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LIGHTING 10 - GENNAIO - FEBBRAIO 2016
XVI
Lighting
banda di emissione più stretta che può essere sintoniz-
zata finemente e consente una maggior flessibilità di
configurazione e implementazione applicativa. Al CES
d’inizio anno si sono visti i primi televisori QDLCD che
appaiono con un rapporto qualità/costo migliore di
quello degli OLED e hanno perciò le carte in regola per
sfidarli in competitività sul mercato.
In pratica, i punti quantici sono dei convertitori fotonici
che ricevono la luce dei LED bianchi di retroillumina-
zione ed emettono per fluorescenza una luce con banda
molto stretta in un qualsiasi colore dello spettro visibile.
Strutturalmente sono delle “palline” di semicondutto-
re con diametro di una manciata di nanometri inserite
all’interno di un altro semiconduttore che ha un gap fra
le bande di conduzione e valenza molto maggiore.
Attorno a ogni pallina si forma un pozzo di potenziale in
grado di separare elettricamente i portatori di carica del
semiconduttore interno da quelli del semiconduttore
circostante e questo spiega la denominazione di “punti
quantici”.
Inoltre, le dimensioni del volume che ospita ogni punto
quantico determinano anche la sua lunghezza d’onda di
risonanza e i livelli energetici di assorbimento ed emis-
sione.
In pratica, i volumi con diametro compreso all’incirca
fra 2 e 10 nm, corrispondono allo spettro visibile e, pre-
cisamente, le palline più grandi con diametro tra 8 e 10
nm risuonano a energia più alta ed emettono sul rosso,
mentre le più piccole tra i 2 e 4 nm emettono sul blu. I
diametri dei nano-volumi si possono scegliere nella fase
di fotolitografia ma bisogna an-
che tener presente che al loro
interno c’è sempre un numero
discreto di modi risonanti cia-
scuno con la propria probabili-
tà di occupazione da parte dei
fotoni. Di conseguenza si può
decidere quale modo far pre-
valere sugli altri e, in definitiva,
scegliere finemente la lunghez-
za d’onda di emissione e avere
a disposizione un’ampia gamma
di gradazioni del colore.
Ciò significa che i pannelli di
punti quantici offrono una resa
cromatica notevolmente supe-
riore rispetto a qualsiasi altra
tecnologia basata sui diodi laser.
Per la loro fabbricazione bastano gli stessi impianti che
si usano per i chip e i MEMS senza alcun investimento
aggiuntivo e inoltre, rispetto agli altri tipi di LED i QD
sono molto più facilmente integrabili sullo stesso die di
silicio al fianco di qualsiasi altro componente di control-
lo, misura o connessione e ciò consente di realizzare si-
stemi multifunzione ancor più completi e versatili. Sono
già disponibili in commercio sia QD-LED, Quantum
Dots LED, sia QDP, Quantum Dots Photodetectors, e
sono in fase di sviluppo Quantum Dot per la fotocatalisi
tipicamente utilizzata nei pannelli solari e anche QD per
sensori nanometrici da installare nei nanosistemi dia-
gnostici con infinite applicazioni in medicina e biologia.
Essendo intrinsecamente molto robusti, i QD sono ideali
per realizzare schermi di visualizzazione a elevate pre-
stazioni per tutte le applicazioni industriali, automotive,
medicali, consumer e aerospaziali.
ìFig. 5 – I QD-LED hanno un’emissione finemente
controllabile che può offrire una resa cromatica
nelle immagini notevolmente migliore rispetto
agli OLED
Fig. 4 – Yole Développement prevede fino al 2020 una continua crescita
soprattutto in volume per i LED a fosfori PFS che si avvantaggeranno dei
nuovi sistemi di conversione fotonica a punti quantici