Het kwantumpuntscherm: mooier dan lcd

Er is een nieuwe technologie met kwantumpunten die straks zorgt voor nog levendigere kleuren op je televisie, tablet, smartphone en andere schermen. Hier wordt over gepraat op de 248e National Meeting & Exposition van de American Chemical Society (ACS). Wetenschappers beschrijven de technologie 3M quantum dot enhancement film (QDEF) die ervoor zorgt dat lcd-schermen rijkere kleuren krijgen.

“Het groene gras komt gewoon naar je toe vanuit deze schermen”, zegt Eric Nelson, die meegeholpen heeft bij het maken van het plastic filmlaagje dat de kwantumpunten op z"n plek houdt, van 3M. “We geloven dat dit de efficiëntste manier is om een gekleurd scherm te krijgen.”

Dat komt doordat de kwantumpuntschermen (QD) minder energie nodig hebben in vergelijking met andere opties die rijke kleuren weergeven. QD"s zijn zulke compacte kristallen dat er makkelijk tienduizend passen in de breedte van een menselijke haar.

Filters
Tegenwoordig bevatten bijna alle verkochte elektronica, van tv"s tot smartphones, een lcd-scherm. Een lcd-scherm werkt door wit licht door een serie filters te schijnen. Zo ontstaat de kleur die de kijker ziet. Om de beste kleuren te krijgen moeten de filters vrij donker zijn. Het kost best veel energie om het licht fel genoeg te maken om het oog van de kijker te bereiken.

Het andere probleem volgens Nelson is dat er “altijd een beetje groen in rood lekt, blauw in groen en ga zo maar door. Dus in plaats van een puur rode kleur, eindig je met iets oranje-achtigs. Daarom is het moeilijk om een roos of appel echt rood te laten zien op een conventioneel lcd-scherm.

Blauw licht
In plaats van het licht te filteren, veranderen de QD"s het in een andere kleur. De punten – gemaakt voor 3M door Nanosys – produceren specifieke lichtkleuren op basis van hoe groot ze zijn. In 3M QDEF-schermen is het witte achtergrondlicht van de lcd vervangen door een blauw licht met daaroverheen een kunststofvel met ingebouwde quantumpunten die rood en groen licht produceren. Het scherm combineert deze drie kleuren om alle kleuren te produceren die de kijker ziet.

Een groot nadeel van de punten is dat ze zeer snel kapot gaan wanneer ze in aanraking komen met water of de zuurstof in de lucht. Om dit probleem te verhelpen heeft Nelson geholpen met het maken van een beschermingslaag. De QD"s zitten tussen twee polymeerfilms, de kwantumpunten zijn ingeklemd met een epoxylijm. “Het geheel ziet eruit als een kunststofvel”, zegt Nelson. Speciale coatings op het vel bieden nog verdere bescherming en verbeteren de kijkervaring.

Milieuvriendelijk
De technologie kent ook enkele milieuvriendelijke voordelen. Omdat de QDEF-schermen minder licht nodig hebben consumeren ze minder elektriciteit. Accu"s in apparaten gaan daardoor langer mee.

Nelson vertelt dat testen van 3M laten zien dat de zware metalen – die te vinden zijn in alle hedendaagse elektronica – volledig gevangen zitten in het kunststofvel. Daar kunnen ze niet uit lekken tijdens de levensduur van het apparaat. En ook niet als het apparaat op de vuilnisbelt eindigt.

Prijskaartje
3M hoopt dat de QDEF-technologie de strijd aan kan met duurdere alternatieven, bijvoorbeeld met schermen die gebruikmaken van organic light-emitting diodes (oled). Nelson legt uit dat de kleuren van een oledscherm net zo helder zijn als dat van een QDEF-scherm, maar dat die technologie individuele lichten gebruikt voor het creëren van verschillende kleuren. Het groot nadeel is het hoge prijskaartje dat eraan hangt.

Hoewel QDEF-schermen duurder zijn dan conventionele lcd"s met minder heldere kleuren, denkt Nelson dat de kosten vanzelf dalen naarmate de technologie steeds breder geïmplementeerd wordt. Hoe groter de productie, hoe lager de kosten. Diverse apparaten op de markt maken al gebruik van QDEF. Er zijn er nog meer onderweg.