند و سپس می توانند به طور کامل خاموش شوند، دقیقاً مانند صفحه نمایش های OLED رنگ سیاه عمیق و کنتراست مناسبی را نشان می دهند. همچنین، به دلیل وجود نقاط کوانتومی با دید مستقیم، نمایشگرهای QDEL می توانند رنگ های بیشتری نسبت به هر صفحه نمایشی که قبلا دیده ایم ارائه دهند. همچنین از آنجایی که این نمایشگرها لایه ها و اجزای کمتری دارند، می توانند ارزان تر، بادوام تر و نازک تر از سایر محصولات باشند.

فناوری QDEL در واقعیت

برخی از تولیدکنندگان نمونه‌هایی از نمایشگرهای QDEL را در چند سال گذشته نشان داده‌اند که آخرین آنها به رویداد CES بازمی‌گردد. زمانی که شرکت شارپ دو نمونه را در معرض دید عموم قرار داد. مدل اول در ابعاد 12.3 اینچی و با رزولوشن 720 پیکسل طراحی شده است و مدل دوم مدلی مناسب برای نصابان به حساب می آید. همچنین یکی از پیشرفت های بزرگ نمونه های QDEL نسبت به مدل های اکسپوز، تولید آنها در فشار اتمسفر بالا و بدون وجود محفظه خلاء است که نقش مهمی در کاهش هزینه ها دارد.

مزایای QDEL

قبلاً از نقاط کوانتومی با موفقیت استفاده می شد نمایشگرهای OLED، LCD و LED استفاده شده است و عملکرد قابل قبول آنها انگیزه ای برای ادامه این فناوری است. علاقه مندان به فناوری QDEL ادعا می کنند که این فناوری قادر است مصرف انرژی کمتری را در کنار روشنایی بیشتر (در مقایسه با نمایشگرهای OLED) به ارمغان بیاورد. به همین دلیل، برخی از کاربران امیدوارند که روزی صفحه نمایش های QDEL جایگزین مدل های OLED شوند و امکانات پیشرفته تری را در اختیار آنها قرار دهند.

همچنین ظاهراً این نمایشگرها در مقایسه با نمونه های OLED دوام بیشتری دارند، زیرا به مواد آلی استفاده شده واکنش نشان نمی دهند و در برابر سوختگی مقاوم هستند. محققان همچنین به تحقیقات خود ادامه می دهند تا اطمینان حاصل کنند که مواد نقطه کوانتومی آبی و سبز می توانند به اندازه کافی فعال باشند تا یک دستگاه مصرف کننده قابل دوام بدون استفاده از کادمیوم تولید کنند.

اما برخی معتقدند عمر نمایشگرهای QDEL می تواند روزی برابر با مدل های LCD و LED و حتی بیشتر از OLED باشد. به گفته یورک، مدیران Nanosys بر این باورند که نقاط کوانتومی آبی را می توان دقیقاً برای دستیابی به عمر طولانی و کارایی در نمایشگرهای QDEL مهندسی کرد.

وی همچنین ادامه داد: امواج با طول موج کوتاه (مانند آبی) پرانرژی هستند و میزان انرژی مورد نیاز برای تولید این امواج به قدری زیاد است که می تواند به مواد مورد استفاده برای تولید نور آسیب برساند. این یکی از دلایل اصلی طول عمر کمتر OLED های آبی در مقایسه با رنگ های دیگر است.”

طول عمر نقاط کوانتومی آبی بدون استفاده از کادمیوم برای نمایشگرهای ناهموار تجاری بسیار کوتاه است. داده های گزارش شده توسط Nanosys در سال 2021، عمری در حدود 10000 ساعت را گزارش کرده است که تقریباً 100 برابر کمتر از حداقل مورد نیاز است. با این حال، طول عمر نقاط کوانتومی در سال های اخیر به طور قابل توجهی بهبود یافته است و برخی از شرکت های پیشرو در این زمینه نتایج موفقی را گزارش کرده اند.

سرنوشت میکرو LED

میکرو ال ای دی ها مشابه OLED ها عمل می کنند و از پیکسل های مجزا برای ایجاد کنتراست مناسب استفاده می کنند. از طرفی مانند QDEL ها در برابر سوختن مقاوم هستند و در مقایسه با فناوری OLED روشنایی بالاتری دارند.

در حال حاضر از فناوری میکرو ال ای دی در انواع نمایشگرها و دستگاه ها استفاده می شود، اما چالش های استفاده از این فناوری در تلویزیون های کوچکتر (مقرون به صرفه) باعث شده تا نمایشگرهای میکرو ال ای دی در دسترس عموم نباشد. در نتیجه، ظاهراً نمایشگرهای QDEL نسبت به سایر مدل ها هزینه کمتری برای تولید خواهند داشت و در دسترس عموم قرار خواهند گرفت.

ادعا می شود که فناوری QDEL را می توان با استفاده از امکانات مورد نیاز برای نمایشگرهای LED تولید کرد. همچنین علیرغم استفاده از مواد نیمه هادی کریستال معدنی در دو فناوری میکرو LED و QDEL، نوع پردازش آنهاست که باعث تفاوت عملکرد این دو و ایجاد چالش های متفاوتی می شود. در حالی که ما هنوز اطلاعات کاملی در مورد دقت و کیفیت تصویر QDEL نداریم و حتی نمی دانیم چه برندهایی روی آن سرمایه گذاری خواهند کرد، کارشناسان انتظار دارند کیفیتی شبیه میکرو LED با رنگ های بیشتر داشته باشند. به گفته اریک ویری، نمایشگرهای QDEL خلوص رنگ بهتری نسبت به QLED ارائه می دهند.

برخی معتقدند با توجه به چالش های موجود در تولید نمایشگرهای میکرو ال ای دی، فناوری QDEL می تواند جایگاه مناسبی را در بازار به دست آورد. به عنوان مثال، اپل به دلیل هزینه های بالا و چالش های ساخت، از فناوری میکرو ال ای دی در ساعت ها و احتمالا سایر محصولات خود استفاده نخواهد کرد و در حال بررسی استفاده از نمایشگرهای OLED است. با این حال کره ای ها برنامه خاصی برای استفاده از میکرو ال ای دی در تلویزیون های آینده خود دارند.

حضور همزمان QDEL، micro LED و OLED در بازار

می توان پیش بینی کرد که حضور همزمان این سه فناوری می تواند بین فناوری های به کار رفته در نمایشگرها رقابت ایجاد کند. به گفته ریک ویری، QDEL می تواند با کاهش هزینه های تولید، از OLED در تولید تلویزیون پیشی بگیرد. با این حال، برخی از بهبودها، مانند بهبود در روشنایی و کاهش خطر سوختگی، می تواند OLED را به عنوان یک گزینه جدی برای تولید کنندگان نگه دارد. Weary همچنین معتقد است که فناوری QDEL می تواند مسیر نسبتاً آسان تری را (از نظر هزینه و فرآیند ساخت) نسبت به میکرو LED طی کند و به انتخاب اول تولیدکنندگان تبدیل شود. اگرچه استفاده از QDEL در تلویزیون، تبلت و لپ‌تاپ آسان‌تر است، اما به دلیل نیاز به تراکم پیکسلی بالا و همچنین فرآیند چاپ QDEL، حضور آن‌ها در گوشی‌های هوشمند کمی بیش از حد به نظر می‌رسد و سازندگان نمایشگرهای OLED را ترجیح می‌دهند.

علاوه بر این، یورک گفت که فناوری‌های میکرو ال‌ای‌دی و نانو ال‌ای‌دی به‌تدریج جایگاه بالاتری نسبت به OLED به‌دلیل روشنایی بیشتر و مقاومت بالاتری خواهند داشت. البته فراتر از همه اینها، تولید و هزینه تعیین کننده موفقیت این فناوری ها در بازار خواهد بود.

ساخت آسان تر نمایشگرهای QDEL در مقایسه با الگوهای میکرو LED

در فرآیند ایجاد نمایشگرهای میکرو ال ای دی، تراشه های این فناوری در مراحل مختلف بر روی ویفرهای نیمه هادی توسعه یافته و سپس طی فرآیندهای مختلف به زیرگروه های مختلف منتقل می شوند. با این حال، دستیابی به روش‌های تولید سریع با هزینه معقول، چالشی است که ممکن است محدودیت‌های دسترسی به نمایشگرهای میکرو LED را برای عموم مردم برطرف کند.

از سوی دیگر، نمایشگرهای QDEL احتمالاً با استفاده از فرآیند فوتولیتوگرافی (که در تولید نمایشگرهای LED و LCD مورد استفاده قرار می‌گیرد) تولید خواهند شد که منجر به ساخت آسان‌تر و دسترسی بیشتر به این فناوری در انواع دستگاه‌ها می‌شود.

یورک در مورد پردازش نقاط کوانتومی می گوید: «نقاط کوانتومی در نانوال ای دی ها از طریق فرآیند حلی پردازش می شوند که تولید نیمه هادی در مقیاس بزرگ را با استفاده از تجهیزات پردازش شیمیایی امکان پذیر می کند. این روش با ایجاد نقاط کوانتومی بیشتر هزینه های تولید را در مقایسه با کارخانه های نیمه هادی سنتی به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. همچنین نقاط کوانتومی تولید شده می توانند اشکال دیگری مانند جوهر یا مقاوم به نور (ترکیباتی که حلالیت آنها به دلیل قرار گرفتن در معرض نور UV تغییر می کند) به خود بگیرند تا با روش هایی مانند چاپ جوهر افشان و فوتولیتوگرافی مورد استفاده قرار گیرند.

یورک و همکارانش در Nanosys در حال آماده سازی برای راه اندازی تجاری این فناوری در سال 2026 هستند. با این حال، زمان در دسترس بودن عمومی QDEL به تولید کنندگان و تاریخ عرضه محصولات آنها بستگی دارد. اگرچه کارشناسان در حال حاضر روی قابلیت های بهینه OLED کار می کنند، اما انتظار داریم در سال های آینده شاهد نمایشگرهای QDEL بهتر و با کیفیت تر باشیم.