Inchiostri rivoluzionari per i display di nuova generazione

In quanto ad acronimi, OLED è uno di quelli che incontriamo abbastanza spesso, anche se molti non sanno esattamente cosa significhi. I display a diodi organici a emissione di luce (Organic Light Emitting Diode) sono praticamente ovunque. Ad esempio, il tuo smartphone ha sicuramente uno schermo OLED, perché deve essere sottile, leggero e offrire un'ottima qualità dell'immagine. Tuttavia, come tutte le tecnologie,ha i suoi limiti. E dove esistono dei limiti, ci sono persone intelligenti che si impegnano a superarli.

Per i display OLED, la sfida più grande è la mancanza di luminosità. Se li confrontiamo con i display LED, ad esempio, la differenza di luminosità è evidente. Di solito, un display OLED raggiunge al massimo circa 1000 nit (dove il nit è l'unità di misura della luminanza), mentre un LED può arrivare a otto volte di più. Tuttavia, ciò che manca in luminosità è compensato dai neri perfetti che creano un contrasto sufficiente a coprire questa carenza. In definitiva, si tratta di una tecnologia eccezionale che soddisfa gran parte delle esigenze, ma non del tutto.

La luminosità è importante, soprattutto perché influisce sulla visibilità e sulla precisione cromatica. Una maggiore luminosità dello schermo rende i colori più vividi, le immagini più realistiche e i dettagli visibili anche in condizioni di luce estrema o buio totale. In breve, rende molto più chiare le immagini che vediamo. Il che è fondamentale se ti occupi della creazione di immagini e utilizzi uno schermo OLED per scattare foto o registrare video. Ecco perché Canon è estremamente interessata a questa tecnologia. Abbiamo una lunga esperienza nel settore, con Canon Tokki Corporation specializzata in attrezzature impiegate nella produzione di schermi OLED.

Inoltre, siamo leader mondiali nella ricerca e nello sviluppo, e ci siamo classificati tra i primi 5 per il numero di brevetti depositati negli Stati Uniti per ben 37 anni. Ogni anno, investiamo fino all'8% del nostro fatturato in R&S. In breve, creare e perfezionare tecnologie straordinarie è il nostro pane quotidiano. Unendo queste due competenze, non sorprende affatto che Canon sia responsabile di un recente e significativo avanzamento della tecnologia OLED. Ma per capire perché l'OLED non è perfetto, come è stato migliorato e, a sua volta, come l'abbiamo reso ancora migliore, è utile spiegare innanzitutto il suo funzionamento e le differenze con la prossima generazione, il QD-OLED.

OLED vs QD-OLED

Per capire la differenza, è meglio pensare a questi dispositivi come a sottili strati sovrapposti. L'OLED tradizionale utilizza uno strato di pixel blu rivestito da uno strato di fosforo giallo per produrre luce bianca. Sopra di esso si trova un filtro di colore che crea i colori rosso, blu e verde (RGB) che tutti conosciamo e che, combinati, generano tutti i colori di cui possiamo avere bisogno. Tuttavia, è proprio questo filtro a limitare la luminosità dell'OLED, costringendo i produttori a compensare aggiungendo un pixel bianco allo strato RGB solo per aumentare la luminosità.

Nonostante ciò, non è la soluzione ideale. Ecco perché è stata sviluppata una variante dell'OLED chiamata QD-OLED. Nel QD-OLED, i pixel blu rimangono, ma il fosforo giallo non è più presente. Al suo posto, una "rete" di nanocristalli semiconduttori stampati, noti come "Quantum Dots" (da qui "QD") è stratificata sopra i pixel blu. Questi nanocristalli hanno un diametro di pochi nanometri e possono emettere luce con elevata luminosità e purezza di colore. Quando la luce blu colpisce i punti quantici, essi si trasformano in luce rossa e verde, risultando in un display RGB senza la necessità di un filtro colore.

Ed ecco che entra in gioco il concetto

di stampa. Anche nella tecnologia dei display, non possiamo evitare l'uso della stampa. È evidente che questi nanocristalli stampati rappresentano una vera innovazione. Inizialmente, erano composti di seleniuro di cadmio con un rivestimento esterno (immaginali come degli M&M's®). Questo rivestimento è importante perché stabilizza i punti quantici e impedisce al cadmio, sostanza tossica, di fuoriuscire da essi. Tuttavia, è chiaro che questa non era una soluzione ideale o sostenibile. Di conseguenza, i punti quantici a base di indio hanno rapidamente sostituito quelli al cadmio. Tuttavia, l'indio presenta a sua volta alcune sfide, poiché è un materiale raro e, come spesso accade con le risorse rare, è molto costoso. Per affrontare questo problema, Canon Inc. ha sviluppato un tipo di inchiostro a punti quantici con una struttura di perovskite, un'alternativa pratica e promettente.

Ma cos'è esattamente una struttura di perovskite?

Si tratta di un tipo di cristallo che prende il nome dal minerale perovskite per via della loro somiglianza strutturale – è piuttosto interessante, perché il termine descrive un gruppo di materiali che possiedono una struttura a forma di cubo e di diamante. Questi materiali sono incredibilmente versatili e vantano molte proprietà utili per i QD-OLED, tra cui la fluorescenza, la superconduttività e la ferroelettricità. Sono particolarmente noti per il loro utilizzo nelle celle solari, principalmente a causa del loro basso costo. Tuttavia, finora la durabilità è stata un ostacolo per i punti quantici di perovskite, motivo principale per cui si è preferito fare affidamento sull'indio.

Quando parliamo di "durabilità", intendiamo sia la longevità che la robustezza dei punti quantici. In altre parole, la capacità di mantenere la loro forma e di resistere a variazioni di calore, luce, umidità nell'aria e alle pressioni dei processi di produzione. Grazie alla nostra vasta esperienza e alle tecnologie proprietarie nel campo dello sviluppo di inchiostri e toner per stampanti, è logico supporre che siamo in grado di risolvere questo problema di durabilità. Ma come? Abbiamo sviluppato un metodo unico per creare un guscio protettivo per i punti quantici di perovskite.

Un mondo ad altissima definizione

Come azienda, siamo abituati a realizzare innovazioni su scala globale, ma questa volta siamo estremamente entusiasti di questa scoperta, perché gli inchiostri a punti quantici hanno un potenziale enorme. Innanzitutto, eliminando la dipendenza da sostanze rare come l'indio, si riducono significativamente i costi e si superano i problemi di approvvigionamento. Questo, a sua volta, dovrebbe avere un impatto concreto su varie tecnologie in diversi settori. E per concludere? La qualità. Questo prodotto ha il potenziale per aprire le porte a un nuovo mondo di display a punti quantici in 8K di nuova generazione – un traguardo non ancora raggiunto. Ti immagini come sarebbe l'ultra-HD? Davvero impressionante. Nonostante questa tecnologia non sia destinata a entrare immediatamente in produzione su larga scala (Canon Inc. prevede di farlo a partire dal 2025), è innegabile che porterà a una vera e propria rivoluzione.

Per ulteriori informazioni sugli inchiostri a punti quantici di perovskite, visita il sito Web Canon Global.