آینده‌‌ای تازه پیش‌روی نمایشگرها؛ با فناوری QDEL آشنا شوید_دلچسب

امروزه فناوری OLED در تعداد بسیاری از دستگاه‌ها با قیمت‌های گوناگون دیده می‌شود و در دسترس عموم کاربران قرار دارد. اما اکنون این سوال پیش آمده که فناوری بعدی برای نمایشگرها چه خواهد می بود؟ از تکنولوژی میکرو ال‌ای‌دی (micro LED) به‌گفتن یکی از فناوری‌های انقلابی در آینده یاد می‌شود، اما این فناوری تا دهه میلادی بعدی به‌طور عمومی در دسترس نخواهد می بود. از طرفی دیگر نیز برخی سازندگان، ایده‌های جالبی همانند نمایشگرهای شفاف و منعطف را در سر دارند. بااین‌حال، انگارً کوانتوم دات‌ها می‌توانند نگرانی‌‌های کاربران همانند کیفیت عکس و طول عمر را از بین بردن کنند و با وجود QDEL، با اهمیت ترین فناوری حال‌حاضر لقب بگیرند.

قدم بعدی را می‌توان وجود نمایشگر‌های QDEL یا به‌کلمه نانو ال‌ای‌دی (NanoLED) دانست؛ جایی که دیگر خبری از نور بعد‌عرصه نیست و ذرات کوانتومی، منبع نور می باشند. درنتیجه انتظار می‌رود نمایشگرهای تجهیزبه این فناوری، فضای رنگی گسترده‌تری را نسبت به QD-OLED اراعه دهند و روشنایی و مقاومت بیشتری را در برابر سوختگی به همراه بیاورند. با این تفاسیر، به گمان زیادً QDEL به‌گفتن یکی از فناوری‌های دلنشین طی سال‌های آینده مورد دقت بیشتری قرار خواهد گرفت. 

فناوری QDEL چیست؟ 

این فناوری با اسم‌های مختلفی شناخته می‌شود؛ QLED ،QD-LED و EL-QD نام‌هایی می باشند که گاهاً به‌جای QDEL مورد منفعت گیری قرار می‌گیرند. از طرفی به‌علت شرکت گسترش‌دهنده کوانتوم دات‌ها (یعنی Nanosys)، فناوری نام‌برده را NanoLED می‌نامند. 

علی‌رغم این که سازندگان سال ۲۰۲۶ را برای به‌کارگیری QDEL در نظر دارند، اما با دقت به بازدید معدود مثالهای اولیه، QDEL تا این مدت با محدودیت‌هایی سروکار دارد که وجود آن را در بازه وقتی تعیین‌شده دشوار می‌سازد. «دیوید هسیه» (David Hsieh)، مدیر ارشد تحقیقات نمایشگرها در شرکت Omdia، انتظار دارد که QDEL بیشترین تأثیر را بر تلویزیون‌ها، نمایشگرها و صنعت ماشین بگذارد. به این علت درصورت تجاری‌سازی و تشکیل زیاد، QDEL می‌تواند کارکرد بهتری را مشابه با هزینه‌ پرداخت‌شده اراعه کند؛ یقیناً که به لحاظ قیمتی، قطعاً چالش‌هایی بین این فناوری و نمایشگرهای LCD و LED وجود خواهد داشت. «جف یورک»، معاون بازاریابی Nanosys پیش‌بینی کرد که محصولات تشکیل‌شده دارای QDEL با منفعت گیری از فوتولیتوگرافی به بازار معارفه خواهند شد. 

بدون وجود نور بعد‌عرصه 

نمایشگرهای OLED امروزی از مواد مختلفی به‌منظور فراهم نور بعد‌عرصه منفعت می‌برند و QD-OLED مخصوصاً از کوانتوم دات‌ها برای تبدیل نور به رنگ منفعت گیری می‌کند. در QLED، منبع نور، تنها نور سفیدرنگ بعد‌عرصه است و نمایشگرهای QDEL با اعمال مستقیم برق به کوانتوم‌ دات‌ها، نور تشکیل می‌کنند. درحقیقت فناوری QDEL با به‌کارگیری لایه‌ای از کوانتوم دات‌ها بین آند و کاتد، انتقال جریان الکتریسیته به این لایه را تسهیل می‌کند. 

صفحه‌نمایش‌های QDEL دارای پیکسل‌هایی می باشند که هرکدام از دو ساب‌پیکسل کوانتوم دات قرمز و سبز منفعت‌مندند و در قیاس با نمایشگرهای QLED و QD-OLED، ساختار متغیری دارند. (پیکسل‌های این دو نمایشگر به ساب‌پیکسل آبی مجهزند.) یقیناً یورک می‌گوید که نمایشگرهای QD-OLED ،‌QLED و QDEL با اشاره به وجود کوانتوم دات‌های یکسان در نمایشگرهای هر سه فناوری، افزود: «کارکرد لایه بیرونی (منظور کوانتوم دات‌ها) باید تحول کند تا با معماری‌های نمایشگر سازگار شوند.»‌

از آنجایی که پیکسل‌های QDEL نور موردنیاز را تشکیل می‌کنند و سپس می‌توانند کامل خاموش شوند، سیاهی عمیق و کنتراست مناسبی را درست همانند صفحه‌نمایش‌های OLED نمایش خواهند داد. این چنین به‌علت وجود کوانتوم دات‌هایی با دید مستقیم، نمایشگرهای QDEL می‌توانند رنگ‌های بیشتری را نسبت به نمایشگرهایی که تا بحال دیده‌ایم، اراعه دهند. علاوه‌براین، چون این نمایشگرها لایه‌ها و قطعات کمتری دارند، امکان پذیر ارزان‌تر، ماندگارتر و نازک‌تر از دیگر محصولات باشند.

فناوری QDEL در حقیقت

برخی سازندگان در چندسال تازه، مثالهایی از نمایشگرهای QDEL را در به نمایش گذاشته‌اند که آخرین مورد آن به اتفاقات CES برمی‌گردد؛ وقتی که شرکت شارپ دو نمونه را در معرض دید حضار قرار داد. نمونه اول در ابعاد ۱۲.۳ اینچی و با رزولوشن ۷۲۰ پیکسل طراحی شده می بود و مدل دوم نیز مثالای مناسب برای مانتیورها به‌شمار می‌رفت. این چنین یکی از پیشرفت‌های بزرگ مثالهای QDEL در قیاس با مدل‌‌های به‌نمایش‌گذاشته‌شده، ساخت آن‌ها در سختی جوی بالا و بدون وجود اتاق خلأ می بود که نقش مهمی در افت هزینه‌ها دارد. 

مزیت‌های QDEL 

پیش‌ از این کوانتوم دات‌ها با پیروزی در نمایشگرهای OLED، LCD و LED به‌کار رفته‌اند و کارکرد قابل‌قبول‌شان، انگیزه‌ای برای ادامه این فناوری بوده است. علاقه‌مندان به فناوری QDEL ادعا می‌کنند که این فناوری قادر است تا مصرف کمتر انرژی را در کنار روشنایی زیاد تر (در قیاس با نمایشگرهای OLED) به ارمغان بیاورد. به‌همین علت برخی کاربران امیدوارند که صفحه‌نمایش‌های QDEL روزی جانشین مثالهای OLED شوند و ویژگی‌های گسترش یافتهتری را در اختیار آن‌ها بگذارند. 

این چنین انگارً این نمایشگرها در قیاس با مثالهای OLED ماندگاری بیشتری دارند، چون واکنشی در برابر مواد آلی به‌کاررفته ندارند و درمقابل سوختگی مقاوم‌اند. این چنین پژوهشگران به تحقیقات خود ادامه خواهند داد تا یقین شوند که مواد کوانتوم دات آبی و سبز قادرند برای زمان زمان کافی فعال باشند تا یک دستگاه مصرف‌کننده‌ قابل‌قبول بدون منفعت گیری از کادمیوم به مرحله تشکیل برسد. 

اما برخی اعتقاد دارند که عمر نمایشگر‌های QDEL می‌تواند روزی با مدل‌های LCD و LED برابری کند و از OLEDها نیز زیاد تر باشد. مطابق توضیحات یورک،‌ سران Nanosys اعتقاد دارند که کوانتوم دات‌های آبی را دقیقاً می‌توان به‌منظور دستیابی به عمر و راندمان بالا در نمایشگرهای QDEL گسترش داد. 

او این چنین در ادامه گفت: «امواج دارای طول موج مختصر (همانند آبی) پرانرژی‌اند و مقدار انرژی موردنیاز برای تشکیل این امواج آنقدر بالاست که امکان پذیر به مواد مورد منفعت گیری برای تشکیل نور صدمه رساند. این یکی از دلایل مهم مختصر‌تر بودن عمر OLEDهای آبی نسبت به دیگر رنگ‌ها است.» 

طول عمر کوانتوم دات‌های آبی بدون منفعت گیری از کادمیوم به‌نحوه چشم‌گیری برای ساخت نمایشگرهای مقاوم تجاری مختصر بوده است. داده‌های گزارش‌شده توسط Nanosys در سال ۲۰۲۱ از عمر حدوداً ۱۰ هزار ساعته آن‌ها خبر داد که تقریباً ۱۰۰ برابر کمتر از حداقل مورد نیاز می بود. بااین‌حال طول عمر کوانتوم دات‌ها در سال‌های تازه زیاد بهبود یافته و برخی شرکت‌های پیشرو در این عرصه، نتایج پیروزی‌آمیزی را گزارش داده‌اند.

سرنوشت میکرو‌ ال‌ای‌دی‌ها 

میکرو‌ ال‌ای‌دی‌ها (Micro LED) شبیه OLED عمل می‌کنند و از پیکسل‌های جداگانه‌ای برای اراعه کنتراست مناسب منفعت‌مندند؛ از طرفی همانند QDEL، در برابر سوختگی مقاوم‌اند و روشنایی بیشتری در قیاس با فناوری OLED دارند. 

اکنون فناوری میکرو‌ LED در نمایشگرها و دستگاه‌های مختلفی به‌کار رفته، اما چالش‌های به‌کارگیری این فناوری در تلویزیون‌های کوچک‌تر (با قیمت مناسب) جهت شده تا نمایشگرهای میکرو‌ ال‌ای‌دی برای عموم مردم در دسترس نباشد. درنتیجه انگارً نمایشگرهای QDEL در قیاس با دیگر مدل‌ها، هزینه کمتری برای تشکیل خواهند داشت و در دسترس عموم قرار خواهد گرفت. 

حرف های می‌شود که تکنولوژی QDEL با منفعت گیری از امکانات موردنیاز برای نمایشگرهای LED قابل تشکیل است. این چنین علی‌رغم به‌کارگیری مواد نیمه‌هادی بلوری معدنی در هر دو فناوری میکرو‌ ال‌ای‌دی و QDEL، نوع پردازش آن‌ها است که علتتفاوت در کارکرد این دو می‌شود و چالش‌های متغیری را تشکیل می‌کند. اگرچه تا این مدت داده‌های کاملی از مقدار دقت و کیفیت عکس QDEL نداریم و حتی نمی‌دانیم چه برندهایی روی آن اندوخته‌گذاری خواهند کرد، اما متخصصان انتظار کیفیتی شبیه میکرو‌ ال‌ای‌دی را همراه با رنگ‌های زیاد تر دارند. مطابق حرف های «اریک ویری»، نمایشگرهای QDEL خلوص رنگی بهتری را نسبت به QLED به ارمغان خواهد آورد. 

برخی باور دارند که به‌علت چالش‌های حاضر در تشکیل نمایشگرهای میکرو‌ LED، فناوری QDEL می‌تواند جایگاه مناسبی را در بازار به دست آورد. برای مثال، اپل به‌علت هزینه‌های بالا و چالش‌های تشکیل، از فناوری میکرو‌ ال‌ای‌دی در ساخت ساعت‌ها و به گمان زیادً دیگر محصولاتش منفعت گیری نخواهد کرد و منفعت گیری از نمایشگرهای OLED را مورد نظر دارد. بااین‌حال کره‌ای‌ها برنامه‌ریزی اختصاصی‌ای برای منفعت گیری از میکرو‌ ال‌ای‌دی در تلویزیون‌های آتی خود دارند. 

وجود هم‌زمان QDEL، میکرو‌ LED و OLED  در بازار

می‌توان پیش‌بینی کرد که وجود هم‌زمان این سه فناوری می‌تواند رقابت را در بین فناوری‌های مورد منفعت گیری در نمایشگرها تشکیل کند. مطابق حرف های ریک ویری، QDEL می‌تواند با افت هزینه‌های تشکیل، گوی سبقت را در ساخت تلویزیون‌ها از OLED برباید؛ هرچند از بین بردن برخی ارتقاها همانند بهبود در روشنایی و افت خطر سوختگی، می‌توانند OLED را هم چنان به‌گفتن یک گزینه جدی برای عموم سازندگان نگه داری کند. این چنین ویری نظر دارد که فناوری QDEL می‌تواند مسیر نسبتاً آسان‌تری را (با دقت به هزینه و فرآیند تشکیل) نسبت به میکرو‌ ال‌ای‌دی طی کند و به گزینه اول سازندگان تبدیل شود. اگرچه منفعت گیری از QDEL در تلویزیون‌ها، تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها راحت‌تر است، اما وجود آن‌ها در تلفنهای هوشمند به‌علت نیاز به چگالی پیکسل بالا و همین‌طور فرآیند چاپ QDEL، مقداری دور از دسترس به‌نظر می‌رسد و سازندگان، نمایشگرهای OLED را ترجیح خواهند داد. 

علاوه‌براین، یورک اظهار داشت که فناوری‌های میکرو‌ال‌ای‌دی و نانو‌ال‌ای‌دی به‌علت روشنایی زیاد تر و مقاومت بالاتر، به‌مرور در جایگاه‌ بالاتری نسبت به OLED قرار خواهند گرفت. یقیناً که فراتر از همه این‌ها، تشکیل و هزینه است که پیروزی این فناوری‌ها را در بازار اشکار خواهد کرد. 

تشکیل آسان‌تر نمایشگرهای QDEL در قیاس با مثالهای میکرو LED

در فرایند ساخت نمایشگرهای میکرو ال‌ای‌دی، تراشه‌های این فناوری طی مرحله های گوناگون روی وافرهای نیمه‌هادی گسترش می‌یابند و سپس از طریق پردازش‌های گوناگون، به زیرمجموعه‌های مختلفی منتقل خواهد شد. بااین‌حال، دستیابی به راه حلهای تشکیل سریع با هزینه‌ منطقی، چالشی است که حل آن می‌تواند محدودیت دسترسی به نمایشگرهای میکرو ال‌ای‌دی را برای عموم مردم حل کند. 

از نظر دیگر، نمایشگرهای QDEL به گمان زیادً با منفعت گیری از فرایند فوتولیتوگرافی (که در ساخت نمایشگرهای LED و LCD به‌کاررفته) تشکیل خواهند شد که نتیجه آن، ساخت راحت‌تر و دسترسی زیاد تر عموم مردم به این فناوری در دستگاه‌های گوناگون خواهد می بود. 

یورک درمورد پردازش کوانتوم‌ دات‌ها او گفت: «کوانتوم دات‌ها در NanoLED از طریق یک فرایند محلول‌سازی پردازش خواهد شد که امکان ساخت نیمه‌رسانا‌ها را در مقیاس بزرگ و با منفعت گیری از تجهیزات پردازش شیمیایی فراهم می‌آورد. این روش هزینه‌های تشکیل را نسبت به کارخانجات سازنده نیمه‌رسانا‌های سنتی تا حد قابل‌توجهی افت می‌دهد و کوانتوم‌دات‌های بیشتری می‌سازند. این چنین کوانتوم دات‌های تولیدی می‌توانند به اشکال دیگر همانند جوهر یا فتورزیست‌ها (ترکیباتی که حلالیت آن‌ها بر تاثییر برخورد اشعه ماوراء بنفش تحول می‌کند) درمی‌آیند تا از طریق راه حلهایی همانند چاپ جوهری و فوتولیتوگرافی به‌کارگرفته شوند. 

یورک و همکارانش در Nanosys خودشان را برای اراعه تجاری این فناوری در سال ۲۰۲۶ آماده می‌کنند؛ بااین‌حال زمان دسترسی عمومی به QDEL، به سازندگان و تاریخ اراعه محصولات‌شان بستگی دارد. اگرچه اکنون متخصصان روی قابلیت‌های بهینه‌تر OLED کار می‌کنند، اما انتظار داریم که طی سال‌های آتی، نمایشگرهای بهتر و باکیفیت‌تری را با QDEL ببینیم.