04
05
2014
「量子ドットが熱い」液晶の色を鮮やかにする量子ドット

「量子ドットが熱い」液晶の色を鮮やかにする量子ドット

幅広い分野で研究が進む量子ドット Quantum dot。
ディスプレイ業界ではここに来て一気に製品化の波が押し寄せています。


ディスプレイにおける量子ドットの役割

“量子ドットの役割は、青色LEDからの光の波長変換を行い、望む光の色を得ること”

 → 今、量子ドットが熱い - 日経テクノロジー


現在、LEDを使ったバックライトには、RGB(赤・緑・青)の3色のLEDを全部使う手法や、青色や紫外線LEDをベースに蛍光体で赤・緑を得る手法があります。

ノートパソコンなどではコストに優れた後者が主流。

そして、Kindle Fire HDX 7 への採用で注目を集める量子ドットLEDはまた別の技術です。

 → Mini Tablet Display Technology Shoot-Out
 → 蹴茶: Nexus 7 に色域で劣る iPad mini Retina [11.20]


3Mと提携するNanosys社の資料を引用すると、365nmの紫外線から、異なる量子ドットを併用することで青から赤まで様々な色を作り出しています。

量子ドット nanosys スペクトラム

3M社が製品化した QDEFフィルムは青色LEDバックライトをベースに、赤と緑を作り出す量子ドットを内封しています。

量子ドット nanosys

これにより白色LEDよりも、さらにハッキリした色を得ることができる仕組み。

量子ドット nanosys
出典: Nanosys_DW2013.pdf



日本の技術?


目下、ディスプレイ業界での量子ドットをリードするのは以下3社。

 ・ Nanoco社(イギリス)
 ・ Nanosys社(ドイツ) → Kindle Fire HDX 7
 ・ QD Vision社(アメリカ) → ソニーブラビア

量子ドットの応用範囲は非常に広く、日本でも様々な研究開発が行われていますが、ことディスプレイにおいては日本がリードとは言えないと思われます(参考)。



課題

量子ドットの今後はバラ色一直線かというとそうでもなく、高性能な量子ドットにはカドミウムが使われるという問題が存在。

「Color IQ™」を用いてQD Vision社が製造した光学部品には、ごく微量のカドミウムが使用されていますが、これは密閉されたガラス内の硬化した樹脂に封止されたうえで、テレビに内蔵されております。そのため、お客様はカドミウムに触れることなく、優れた画質をお楽しみいただけます。

 このテレビは、ソニーが販売する地域・国の環境法規制に準拠しています。ソニーは製品のライフサイクルを通じて環境保護に取り組んでいます。このテレビについても、修理や廃棄時に、「Color IQ™」を用いた光学部品の適切な回収、取り扱い、リサイクル、廃棄がなされるよう、環境法規制に基づいて、関連する情報を消費者、修理業者やリサイクル業者などへ提供していきます
 → 一部のテレビに搭載されている「Color IQ™」について | ブラビア | ソニー


ソニーがカドミウムの回収を謳う一方で、Kindle Fire HDX 7 でカドミウムの話を全く聞かないのはちょっと不思議なところです。Nanosysの部材を採用しているようですが(参照)、Nanosys曰く「RoHS指令での規制値以下」だからでしょうか(参照)。

カドミウムフリーの量子ドットも徐々に登場。

 → Cdフリーの技術でDow Chemicalと組んだNanoco




Kindle Fire HDX 7 の青帯問題

Kindle Fire HDX 7 は青色LEDの色が漏れるという問題が生じています。

これまでも縁から漏れていたのかもしれませんが、白色LEDから青色LED+量子ドットに変わったので色が目立つようになったのかもしれませんね。

 → 山口真弘氏レビュー:軽量化のメリットは大も、画面端にみられる青帯に注意
 → 「Kindle Fire HDX 7」のポジティブ過ぎる"言い訳"が気になる。(鴻池賢三)





Appleも

Appleも量子ドットの技術特許を取得しており、iPhone、iPadにも遠からず導入される可能性があります。

 → Appleが量子ドットディスプレイの実用化で三つの特許を出願 | TechCrunch Japan




MSMSシャッターなども興味は尽きないですが、今後もディスプレイ技術は熱い時代が続きますね。

 → 蹴茶: Qualcommとシャープが作るMEMSディスプレイとは [2012.12.5]



参考ページまとめ

Apple Looks to Improve Displays with Research on Quantum Dot Technology - Mac Rumors
  アップルは量子ドット技術の研究により、ディスプレイを改善するようだ
3M to Bring More Color to Consumer Electronic Devices | 3M Newsroom
  3Mはコンシューマー電器デバイスにより多彩な色をもたらす
有機ELの画質を液晶にも、3Mと米ベンチャーが共同開発に着手 - EE Times Japan
  有機ELにも影響は及ぶ
米Evident Technologies社など,量子ドットを用いた白色LEDの照明システムを開発へ
  より優れた品質のLED照明を開発
量子ドットのしくみ オーシャンフォトニクス
LED 照明に関する正しい情報Q&A

DisplayMate Light Spectra for the Kindle Fire HDX 7 - iPad mini Retina - Nexus 7
  Kindle Fire HDX 7 のスペクトラム
  QDEFフィルムの資料やブラビアと較べて赤が弱め

この量子ドットを使った材料を、バックライトと液晶パネルの間に置くのではなく、導光板の入り口に置く「On-edge」という方法が有効であるという。この方法であれば、必要な年間生産量を1/100に削減できる。なお、LEDチップの表面に置く「On-chip」という方法では、年間生産量を1万分の1(10kg/年)にできるという。しかし、LEDの発熱を考慮すると、On-edgeが妥当な方式だとする。
 → 液晶パネルの色域を大幅に広げる量子ドット - 日経テクノロジー

Apple needs to catch Samsung, Amazon in displays, researcher says - CNET
  調査員曰く、AppleはSamsung、Amazonにディスプレイで追いつく必要がある

Apple Likes To Say Its Products Have The Best Displays; It Can Stop - Forbes
  Appleは自社製品がベストディスプレイを持つと言うのが好きだが、止めるべきではないか

量子ドットを用いた結晶シリコン太陽電池の高効率化に向けた設計指針を提供
  量子ドットは太陽電池の分野でも大きな期待を寄せられています。

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