จอแสดงผลควอนตัมดอทเป็นอุปกรณ์แสดงผลที่ใช้ควอนตัมดอท (QD) ซึ่งเป็นนาโนคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถสร้างแสงโมโนโครมาติกบริสุทธิ์^{[ a ]}สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินได้

ควอนตัมดอท (QD) อาจเป็นแบบเปล่งแสงด้วยแสง ( photoluminescent ) หรือเปล่งแสงด้วยไฟฟ้า ( electroluminescent ) ทำให้สามารถนำไปรวมเข้ากับสถาปัตยกรรมจอแสดงผลแบบเปล่งแสงใหม่ได้อย่างง่ายดาย^{[ 1 ]}ควอนตัมดอทผลิตแสงโมโนโครมาติกตามธรรมชาติ ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าแหล่งกำเนิดแสงสีขาวเมื่อกรองสี และช่วยให้ได้สีที่อิ่มตัวมากขึ้นซึ่งครอบคลุมขอบเขตสีRec. 2020 เกือบ 100% ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

ณ เดือนมิถุนายน พ.ศ. 2568 ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ทั้งหมด เช่น ทีวี LCD ที่ใช้ชื่อแบรนด์QLEDใช้ควอน ตัมดอทเป็น อนุภาค เปล่งแสง ในขณะที่ทีวี QD-LED ที่เปล่งแสงด้วยไฟฟ้ามีอยู่เฉพาะในห้องปฏิบัติการเท่านั้น^{[ 5 ] [ 6 ]}

จอ LCD ที่มีไฟแบ็คไลท์ LEDเป็นการใช้งานหลักของควอนตัมดอทที่เปล่งแสงได้ แม้ว่าจะสามารถนำไปใช้กับเทคโนโลยีการแสดงผลอื่นๆ ที่ใช้ตัวกรองสีได้ เช่นไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ สีน้ำเงิน/UV (OLED), MicroLEDหรือแผงจอแสดงผลQD -OLED ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} จอแสดงผล QD-OLEDซึ่งใช้แผง OLED สีน้ำเงินที่มีตัวกรองสี QD เริ่มวางจำหน่ายในตลาดในปี 2023 ^{[ 10 ]}จอแสดงผล QD-OLED และ QD-LED สามารถให้ความคมชัดได้เท่ากับจอแสดงผล OLED และ MicroLED โดยมีระดับสีดำที่ "สมบูรณ์แบบ" ในสถานะปิด ซึ่งแตกต่างจากจอ LCD ที่มีไฟแบ็คไลท์ LED

แนวคิดในการใช้ควอนตัมดอทเป็นแหล่งกำเนิดแสงเกิดขึ้นในทศวรรษ 1990 การใช้งานในช่วงแรกๆ ได้แก่ การถ่ายภาพโดยใช้โฟโตดีเทคเตอร์อินฟราเรด QD ไดโอดเปล่งแสงและอุปกรณ์เปล่งแสงสีเดียว^{[ 11 ]}ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 2000 นักวิทยาศาสตร์เริ่มตระหนักถึงศักยภาพในการพัฒนาควอนตัมดอทสำหรับแหล่งกำเนิดแสงและจอแสดงผล^{[ 12 ]}

อนุภาคควอนตัมดอทที่เปล่งแสงได้ถูกนำมาใช้ในไฟแบ็คไลท์ LCD หรือตัวกรองสีของจอแสดงผล ควอนตัมดอทจะถูกกระตุ้นด้วยแสงสีฟ้าจากแผงจอแสดงผลเพื่อเปล่งแสงสีพื้นฐานบริสุทธิ์ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียแสงและการรบกวนของสีในตัวกรองสี ปรับปรุงความสว่างและ ขอบเขตสี ของจอแสดงผล แสงจะเดินทางผ่านฟิล์มชั้นควอนตัมดอทและตัวกรอง RGB แบบดั้งเดิมที่ทำจากเม็ดสี หรือผ่านตัวกรองควอนตัมดอทที่มีตัวแปลงสีควอนตัมดอทสีแดง/เขียวและแสงสีฟ้าที่ส่องผ่านได้

จอแสดงผลควอนตัมดอทแบบ เปล่งแสงด้วยไฟฟ้าหรือแบบเปล่งแสงด้วยไฟฟ้าเป็นจอแสดงผลแบบทดลองที่ใช้ไดโอดเปล่งแสงควอนตัมดอท (QD-LED; หรือ EL-QLED, ELQD, QDEL) จอแสดงผลเหล่านี้คล้ายกับหน้าจอ AMOLED และ MicroLED เนื่องจากแต่ละพิกเซลจะสร้างแสงของตัวเองเมื่อกระแสไฟฟ้าถูกส่งไปยังอนุภาคอนินทรีย์ขนาดเล็ก ผู้ผลิตอ้างว่าจอแสดงผล QD-LED สามารถรองรับจอแสดงผลขนาดใหญ่และยืดหยุ่นได้ และจะไม่เสื่อมสภาพง่ายเหมือน OLED ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับหน้าจอทีวีจอแบนกล้องดิจิทัลโทรศัพท์มือถือและเครื่องเล่นเกมพกพา^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

การประยุกต์ใช้งานจริงที่แพร่หลายอย่างหนึ่งคือการใช้ฟิล์มเสริมประสิทธิภาพควอนตัมดอท (QDEF) เพื่อปรับปรุงแสงแบ็คไลท์ LED ในทีวี LCDแสงจาก แบ็คไลท์ LED สีน้ำเงินจะถูกแปลงโดยควอนตัมดอทให้เป็นสีแดงและสีเขียวที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ ทำให้การผสมผสานของแสงสีน้ำเงิน เขียว และแดงนี้มีการรบกวนสีน้ำเงิน-เขียวน้อยลง และมีการดูดซับแสงในตัวกรองสีหลังหน้าจอ LCD น้อยลง ส่งผลให้ปริมาณแสงที่ส่งผ่านได้เพิ่มขึ้นและให้ขอบเขต สี ที่ดีขึ้น

ผู้ผลิตรายแรกที่จัดส่งทีวีประเภทนี้คือSonyในปี 2013 ในชื่อTriluminosซึ่งเป็นเครื่องหมายการค้าของ Sony สำหรับเทคโนโลยีนี้^{[ 16 ]}ในงานConsumer Electronics Show 2015 Samsung Electronics , TCL Corporationและ Sony ได้แสดงทีวี LCD ที่ใช้ไฟแบ็คไลท์ LED ที่ปรับปรุงด้วย QD ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}ในงาน CES 2017 Samsung ได้เปลี่ยนชื่อทีวี 'SUHD' เป็น 'QLED' ต่อมาในเดือนเมษายน 2017 Samsung ได้ก่อตั้ง QLED Alliance ร่วมกับHisenseและTCLเพื่อผลิตและทำการตลาดทีวีที่ปรับปรุงด้วย QD ^{[ 20 ] [ 21 ]}

จุดควอนตัมบนกระจก (QDOG) แทนที่ฟิล์ม QD ด้วยชั้น QD บางๆ ที่เคลือบอยู่ด้านบนของแผ่นนำแสง (LGP) ซึ่งช่วยลดต้นทุนและปรับปรุงประสิทธิภาพ^{[ 22 ] [ 23 ]}

ไฟแบ็คไลท์ LED สีขาวแบบดั้งเดิมที่ใช้ LED สีน้ำเงินที่มีโครงสร้าง QD สีแดง-เขียวบนชิปหรือบนรางกำลังได้รับการวิจัยมาตั้งแต่ปี 2010 แม้ว่าอุณหภูมิการทำงานที่สูงจะส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานก็ตาม^{[ 24 ] [ 25 ]}

จอ LCD ที่ใช้ LED เป็นแบ็คไลท์แบบ QD (QDCC) จะใช้ฟิล์ม QD หรือชั้น QD ที่พิมพ์ด้วยหมึกที่มีจุดควอนตัมสีแดง/เขียวแบบมีลวดลาย (เช่น จัดเรียงให้ตรงกับจุดควอนตัมสีแดงและสีเขียวอย่างแม่นยำ) เพื่อสร้างแสงสีแดง/เขียวบริสุทธิ์ จุดควอนตัมสีน้ำเงินสามารถโปร่งใสเพื่อให้แสงแบ็คไลท์ LED สีน้ำเงินบริสุทธิ์ผ่านได้ หรือสามารถสร้างด้วยจุดควอนตัมสีน้ำเงินแบบมีลวดลายในกรณีของแบ็คไลท์ UV-LED การกำหนดค่านี้แทนที่ตัวกรองสีแบบพาสซีฟซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียอย่างมากจากการกรองแสงที่ผ่านเข้ามา 2/3 ด้วยโครงสร้าง QD ที่เปล่งแสงได้ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและ/หรือความสว่างสูงสุด และเพิ่มความบริสุทธิ์ของสี^{[ 24 ] [ 26 ] [ 27 ]}

เนื่องจากควอนตัมดอททำให้แสงเกิดการลดขั้ว ตัวกรองแสงเอาต์พุต (ตัววิเคราะห์) จึงต้องถูกย้ายไปอยู่ด้านหลังตัวแปลงสีและฝังอยู่ในเซลล์ของกระจก LCD ซึ่งจะช่วยปรับปรุงมุมมองการรับชมได้เช่นกัน การจัดเรียงตัววิเคราะห์และ/หรือตัวกรองแสงภายในเซลล์จะช่วยลดผลกระทบจากการลดขั้วในชั้น LC ทำให้เพิ่มอัตราส่วนความคมชัด เพื่อลดการกระตุ้นตัวเองของฟิล์ม QD และเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ สามารถปิดกั้นแสงโดยรอบได้โดยใช้ตัวกรองสีแบบดั้งเดิม และตัวกรองแสงสะท้อนแสงสามารถนำแสงจาก QDCC ไปยังผู้ดูได้ เนื่องจากมีเพียงแสงสีน้ำเงินหรือ UV เท่านั้นที่ผ่านชั้นผลึกเหลว จึงสามารถทำให้บางลงได้ ส่งผลให้เวลาตอบสนองของพิกเซล เร็วขึ้น ^{[ 26 ] [ 28 ]}

Nanosysได้นำเสนอเทคโนโลยีตัวแปลงสีแบบเปล่งแสงในช่วงปี 2017 โดยคาดว่าจะวางจำหน่ายผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ภายในปี 2019 แม้ว่าตัวกรองโพลาไรซ์ภายในเซลล์ยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญ^{[ 29 ] [ 20 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}ณ เดือนธันวาคม 2019 ปัญหาเกี่ยวกับตัวกรองโพลาไรซ์ภายในเซลล์ยังคงไม่ได้รับการแก้ไข และไม่มี LCD ที่มีตัวแปลงสี QD ปรากฏในตลาดตั้งแต่นั้นมา^{[ 37 ]}

ตัวแปลงสี QD สามารถใช้กับแผง OLED หรือmicro-LED ได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและขอบเขตสี^{[ 22 ] [ 36 ] [ 38 ] [ 39 ]} Samsung และ TCL ได้ทำการวิจัยแผง QD-OLED ที่มีตัวปล่อยแสงสีน้ำเงินและตัวแปลงสีแดง-เขียว^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]}ในเดือนตุลาคม 2019 Samsung Display ได้ประกาศการลงทุน 10.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐทั้งในด้านการวิจัยและการผลิต โดยมีเป้าหมายที่จะเปลี่ยนโรงงานผลิตแผง 8G ทั้งหมดให้เป็นการผลิต QD-OLED ในช่วงปี 2019–2025 ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]} Samsung Display นำเสนอแผง QD-OLED ขนาด 55 นิ้วและ 65 นิ้วที่งาน CES 2022โดยทีวีจาก Samsung Electronics และ Sony จะวางจำหน่ายในภายหลังในปี 2022 ^{[ 50 ]}

จอแสดงผล QD-OLED แสดงปริมาณสีที่ดีกว่า ครอบคลุมขอบเขตสี Rec.2020 ถึง 90% ด้วยความสว่างสูงสุด 1500 นิต ในขณะที่ทีวี OLED และ LCD ในปัจจุบันครอบคลุมขอบเขตสี Rec.2020 เพียง 70–75% (95–100% ของ DCI-P3) ^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]}

การพัฒนาเพิ่มเติมของจอแสดงผล QD-OLED คือจอแสดงผลไดโอดเปล่งแสงนาโนรอดควอนตัมดอท (QNED) ^{[ 54 ]}ซึ่งแทนที่ชั้น OLED สีน้ำเงินด้วย LED นาโนรอดสีน้ำเงินInGaN / GaNนาโนรอดมีพื้นผิวเปล่งแสงที่ใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับ LED แบบระนาบ ทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นและเปล่งแสงได้มากขึ้น สารละลายนาโนรอดจะถูกพิมพ์ด้วยหมึกบนพื้นผิว จากนั้นซับพิกเซลจะถูกจัดเรียงในตำแหน่งด้วยกระแสไฟฟ้า และตัวแปลงสี QD จะถูกวางไว้ด้านบนของซับพิกเซลสีแดง/เขียว^{[ 55 ] [ 56 ]} Samsung Display คาดว่าจะเริ่มการผลิตทดสอบแผง QNED ในปี 2021 ^{[ 57 ] [ 54 ]}โดยมีการผลิตจำนวนมากในปี 2024–2025 แต่การผลิตทดสอบได้ถูกเลื่อนออกไป ณ เดือนพฤษภาคม 2022 ^{[ 58 ] [ 59 ]}

ชั้นแปลงสี QD chip-on-board (QD-COB) สามารถนำไปใช้กับ ไมโครดิสเพลย์ microLEDที่ใช้กันทั่วไปในอุปกรณ์ใกล้ตา เช่น แว่นตา ความเป็นจริงเสริม (AR) และไมโครโปรเจ็กเตอร์เทคโนโลยีการแปลงสีหลักสองแบบได้รับการพัฒนาขึ้น ได้แก่ แบบหนึ่งฝังควอนตัมดอทใน GaN นาโนพรุนบน LED สีน้ำเงิน (เช่น Nanopore Quantum Dot หรือ NPQD) และอีกแบบหนึ่งใช้ ชั้น โฟโตเรซิสต์ ควอนตัมดอทแบบมี ลวดลายบนอาร์เรย์ microLED วิธีการเหล่านี้ทำให้ได้ความหนาแน่นของพิกเซลสูงมากและความสว่างเพียงพอสำหรับจอแสดงผลสีเต็มรูปแบบขนาดกะทัดรัด^{[ 60 ] [ 61 ]}กระบวนการ NPQD สร้างชั้นนาโนพรุนแบบ in-situ บนเวเฟอร์ GaN microLED ซึ่งเต็มไปด้วยควอนตัมดอทเพื่อแปลงการปล่อยแสงสีน้ำเงินเป็นแสงสีแดงหรือสีเขียว ทำให้สามารถสร้างจอแสดงผลสีเต็มรูปแบบแบบโมโนลิธิกที่มีความสว่าง ประสิทธิภาพ และความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้น^{[ 62 ]}ด้วยการแทนที่ชิปเปล่งแสงสีแดงแบบดั้งเดิม ที่ใช้ AlInGaPซึ่งมีองค์ประกอบวัสดุแตกต่างจาก ชิป InGaN สีเขียวและสีน้ำเงิน ด้วยซับพิกเซลสีแดงที่แปลงด้วยควอนตัมดอท จอแสดงผล QD-COB จึงแสดงให้เห็นถึงความสม่ำเสมอของสีที่ดีขึ้นในช่วงมุมมองต่างๆ^{[ 63 ] [ 64 ]}จอแสดงผล microLED ขนาด 0.22 นิ้วเชิงพาณิชย์ที่มีชั้น QD-COB ได้รับการวางจำหน่ายในปี 2023-2024 โดยมีรุ่นขนาด 0.39 นิ้วและ 0.13 นิ้วที่ตั้งเป้าหมายการผลิตนำร่องในปี 2025 ^{[ 65 ] [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ]}

นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทดลองอื่นๆ เช่น การพิมพ์หมึก QD ด้วยระบบอิงค์เจ็ท เพื่อการรวมเข้ากับโครงสร้างระดับไมครอน

จอแสดงผลควอนตัมดอทแบบเปล่งแสงได้เองจะใช้อนุภาคนาโน ควอนตัมดอทแบบเปล่งแสงด้วยไฟฟ้า ซึ่งทำหน้าที่เป็นLED ที่ใช้ควอนตั มดอท (QD-LED) จัดเรียงใน รูปแบบ เมทริกซ์แอคทีฟหรือเมทริกซ์พาสซีฟ แทนที่จะต้องใช้ไฟแบ็คไลท์ LED แยกต่างหากสำหรับการส่องสว่างและ TFT LCD เพื่อควบคุมความสว่างของสีหลัก จอแสดงผล QDEL เหล่านี้จะควบคุมแสงที่เปล่งออกมาจากซับพิกเซลสีแต่ละสีโดยตรง^{[ 70 ]}ซึ่งช่วยลดเวลาตอบสนองของพิกเซลได้อย่างมากโดยการกำจัดชั้นผลึกเหลว เทคโนโลยีนี้ยังถูกเรียกว่าจอแสดงผล QLED ที่แท้จริง^{[ 71 ]}และควอนตัมดอทแบบเปล่งแสงด้วยไฟฟ้า (ELQD, QDEL, EL-QLED) ^{[ 72 ] [ 73 ]}

โครงสร้างของ QD-LED คล้ายกับการออกแบบพื้นฐานของ OLED ความแตกต่างที่สำคัญคืออุปกรณ์เปล่งแสงเป็นควอนตัมดอต เช่น นาโน คริสตัลแคดเมียมซีลีไนด์ (CdSe) ชั้นของควอนตัมดอตถูกประกบอยู่ระหว่างชั้นของวัสดุอินทรีย์ที่นำอิเล็กตรอนและนำโฮล สนามไฟฟ้าที่ใช้ทำให้อิเล็กตรอนและโฮลเคลื่อนที่เข้าไปในชั้นควอนตัมดอต ซึ่งพวกมันจะถูกจับในควอนตัมดอตและรวมตัวกันใหม่ ทำให้เกิดการเปล่งแสงโฟตอน^{[ 12 ] [ 74 ]}ช่วงสีที่แสดงจาก QD-LED มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคโนโลยีจอแสดงผล LCD และ OLED ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}ในการสร้าง LED ที่เป็น QD ทั้งหมด ความท้าทายที่ต้องเอาชนะคือการนำไฟฟ้าที่ไม่ดีในชั้น QD ที่เปล่งแสงในปัจจุบัน^{[ 75 ] [ 76 ]}

เนื่องจากวัสดุที่มีแคดเมียมเป็นส่วนประกอบไม่สามารถนำมาใช้ในงานด้านแสงสว่างได้เนื่องจากมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม^{[ 77 ]} จึงมีการวิจัยโซลูชันหมึกพิมพ์อิงค์เจ็ท InP ( อินเดียมฟอสไฟด์ ) โดย Nanosys, Nanoco, Nanophotonica, OSRAM OLED, Fraunhofer IAP, Merck และมหาวิทยาลัยแห่งชาติโซล เป็นต้น^{[ 34 ] [ 78 ] [ 79 ]}ณ ปี 2019 วัสดุที่มี InP เป็นส่วนประกอบยังไม่พร้อมสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์เนื่องจากอายุการใช้งานที่จำกัด^{[ 80 ]}

คาดว่าการผลิตจอแสดงผล QLED แบบแอคทีฟเมทริกซ์จำนวนมากโดยใช้การพิมพ์อิงค์เจ็ทจะเริ่มขึ้นในปี 2020–2021 ^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ] [ 35 ] [ 36 ]}แต่ ณ ปี 2024 ปัญหาเรื่องอายุการใช้งานยังไม่ได้รับการแก้ไข และเทคโนโลยียังคงอยู่ในขั้นตอนการสร้างต้นแบบ ในปี 2024 Nanosys คาดการณ์ว่าเทคโนโลยีอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์ QD ของพวกเขาจะพร้อมสำหรับการผลิตในปี 2026 ^{[ 84 ]}และในปี 2026 คาดว่าจะวางจำหน่ายในปี 2029 ^{[ 85 ]}

ในงาน CES 2024 Sharp NEC Displayได้สาธิตต้นแบบแผงจอแสดงผลขนาด 12 นิ้วและ 30 นิ้วเป็นการส่วนตัว^{[ 86 ] [ 84 ]}

แบรนด์ต่างๆ จำหน่ายจอแสดงผลที่ผสมผสาน LCD ที่ ^มีแสงแบ็คไลท์ LEDกับฟิล์มควอนตัมดอทเพื่อปรับปรุงสีและความคมชัดเมื่อเทียบกับจอแสดงผลที่มีแสงแบ็คไลท์ LED ทั่วไป^{[ 87 ]} Sonyโปรโมตผลิตภัณฑ์ที่ปรับปรุงด้วย QD ของตนในชื่อTriluminos ^[ 88 ^] Samsungโปรโมตผลิตภัณฑ์ QD ของตนในชื่อQLED ^{[ 89 ]}และอนุญาตให้HisenseและTCLโปรโมตผลิตภัณฑ์ของตนในลักษณะเดียวกัน^{[ 20 ]}ตั้งแต่ปี 2021 LG Electronics ได้เปิดตัวทีวีซีรีส์ที่ใช้ชื่อแบรนด์ว่า "QNED Mini LED" ทีวีเหล่านี้ใช้จอ LCD ที่มีแสงแบ็คไลท์ LED ขนาดเล็กและไม่ใช้เทคโนโลยีเปล่งแสงด้วยตนเอง^{[ 90 ]}

บางแบรนด์ เช่น Samsung จำหน่าย จอแสดงผล QD-OLEDที่รวม แผง OLEDเข้ากับตัวแปลงสีควอนตัมดอทเพื่อปรับปรุงสีและความสว่างเมื่อเทียบกับจอแสดงผล OLED ทั่วไป โดยทั่วไปจะใช้เลเยอร์ OLED สีน้ำเงินแทน RGB หรือRGBW ^{[ 91 ] [ 92 ]}

การทดสอบที่ Hansolซึ่งเป็นซัพพลายเออร์ของSamsung Electronicsสั่งการในปี 2024 ชี้ให้เห็นว่าทีวี TCL หลายรุ่นที่วางจำหน่ายโดยระบุว่ามีควอนตัมดอทนั้น แท้จริงแล้วไม่มีวัสดุควอนตัมดอทอยู่จริง อย่างไรก็ตาม สำนักข่าวต่างๆ เตือนให้ผู้อ่านระมัดระวังต่อคำกล่าวอ้างของ Hansol เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับคู่แข่งรายหนึ่งของ TCL ^{[ 93 ] [ 94 ]}ในเดือนมีนาคม 2026 บริษัทกฎหมาย Pinsent Masons ของ Samsung Electronics ระบุว่า บริษัทชนะคดีโฆษณาที่ทำให้เข้าใจผิดต่อ TCL Deutschland ต่อหน้าศาล Landgericht München I เกี่ยวกับทีวี TCL ที่โฆษณาว่าเป็น "QLED" ตามที่บริษัทระบุ ศาลสั่งห้าม TCL ไม่ให้ทำการตลาดรุ่นที่ถูกกล่าวหาว่าเป็น "QLED" ต่อไปอีกใน 6 ซีรีส์ และสั่งให้แก้ไขคำกล่าวอ้างดังกล่าว คำพิพากษายังไม่เป็นที่สิ้นสุด^{[ 95 ]}

ประสิทธิภาพของ QD ถูกกำหนดโดยขนาดและ/หรือองค์ประกอบของโครงสร้าง QD ต่างจากโครงสร้างอะตอมธรรมดา โครงสร้างควอนตัมดอตมีคุณสมบัติพิเศษที่ระดับพลังงานขึ้นอยู่กับขนาดของโครงสร้างอย่างมาก ตัวอย่างเช่น การเปล่งแสงของควอนตัมดอต CdSeสามารถปรับได้จากสีแดง (เส้นผ่านศูนย์กลาง 5 นาโนเมตร) ไปจนถึงบริเวณสีม่วง (ดอตขนาด 1.5 นาโนเมตร) เหตุผลทางกายภาพของการเกิดสีของ QD คือผลของการกักกันควอนตัมและเกี่ยวข้องโดยตรงกับระดับพลังงาน ของพวกมัน พลังงานช่องว่างแถบที่กำหนดพลังงาน (และสี) ของแสงฟลูออเรสเซนต์นั้นแปรผกผันกับกำลังสองของขนาดของควอนตัมดอต ควอนตัมดอตขนาดใหญ่จะมีระดับพลังงานมากขึ้นที่อยู่ใกล้กันมากขึ้น ทำให้ควอนตัมดอตสามารถปล่อย (หรือดูดซับ) โฟตอนที่มีพลังงานต่ำกว่า (สีแดงกว่า) กล่าวอีกนัยหนึ่ง พลังงานโฟตอนที่ปล่อยออกมาจะเพิ่มขึ้นเมื่อขนาดของดอตลดลง เนื่องจากต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการกักกันการกระตุ้นของสารกึ่งตัวนำให้อยู่ในปริมาตรที่เล็กลง^{[ 96 ]}

โครงสร้างควอนตัมดอทรุ่นใหม่ใช้อินเดียมแทนแคดเมียมเนื่องจากแคดเมียมไม่ได้รับการยกเว้นสำหรับการใช้งานด้านแสงสว่างตามคำสั่งRoHS ของ คณะกรรมาธิการยุโรป^{[ 24 ] [ 97 ]}และเนื่องจากแคดเมียมมีพิษ

QD-LED มีลักษณะเฉพาะคือสีการปล่อยแสงที่บริสุทธิ์และอิ่มตัวพร้อมแบนด์วิดท์ แคบ โดยมีค่า FWHM ( ความกว้างเต็มที่ที่ครึ่งค่าสูงสุด ) อยู่ในช่วง 20–40 นาโนเมตร^{[ 12 ] [ 26 ]}ความยาวคลื่นการปล่อยแสงสามารถปรับได้ง่ายโดยการเปลี่ยนขนาดของควอนตัมดอท นอกจากนี้ QD-LED ยังให้ความบริสุทธิ์ของสีและความทนทานสูง ควบคู่ไปกับประสิทธิภาพ ความยืดหยุ่น และต้นทุนการประมวลผลต่ำของอุปกรณ์เปล่งแสงอินทรีย์ที่เทียบเคียงได้ โครงสร้างของ QD-LED สามารถปรับให้เข้ากับช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ทั้งหมดตั้งแต่ 460 นาโนเมตร (สีน้ำเงิน) ถึง 650 นาโนเมตร (สีแดง) (ดวงตาของมนุษย์สามารถตรวจจับแสงได้ตั้งแต่ 380 ถึง 750 นาโนเมตร) ความยาวคลื่นการปล่อยแสงได้รับการขยายอย่างต่อเนื่องไปยังช่วง UV และ NIR โดยการปรับแต่งองค์ประกอบทางเคมีของ QD และโครงสร้างของอุปกรณ์^{[ 98 ] [ 99 ]}

จุดควอนตัมสามารถประมวลผลด้วยสารละลายและเหมาะสำหรับเทคนิคการประมวลผลแบบเปียก เทคนิคการผลิตหลักสองประการสำหรับ QD-LED เรียกว่าการแยกเฟสและการพิมพ์แบบสัมผัส^{[ 100 ]}

การแยกเฟสเหมาะสำหรับการสร้างชั้นโมโนเลเยอร์ QD ที่มีระเบียบในพื้นที่ขนาดใหญ่ ชั้น QD เดี่ยวถูกสร้างขึ้นโดยการปั่นสารละลายผสมของ QD และสารกึ่งตัวนำอินทรีย์เช่น TPD (N,N ′ -Bis(3-methylphenyl)-N,N ′ -diphenylbenzidine) กระบวนการนี้ทำให้เกิดชั้นโมโนเลเยอร์ QD ที่ประกอบตัวเองเป็นอาร์เรย์แบบหกเหลี่ยมอัดแน่นพร้อมกัน และวางชั้นโมโนเลเยอร์นี้ไว้บนหน้าสัมผัสที่ร่วมตกตะกอน ในระหว่างการทำให้ ตัวทำละลาย แห้ง QD จะแยกเฟสออกจากวัสดุชั้นล่างอินทรีย์ (TPD) และลอยขึ้นสู่พื้นผิวของฟิล์ม โครงสร้าง QD ที่ได้จะได้รับผลกระทบจากพารามิเตอร์หลายอย่าง ได้แก่ ความเข้มข้นของสารละลาย อัตราส่วนของตัวทำละลาย การกระจายขนาดของ QD และอัตราส่วนด้านของ QD นอกจากนี้ ความบริสุทธิ์ของสารละลาย QD และตัวทำละลายอินทรีย์ก็มีความสำคัญเช่นกัน^{[ 101 ]}

แม้ว่าการแยกเฟสจะค่อนข้างง่าย แต่ก็ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์แสดงผล เนื่องจากกระบวนการสปินแคสติ้งไม่อนุญาตให้สร้างลวดลายด้านข้างของควอนตัมดอท (QD) ที่มีขนาดแตกต่างกัน (RGB) การแยกเฟสจึงไม่สามารถสร้าง QD-LED หลายสีได้ นอกจากนี้ การมีวัสดุชั้นล่างที่เป็นสารอินทรีย์สำหรับ QD-LED ก็ไม่เหมาะสมเช่นกัน เนื่องจากวัสดุชั้นล่างที่เป็นสารอินทรีย์ต้องเป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งเป็นข้อจำกัดที่จำกัดจำนวนการออกแบบอุปกรณ์ที่สามารถใช้งานได้

กระบวนการพิมพ์สัมผัสสำหรับการสร้างฟิล์มบาง QD เป็นวิธีการแขวนลอยแบบใช้น้ำที่ปราศจากตัวทำละลาย ซึ่งเรียบง่าย ประหยัดต้นทุน และมีปริมาณงานสูง ในระหว่างกระบวนการ โครงสร้างของอุปกรณ์จะไม่สัมผัสกับตัวทำละลาย เนื่องจากชั้นการขนส่งประจุในโครงสร้าง QD-LED เป็นฟิล์มบางอินทรีย์ที่ไวต่อตัวทำละลาย การหลีกเลี่ยงตัวทำละลายในระหว่างกระบวนการจึงเป็นประโยชน์อย่างมาก วิธีนี้สามารถผลิตโครงสร้างเรืองแสงไฟฟ้าแบบมีลวดลาย RGB ที่มีความละเอียด 1000 ppi (พิกเซลต่อนิ้ว) ^{[ 3 ]}

กระบวนการโดยรวมของการพิมพ์แบบสัมผัส:

• โพ ลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) ถูกขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์ซิลิโคน
• ด้านบนของแม่พิมพ์ PDMS ที่ได้จะถูกเคลือบด้วยฟิล์มบางๆ ของParylene -c ซึ่งเป็น พอลิเมอร์อินทรีย์อะโร มาติกที่ได้จากการตกตะกอนด้วยไอสารเคมี (CVD)
• แสตมป์เคลือบ พารีลีน -ซี ถูกทำให้เป็นหมึกโดยวิธีการปั่นเหวี่ยง (spin-casting) ของสารละลายคอลลอยด์ควอนตัมดอท (QDs) ที่แขวนลอยอยู่ในตัวทำละลาย อินทรีย์
• หลังจากตัวทำละลายระเหยออกไปแล้ว ชั้นโมโนเลเยอร์ของควอนตัมดอทที่เกิดขึ้นจะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวโดยใช้การพิมพ์แบบสัมผัส

อาร์เรย์ของควอนตัมดอทถูกสร้างขึ้นโดยการประกอบตัวเองในกระบวนการที่เรียกว่าการหล่อแบบหมุน (spin casting) : สารละลายของควอนตัมดอทในวัสดุอินทรีย์จะถูกเทลงบนพื้นผิวรองรับ จากนั้นจึงตั้งให้พื้นผิวรองรับหมุนเพื่อกระจายสารละลายให้ทั่วถึง

การพิมพ์แบบสัมผัสช่วยให้สามารถผลิต QD-LED หลายสีได้ QD-LED ถูกผลิตขึ้นโดยมีชั้นเปล่งแสงประกอบด้วยแถบโมโนเลเยอร์ QD สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินกว้าง 25 ไมโครเมตรวิธีการพิมพ์แบบสัมผัสยังช่วยลดปริมาณ QD ที่ต้องการ ซึ่งช่วยลดต้นทุน^{[ 3 ]}

จอแสดงผลนาโนคริสตัลจะให้สเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้เพิ่มขึ้นถึง 30% ในขณะที่ใช้พลังงานน้อยกว่าจอ LCD ถึง 30-50% ส่วนหนึ่งเป็นเพราะจอแสดงผลนาโนคริสตัลไม่จำเป็นต้องใช้แสงพื้นหลัง LED ควอนตัมดอท (QD LED) สว่างกว่าจอ CRT และ LC ถึง 50-100 เท่า โดยให้ความสว่างถึง 40,000  นิต ( cd /m² ⁾ควอนตัมดอทสามารถกระจายตัวได้ทั้งในตัวทำละลายที่เป็นน้ำและไม่ใช่น้ำ ซึ่งทำให้สามารถสร้างจอแสดงผลแบบพิมพ์ได้และยืดหยุ่นได้ทุกขนาด รวมถึงทีวีขนาดใหญ่ ควอนตัมดอทสามารถเป็นสารอนินทรีย์ได้ ซึ่งมีศักยภาพในการยืดอายุการใช้งานเมื่อเทียบกับ OLED (อย่างไรก็ตาม เนื่องจากชิ้นส่วนของ QD-LED หลายชิ้นมักทำจากวัสดุอินทรีย์ จึงจำเป็นต้องมีการพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงอายุการใช้งาน) นอกจากจอแสดงผล OLED แล้วจอแสดงผลไมโคร LED แบบวางและหยิบ ก็กำลังกลายเป็นเทคโนโลยีที่แข่งขันกับจอแสดงผลนาโนคริสตัล ซัมซุงได้พัฒนาวิธีการผลิตไดโอดควอนตัมดอทแบบเปล่งแสงได้เองที่มีอายุการใช้งาน 1 ล้านชั่วโมง^{[ 102 ]}

ข้อดีอื่นๆ ได้แก่ สีเขียวที่อิ่มตัวมากขึ้น การผลิตบนวัสดุพอลิเมอร์ได้ง่ายขึ้น จอแสดงผลที่บางลง และการใช้วัสดุเดียวกันในการสร้างสีต่างๆ ได้

ข้อเสียอย่างหนึ่งคือ จุดควอนตัมสีน้ำเงินต้องการการควบคุมเวลาที่แม่นยำสูงในระหว่างปฏิกิริยา เนื่องจากจุดควอนตัมสีน้ำเงินมีขนาดใหญ่กว่าขนาดขั้นต่ำเพียงเล็กน้อย เนื่องจากแสงแดดมีความสว่างของสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินใกล้เคียงกันตลอดทั้งสเปกตรัม จอแสดงผลจึงจำเป็นต้องสร้างความสว่างของสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินใกล้เคียงกันเพื่อให้ได้สีขาวบริสุทธิ์ตามที่กำหนดโดยมาตรฐานความสว่าง CIE D65อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบสีน้ำเงินในจอแสดงผลอาจมีความบริสุทธิ์ของสีและ/หรือความแม่นยำ ( ช่วงไดนามิก ) ที่ค่อนข้างต่ำกว่าเมื่อเทียบกับสีเขียวและสีแดง เนื่องจากดวงตาของมนุษย์มีความไวต่อสีน้ำเงินในสภาพแสงแดดน้อยกว่าสามถึงห้าเท่าตามฟังก์ชันความสว่างของ CIE

เมื่อเปรียบเทียบกับแผง LCD แบบดั้งเดิมและแผง LCD แบบควอนตัมดอท แผง QD-OLED ก็ประสบปัญหารอยไหม้บนหน้าจอ เช่นเดียว กับแผง OLED ทั่วไป

• ควอนตัมดอท: สถานะทางเทคนิคและแนวโน้มตลาด
• จุดควอนตัมที่ให้แสงสีขาวอาจเป็นสิ่งที่จะมาแทนที่หลอดไฟ