Le premier écran couleur avec points quantiques

Des chercheurs de Samsung Electronics ont créé le premier écran couleur utilisant des points quantiques. Les écrans à points quantiques promettent d'être plus lumineux, moins chers et plus économes en énergie que ceux que l'on trouve dans les téléphones portables et les lecteurs MP3 d'aujourd'hui.

Lumineux et souple : Les points quantiques de couleur et les transistors à couche mince d'oxyde fonctionnent ensemble dans ce nouveau prototype d'affichage à matrice active.

L'écran de quatre pouces de diagonale de Samsung est contrôlé à l'aide d'une matrice active, ce qui signifie que chacun de ses pixels couleur à points quantiques est allumé et éteint avec un transistor à couche mince. Les chercheurs ont réalisé le prototype sur du verre ainsi que sur du plastique souple, comme indiqué dans Photonique de la nature cette semaine. Nous avons converti un défi scientifique en une véritable réussite technologique, déclare Jong Min Kim, membre du Institut avancé de technologie de Samsung .

Les points quantiques sont des nanocristaux semi-conducteurs qui brillent lorsqu'ils sont exposés au courant ou à la lumière. Ils émettent des couleurs différentes selon leur taille et le matériau dont ils sont faits. Leurs couleurs vives et pures et leur faible consommation d'énergie les rendent très attrayants pour les écrans. La plupart des écrans d'ordinateur et des téléviseurs utilisent des écrans à cristaux liquides (LCD) énergivores. Les écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED) sont plus brillants et économes en énergie, mais sont limités aux petits gadgets car ils sont trop chers pour les écrans de télévision et leurs matériaux organiques ont une durée de vie limitée.

Les écrans à points quantiques consommeraient moins d'un cinquième de la puissance des écrans LCD, selon le chercheur de Samsung Tae-Ho Kim. Ils promettent d'être plus lumineux et plus durables que les OLED. De plus, ils pourraient être fabriqués pour moins de la moitié de ce qu'il en coûte pour fabriquer des écrans LCD ou OLED.

Ce potentiel a attiré l'attention de grands fabricants d'écrans autres que Samsung. LG Display s'associe au spin-off du MIT QD Vision développer des affichages à points quantiques.

Pour réaliser leur prototype, les chercheurs de Samsung commencent par enduire une solution de points quantiques sur une plaque de silicium et évaporer le solvant. Ensuite, ils enfoncent doucement un tampon en caoutchouc avec une surface striée dans la couche de points quantiques, le décollent, puis l'appuient sur le substrat en verre ou en plastique souhaité. Cela transfère des bandes de points quantiques sur le substrat.

Dans un affichage couleur, chaque pixel contient des sous-pixels rouges, verts et bleus. Ces couleurs sont combinées à des intensités variables pour produire des millions de couleurs. En utilisant leur technique d'estampage encore et encore, les chercheurs peuvent créer un motif répété de rayures rouges, vertes et bleues.

Ils transfèrent les bandes directement sur un réseau de transistors à couche mince. Les transistors sont constitués d'oxyde d'hafnium-indium-zinc amorphe, qui fournissent un courant plus élevé et plus stable que les transistors classiques en silicium amorphe. L'affichage résultant a des sous-pixels d'environ 50 micromètres de large et 100 micromètres de long, suffisamment petits pour être utilisés dans les écrans de téléphone portable.

Il s'agit d'une démonstration puissante, déclare Seth Coe-Sullivan, cofondateur et directeur de la technologie de QD Vision. Les éléments technologiques individuels ne sont pas nécessairement nouveaux. Samsung a certainement fait beaucoup de bonne ingénierie pour assembler toutes les pièces de manière impressionnante.

Il prévient, cependant, qu'il y a beaucoup plus de problèmes de recherche et d'ingénierie à résoudre, et que les écrans à points quantiques sont encore à au moins trois ans de la commercialisation. Les meilleurs appareils à points quantiques ne sont toujours pas aussi économes en énergie que les OLED. Ils doivent également durer plus longtemps. À l'heure actuelle, ils commencent à perdre de leur luminosité après environ 10 000 heures. Enfin, les chercheurs devront développer des moyens de les fabriquer à faible coût et à grande échelle.

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