آینده‌‌ای جدید پیش‌روی نمایشگرها؛ با فناوری QDEL آشنا شوید

امروزه فناوری OLED در بسیاری از دستگاه‌ها با قیمت‌های مختلف دیده می‌شود و در دسترس عموم کاربران قرار دارد. اما حالا این سؤال پیش آمده که فناوری بعدی برای نمایشگرها چه خواهد بود؟ از تکنولوژی میکرو ال‌ای‌دی (micro LED) به‌عنوان یکی از فناوری‌های انقلابی در آینده یاد می‌شود، اما این فناوری تا دهه میلادی بعدی به‌طور عمومی در دسترس نخواهد بود. از طرفی دیگر نیز برخی سازندگان، ایده‌های جالبی مانند نمایشگرهای شفاف و منعطف را در سر دارند. بااین‌حال، ظاهراً کوانتوم دات‌ها می‌توانند نگرانی‌‌های کاربران مانند کیفیت تصویر و طول عمر را رفع کنند و با حضور QDEL، مهم‌ترین فناوری حال‌حاضر لقب بگیرند.

گام بعدی را می‌توان حضور نمایشگر‌های QDEL یا به‌اصطلاح نانو ال‌ای‌دی (NanoLED) دانست؛ جایی که دیگر خبری از نور پس‌زمینه نیست و ذرات کوانتومی، منبع نور هستند. درنتیجه انتظار می‌رود نمایشگرهای مجهز به این فناوری، فضای رنگی گسترده‌تری را نسبت به QD-OLED ارائه دهند و روشنایی و مقاومت بیشتری را در برابر سوختگی به همراه بیاورند. با این تفاسیر، احتمالاً QDEL به‌عنوان یکی از فناوری‌های جذاب طی سال‌های آینده مورد توجه بیشتری قرار خواهد گرفت.

فناوری QDEL چیست؟
این فناوری با اسم‌های مختلفی شناخته می‌شود؛ QLED ،QD-LED و EL-QD نام‌هایی هستند که گاهاً به‌جای QDEL مورد استفاده قرار می‌گیرند. از طرفی به‌دلیل شرکت توسعه‌دهنده کوانتوم دات‌ها (یعنی Nanosys)، فناوری نام‌برده را NanoLED می‌نامند.

علی‌رغم اینکه سازندگان سال ۲۰۲۶ را برای به‌کارگیری QDEL در نظر دارند، اما با توجه به بررسی معدود نمونه‌های اولیه، QDEL هنوز با محدودیت‌هایی سروکار دارد که حضور آن را در بازه زمانی 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 خودرو بگذارد. بنابراین درصورت تجاری‌سازی و تولید انبوه، QDEL می‌تواند عملکرد بهتری را متناسب با هزینه‌ پرداخت‌شده ارائه کند؛ البته که به لحاظ قیمتی، قطعاً چالش‌هایی میان این فناوری و نمایشگرهای LCD و LED وجود خواهد داشت. «جف یورک»، معاون بازاریابی Nanosys پیش‌بینی کرد که محصولات تولید‌شده دارای QDEL با استفاده از فوتولیتوگرافی به بازار معرفی خواهند شد.

بدون حضور نور پس‌زمینه
نمایشگرهای OLED امروزی از مواد مختلفی به‌منظور تأمین نور پس‌زمینه بهره می‌برند و QD-OLED مخصوصاً از کوانتوم دات‌ها برای تبدیل نور به رنگ استفاده می‌کند. در QLED، منبع نور، تنها نور سفیدرنگ پس‌زمینه است و نمایشگرهای QDEL با اعمال مستقیم برق به کوانتوم‌ دات‌ها، نور تولید می‌کنند. درحقیقت فناوری QDEL با به‌کارگیری لایه‌ای از کوانتوم دات‌ها میان آند و کاتد، انتقال جریان الکتریسیته به این لایه را تسهیل می‌کند.

صفحه‌نمایش‌های QDEL دارای پیکسل‌هایی هستند که هرکدام از دو ساب‌پیکسل کوانتوم دات قرمز و سبز بهره‌مندند و در قیاس با نمایشگرهای QLED و QD-OLED، ساختار متفاوتی دارند. (پیکسل‌های این دو نمایشگر به ساب‌پیکسل آبی مجهزند.) البته یورک می‌گوید که نمایشگرهای QD-OLED ،‌QLED و QDEL با اشاره به حضور کوانتوم دات‌های یکسان در نمایشگرهای هر سه فناوری، افزود: «عملکرد لایه بیرونی (منظور کوانتوم دات‌ها) باید تغییر کند تا با معماری‌های نمایشگر سازگار شوند.»‌

از آنجایی که پیکسل‌های QDEL نور موردنیاز را تولید می‌کنند و سپس می‌توانند کامل خاموش شوند، سیاهی عمیق و کنتراست مناسبی را درست مانند صفحه‌نمایش‌های OLED نمایش می‌دهند. همچنین به‌دلیل حضور کوانتوم دات‌هایی با دید مستقیم، نمایشگرهای QDEL می‌توانند رنگ‌های بیشتری را نسبت به نمایشگرهایی که تاکنون دیده‌ایم، ارائه دهند. علاوه‌براین، چون این نمایشگرها لایه‌ها و قطعات کمتری دارند، ممکن است ارزان‌تر، ماندگارتر و نازک‌تر از سایر محصولات باشند.

فناوری QDEL در واقعیت
برخی سازندگان در چندسال اخیر، نمونه‌هایی از نمایشگرهای QDEL را در به نمایش گذاشته‌اند که آخرین مورد آن به رویداد CES برمی‌گردد؛ زمانی 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 بود و مدل دوم نیز نمونه‌ای مناسب برای مانتیورها به‌شمار می‌رفت. همچنین یکی از پیشرفت‌های بزرگ نمونه‌های QDEL در مقایسه با مدل‌‌های به‌نمایش‌گذاشته‌شده، ساخت آن‌ها در فشار جوی بالا و بدون حضور اتاق خلأ بود که نقش مهمی در کاهش هزینه‌ها دارد.

مزیت‌های QDEL
پیش‌ از این کوانتوم دات‌ها با موفقیت در نمایشگرهای OLED، LCD و LED به‌کار رفته‌اند و عملکرد 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 بیشتر (در مقایسه با نمایشگرهای OLED) به ارمغان بیاورد. به‌همین دلیل برخی کاربران امیدوارند که صفحه‌نمایش‌های QDEL روزی جایگزین نمونه‌های OLED شوند و ویژگی‌های پیشرفته‌تری را در اختیار آن‌ها بگذارند.

همچنین ظاهراً این نمایشگرها در مقایسه با نمونه‌های OLED ماندگاری بیشتری دارند، زیرا واکنشی در برابر مواد آلی به‌کاررفته ندارند و درمقابل سوختگی مقاوم‌اند. همچنین پژوهشگران به تحقیقات خود ادامه می‌دهند تا مطمئن شوند که مواد کوانتوم دات آبی و سبز قادرند برای مدت زمان کافی فعال باشند تا یک دستگاه مصرف‌کننده‌ قابل‌قبول بدون استفاده از کادمیوم به مرحله تولید برسد.

اما برخی معتقدند که عمر نمایشگر‌های QDEL می‌تواند روزی با مدل‌های LCD و LED برابری کند و از OLEDها نیز بیشتر باشد. طبق توضیحات یورک،‌ سران Nanosys معتقدند که کوانتوم دات‌های آبی را دقیقاً می‌توان به‌منظور دستیابی به عمر و راندمان بالا در نمایشگرهای QDEL توسعه داد.

او همچنین ادامه داد: «امواج دارای طول موج کوتاه (مانند آبی) پرانرژی‌اند و مقدار انرژی موردنیاز برای تولید این امواج آنقدر بالاست که ممکن است به مواد مورد استفاده برای تولید نور آسیب برساند. این یکی از دلایل اصلی کوتاه‌تر بودن عمر OLEDهای آبی نسبت به سایر رنگ‌ها است.»

طول عمر کوانتوم دات‌های آبی بدون استفاده از کادمیوم به‌طرز چشم‌گیری برای ساخت نمایشگرهای مقاوم تجاری کوتاه 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 بود. بااین‌حال طول عمر کوانتوم دات‌ها در سال‌های اخیر بسیار بهبود یافته و برخی شرکت‌های پیشرو در این زمینه، نتایج موفقیت‌آمیزی را گزارش داده‌اند.

سرنوشت میکرو‌ ال‌ای‌دی‌ها
میکرو‌ ال‌ای‌دی‌ها (Micro LED) مشابه OLED عمل می‌کنند و از پیکسل‌های جداگانه‌ای برای ارائه کنتراست مناسب بهره‌مندند؛ از طرفی همانند QDEL، در برابر سوختگی مقاوم‌اند و روشنایی بیشتری در مقایسه با فناوری OLED دارند.

درحال‌حاضر فناوری میکرو‌ LED در نمایشگرها و دستگاه‌های مختلفی به‌کار رفته، اما چالش‌های به‌کارگیری این فناوری در تلویزیون‌های کوچک‌تر (با قیمت مناسب) سبب شده تا نمایشگرهای میکرو‌ ال‌ای‌دی برای عموم مردم در دسترس نباشد. درنتیجه ظاهراً نمایشگرهای QDEL در مقایسه با سایر مدل‌ها، هزینه کمتری برای تولید خواهند داشت و در دسترس عموم قرار خواهد گرفت.

گفته می‌شود که تکنولوژی QDEL با استفاده از امکانات موردنیاز برای نمایشگرهای LED قابل تولید است. همچنین علی‌رغم به‌کارگیری مواد نیمه‌هادی بلوری معدنی در هر دو فناوری میکرو‌ ال‌ای‌دی و QDEL، نوع پردازش آن‌هاست که باعث تفاوت در عملکرد این دو می‌شود و چالش‌های متفاوتی را ایجاد می‌کند. اگرچه هنوز داده‌های کاملی از میزان دقت و کیفیت تصویر QDEL نداریم و حتی نمی‌دانیم چه برندهایی روی آن سرمایه‌گذاری خواهند کرد، اما متخصصان انتظار کیفیتی مشابه میکرو‌ ال‌ای‌دی را همراه با رنگ‌های بیشتر دارند. طبق گفته «اریک ویری»، نمایشگرهای QDEL خلوص رنگی بهتری را نسبت به QLED به ارمغان خواهد آورد.

برخی اعتقاد دارند که به‌دلیل چالش‌های موجود در تولید نمایشگرهای میکرو‌ LED، فناوری QDEL می‌تواند جایگاه مناسبی را در بازار به دست آورد. برای مثال، اپل به‌دلیل هزینه‌های بالا و چالش‌های تولید، از فناوری میکرو‌ ال‌ای‌دی در ساخت ساعت‌ها و احتمالاً سایر محصولاتش استفاده نخواهد کرد و استفاده از نمایشگرهای OLED را مدنظر دارد. بااین‌حال کره‌ای‌ها برنامه‌ریزی ویژه‌ای برای استفاده از میکرو‌ ال‌ای‌دی در تلویزیون‌های آتی خود دارند.

حضور هم‌زمان QDEL، میکرو‌ LED و OLED  در بازار
می‌توان پیش‌بینی کرد که حضور هم‌زمان این سه فناوری می‌تواند رقابت را در بین فناوری‌های مورد استفاده در نمایشگرها ایجاد کند. طبق گفته ریک ویری، QDEL می‌تواند با کاهش هزینه‌های تولید، گوی سبقت را در ساخت تلویزیون‌ها از OLED برباید؛ هرچند رفع برخی ارتقاها مانند بهبود در روشنایی و کاهش خطر سوختگی، می‌توانند OLED را همچنان به‌عنوان یک گزینه جدی برای عموم سازندگان حفظ کند. همچنین ویری عقیده دارد که فناوری QDEL می‌تواند مسیر نسبتاً آسان‌تری را (با توجه به هزینه و فرآیند تولید) نسبت به میکرو‌ ال‌ای‌دی طی کند و به گزینه اول سازندگان تبدیل شود. اگرچه استفاده از QDEL در تلویزیون‌ها، تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها راحت‌تر است، اما حضور آن‌ها در گوشی‌های هوشمند به‌دلیل نیاز به چگالی پیکسل بالا و همین‌طور فرآیند چاپ QDEL، کمی دور از دسترس به‌نظر می‌رسد و سازندگان، نمایشگرهای OLED را ترجیح می‌دهند.

علاوه‌براین، یورک اظهار داشت که فناوری‌های میکرو‌ال‌ای‌دی و نانو‌ال‌ای‌دی به‌دلیل روشنایی بیشتر و مقاومت بالاتر، به‌مرور در جایگاه‌ بالاتری نسبت به OLED قرار خواهند گرفت. البته که فراتر از همه این‌ها، تولید و هزینه است که موفقیت این فناوری‌ها را در بازار مشخص خواهد کرد.
تولید آسان‌تر نمایشگرهای QDEL در قیاس با نمونه‌های میکرو LED

در فرایند ساخت نمایشگرهای میکرو ال‌ای‌دی، تراشه‌های این فناوری طی مراحل مختلف روی وافرهای نیمه‌هادی توسعه می‌یابند و سپس از طریق پردازش‌های مختلف، به زیرمجموعه‌های مختلفی منتقل می‌شوند. بااین‌حال، دستیابی به روش‌های تولید سریع با هزینه‌ منطقی، چالشی است که حل آن می‌تواند محدودیت دسترسی به نمایشگرهای میکرو ال‌ای‌دی را برای عموم مردم حل کند.

از سوی دیگر، نمایشگرهای QDEL احتمالاً با استفاده از فرایند فوتولیتوگرافی (که در ساخت نمایشگرهای LED و LCD به‌کاررفته) تولید خواهند شد که نتیجه آن، ساخت راحت‌تر و دسترسی بیشتر عموم مردم به این فناوری در دستگاه‌های مختلف خواهد بود.


یورک درباره پردازش کوانتوم‌ دات‌ها گفت: «کوانتوم دات‌ها در NanoLED از طریق یک فرایند محلول‌سازی پردازش می‌شوند که امکان ساخت نیمه‌رسانا‌ها را در مقیاس بزرگ و با استفاده از تجهیزات پردازش شیمیایی فراهم می‌آورد. این روش هزینه‌های تولید را نسبت به کارخانجات سازنده نیمه‌رسانا‌های سنتی تا حد قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و کوانتوم‌دات‌های بیشتری می‌سازند. همچنین کوانتوم دات‌های تولیدی می‌توانند به اشکال دیگر مانند جوهر یا فتورزیست‌ها (ترکیباتی که حلالیت آن‌ها بر اثر برخورد اشعه ماوراء بنفش تغییر می‌کند) درمی‌آیند تا از طریق روش‌هایی مانند چاپ جوهری و فوتولیتوگرافی به‌کارگرفته شوند.

یورک و همکارانش در Nanosys خودشان را برای عرضه تجاری این فناوری در سال ۲۰۲۶ آماده می‌کنند؛ بااین‌حال زمان دسترسی عمومی به QDEL، به سازندگان و تاریخ عرضه 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.