早在1980年，科學(xué)家便已發(fā)�(xiàn)了膠體半�(dǎo)體納米晶� — 即量子點 (QD)，其直徑大小通常只有2 - 10納米 (nm)。目前，這種材料已投入商�(yè)化生�(chǎn)，廣泛應(yīng)用于包括太陽能電池、光電探測器和LED在內(nèi)的各種薄膜設(shè)備中。QD對平板顯示器 (FPD) 行業(yè)將產(chǎn)生深�(yuǎn)影響，但一切真的會從此改變嗎？
量子力學(xué)效應(yīng)（也�“限域”效應(yīng)）導(dǎo)致的色彩可調(diào)性是量子點的諸多�(yōu)勢之一。量子點因其材料組分的不同（例如可包含硒化鎘 (CdSe) 和硫化鋅 (ZnS) 等），還可具有光致發(fā)光或電致�(fā)光特性�
在FPD�(yīng)用中，QD有望提高效能并降低功耗，增加亮度和色彩飽和度，延長顯示器使用壽命，并降低�(dāng)前FPD技�(shù)（包括有�(jī)�(fā)光二極管 (OLED) 技�(shù)）的成本。OLED技�(shù)盡管十年前便已問世，但一直未能在利潤豐厚的顯示設(shè)備市場中大有作為，主要原因便是其�(chǎn)量低和技�(shù)困難，從而導(dǎo)致成本偏高�
人們普遍認(rèn)為，QD�(shè)備的問世將會�(chuàng)造一種新的范式，這將終結(jié)液晶顯示� (LCD) 的市場壟斷地位，并由開發(fā)出的新型低成本的薄膜晶體� (TFT) �(chǎn)品取而代之。Touch Display Research是一家獨立的技�(shù)市場�(diào)研和咨詢公司，該公司�(yù)測量子點顯示器和照明元件的市場價值到2016年年底將超過20億美元，�2025年將�(dá)�106億美元�
QD最直接的應(yīng)用是LCD背光照明技�(shù)（LED電視）。QD已集成到一種濾膜中，這種濾膜可以插入到LED背光源和LCD面板之間。目前的LCD背光源使用白色LED燈，這種燈實際上是通過在藍(lán)色的LED燈上覆蓋一層熒光粉制成，因此效率較低。量子點濾膜允許在背光源中使用純�(lán)色LED燈，因為它可通過吸收和再�(fā)射將一些入射藍(lán)光轉(zhuǎn)換為很純的綠光和紅光。因此，LCD面板可接收更豐富的白光，從而擴(kuò)大了顯示器可再現(xiàn)的色彩范圍（色域）。該QD技�(shù)的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是無需對現(xiàn)有的FPD制程作出重大改變，這有助于盡早將該技�(shù)投入實際�(yīng)用�
QD LED或量子點�(fā)光二極管 (QLED) 顯示器將成為繼OLED顯示器之后的下一代顯示技�(shù)。QLED的結(jié)�(gòu)與OLED�(shè)備非常相似，它們均采用TFT矩陣有源處理每個像素。然而，使用模式化的QD取代�(biāo)�(zhǔn)�(fā)光性聚合物作為�(fā)射層，則具有顯著的優(yōu)勀這些�(yōu)勢包括純色和完全可再�(xiàn)的色彩空間標(biāo)�(zhǔn)（如Adobe RGB），并能夠帶來比最先�(jìn)的OLED還要高出30 – 40%的發(fā)光效率。QD還可能促成各種尺寸及形狀的透明和超薄顯示器的出�(xiàn)，這是�(xiàn)有技�(shù)無法做到的�
�(yùn)動控制和位置編碼�
量子點薄膜及類似�(chǎn)品均通過化學(xué)工藝大批量制造，這與�(yùn)動控制無�(guān)。然而，QLED制造工藝將圍繞兩項技�(shù)展開：電流體動力噴墨打印 (e-jet) 技�(shù)和接觸印刷技�(shù)�
封裝QD LED時，需要將不同厚度的多層QD以堆疊形式�(jìn)行排列，同時還可能涉及其他復(fù)雜的幾何形狀，以便能夠得到連續(xù)、高效的整體�(fā)射光譜。E-jet打印是一種分辨率很高的噴墨打印形式，有望用于制造大面積電路、光伏模塊和其他小型光子器件。E-jet打印�(jī)的工作原理是通過電場將墨滴從打印頭噴嘴吸出，而不是通過背壓將墨滴擠出，因此可得到納米級尺寸的墨滴。目前的試驗�(jī)器采用一個具有多�(dá)五個自由度的基板定位平臺、一個Z軸線性平臺和一個轉(zhuǎn)臺，用于控制打印噴嘴的位置，從而實�(xiàn)亞微米級精度的準(zhǔn)確噴墨。運(yùn)動控制系�(tǒng)也可使用光學(xué)或磁性編碼器�(jìn)行粗�(diào)定位，并使用視覺傳感器以納米級精� (
不過，QLED顯示器選擇的方法可能是接觸印刷，因為這種技�(shù)具有速度較高和成本較低的固有特性。這種貼裝技�(shù)采用彈性壓印模�(jìn)行轉(zhuǎn)印，可制造分辨率高達(dá)每英�2460個紅-�-�(lán)像素� (PPI) 的顯示器。目前有三種基本的轉(zhuǎn)�“模式”，其中一種被稱為“確定性組� (Deterministic Assembly)”的技�(shù) — 直接將QD�(jié)�(gòu)從供體基板轉(zhuǎn)印至受體基板 — 最適合實際�(yīng)用。預(yù)計當(dāng)前的小規(guī)模QD接觸印刷工藝，將通過重復(fù)校準(zhǔn)�(zhuǎn)印技�(shù)逐步�(kuò)大印刷面積，而這是大批量生�(chǎn)的一個關(guān)鍵。QD檢索和印刷過程取決于對印模施加的正交力和印模速度。印模與基板的接觸面的調(diào)�(zhǔn)和定位精度必須達(dá)到微米級，并且可重復(fù)覆蓋精度必須
集成的光�(xué)元件和精密負(fù)載傳感器可提供壓力反饋和位置感應(yīng)�(shù)�(jù)，以確定印模和基板之間的適度接觸，從而達(dá)到理想的效果。隨著QD納米�(jié)�(gòu)印刷技�(shù)的發(fā)展和普及，這些系統(tǒng)的線性軸和回�(zhuǎn)軸上將需要更多高性能的光�(xué)編碼器�
�(lǐng)先的編碼器解決方�
用于�(dāng)前FPD制程的大型空氣軸承平臺，其典型運(yùn)動誤差小�10微米�10角秒。顯然，需要對其性能做出改�(jìn)，方可滿足未來QD�(shè)�/納米制造技�(shù)對運(yùn)動控制精度的需求。增量式光柵 — 例如雷尼紹緊湊型TONiC?系列光柵 — 是用于需要最高精度的伺服反饋的最佳解決方案�
QD�(yīng)用的精密直驅(qū)平臺使用集成編碼器來實現(xiàn)速度/位置控制、轉(zhuǎn)矩控制和換相。應(yīng)根據(jù)速度和位置控制要求以及電�(jī)類型，來選擇最適合某一�(yùn)動控制應(yīng)用的編碼器�
為了確保非常精確的定位控制和平穩(wěn)的速度控制，平臺需要較高的伺服剛性（通過較高控制器增益和較大帶寬來實�(xiàn)），以最大限度地減少位置校正時間（一種被稱為臨界阻尼的狀�(tài)）。穩(wěn)定狀�(tài)下的速度誤差由編碼器輸出誤差引起，這種誤差會被控制增益放大并作為真實電流流向驅(qū)動器，從而造成感應(yīng)�(fā)熱和伺服控制問題。最終，控制性能與編碼器精度之間具有了一定的�(guān)系，因此高增益需要高分辨率和高精度來消除速度（轉(zhuǎn)矩）誤差的連鎖效應(yīng)�
�(shè)計人員在尋找最佳的伺服控制性能解決方案時，要求編碼器具備如下特點：帶有精細(xì)�(xì)分、周期誤差低、信號噪音（抖動）小、封裝尺寸小，以及具有可選的模擬/�(shù)字輸出功能。雷尼紹的TONiC光柵具備低至±0.51 nm RMS的低信號抖動，周期誤差僅±30 nm，是同類�(chǎn)品中最低的。顯然，先�(jìn)的光柵對未來納米制造技�(shù)的發(fā)展起著十分重要的作用�
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