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May 29, 2013

量子ドットカラーディスプレイ

未来のディスプレイを実現する材料:液晶パネルの色域を大幅に広げる量子ドット

ディスプレイの国際会議「SID 2013」(2013年5月19~24日、カナダ・バンクーバー)では、液晶ディスプレイの色域を大幅に広げて有機ELと同等にするための技術が発表され、多くの聴衆の注目を集めた。展示会場では米3M社が量子ドットを使ったフィルム「QDEF」のデモを披露し、シンポジウムでは米QD Vision社が液晶ディスプレイ用途に向けた量子ドットの製造に関して招待講演を行った。


3MのQDEF、青色LEDとの組み合わせでNTSC比100%
 これまで「DBEF」を代表とする様々なバックライト用フィルムで、液晶ディスプレイの表示性能向上に寄与してきた3M社が、新たな製品を市場に投入する。量子ドットを使い、液晶ディスプレイの色域を大幅に広げられるQDEFと呼ぶフィルムである。青色LEDとQDEFを組み合わせることによって、NTSC比100%の広色域を容易に実現することができる。

 展示会場では、モバイル用の液晶パネルに適用したデモを実施。従来品の標準的な色域であるNTSC比70%から、有機ELと同等のNTSC比100%に高めた比較展示を行った。さらに、大型テレビ用では、従来品とQEDF搭載品の差をデモンストレーションした。このQDEFを搭載した大型テレビの試作品には、「BEST IN SHOW DISPLAY WEEK 2013」が授与された。

 このQDEFは、3nm径と7nm径の量子ドットをフィルム中に分散させ、それを保護フィルムで挟み込んだ構造を持つ。バックライトの導光板と液晶パネルの間に貼る。バックライト光源には、従来の白色LEDに代えて青色LEDを使う。3nmの量子ドットで青色光を緑色光に変換し、7nmの量子ドットで青色光を赤色光に変換する。この結果、従来のブロードな波長特性を持つ白色LEDに対して、赤・緑・青の鋭いピークを持った光源になり、鮮やかな色彩を得ることができるという。

ディスプレイの量子ドット応用ってあまり聞かないな、と思ったら結構進んでいる技術なんですね。化学屋さんの領域のようです。


ディスプレイ技術への量子ドットの応用

Dr. Seth Coe-Sullivan3 Co-Founder and CTO, QD Vision, Inc.

コロイド状量子ドット(QD:Quantum Dot)は、量子力学に従う独特な光学特性を持つナノスケールの材料で、QD Vision社において開発された、新たなディスプレイ技術に用いられています。量子ドットはナノスケールのコロイド状半導体で、コロイドのサイズによってバンドギャップを調節することが可能です。QD Vision社では、これらの材料に、有機分子や、プラスチックエレクトロニクス(有機エレクトロニクス)のプロセス技術を組み合わせ、新たな固体ディスプレイの開発を行っています。有機材料は、安価に製造が可能で、フレキシブル基板上に堆積でき、明るく発光するため、ディスプレイなどの発光デバイスに有望な材料です。しかし、有機材料の利点と量子ドットの特性を組み合わせれば、さらに優れたデバイスを開発できるかもしれません。量子ドットLEDの概念は以前から実証されていましたが、初期に作製されたデバイスの効率と明るさは、商業化可能な素子技術に求められる数値よりも桁違いに低いものでした。QD Vision社の創立者は、相分離技術1などの新たな製造技術を開発しました。この技術を用いることで、量子ドットや低分子有機輸送材料(従来使用されていたポリマーではなく、Alq3やTPDなど)2から非常に高効率な量子ドットLEDを作製することができます。

Qd01

ヘキサンに分散させた蛍光CdSe量子ドットのバイアル。量子閉じ込め効果を示しており、量子ドットサイズは、左から右の方向に、2 nm(青色)~8 nm(赤色)となっています。CdSeは、断面図で示したQD Vision社の素子構造に使用できる量子ドット材料の一例です。素子にはわずか1層の量子ドットが使用されており、素子の動作電圧を低く維持したまま、量子ドット発光量を飽和させることが可能です。


発色に量子を使うなんて素敵なことじゃないですか。

これからも注目技術ですね。


量子力学の応用ならばけんきゅーしてみたいな。人気blogランキング・自然科学にぷちっとな。【押す】≪応接室、ちょっと不具合が出ています。少々お待ちください≫

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