早在1980年，科學家便已發現了膠體半導體納米晶體 — 即量子點 (QD)，其直徑大小通常只有2 - 10納米 (nm)。目前，這種材料已投入商業化生產，廣泛應用于包括太陽能電池、光電探測器和LED在內的各種薄膜設備中。QD對平板顯示器 (FPD) 行業將產生深遠影響，但一切真的會從此改變嗎？

　　量子力學效應（也稱“限域”效應）導致的色彩可調性是量子點的諸多優勢之一。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），還可具有光致發光或電致發光特性。

　　在FPD應用中，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，并降低當前FPD技術（包括有機發光二極管 (OLED) 技術）的成本。OLED技術盡管十年前便已問世，但一直未能在利潤豐厚的顯示設備市場中大有作為，主要原因便是其產量低和技術困難，從而導致成本偏高。

　　人們普遍認為，QD設備的問世將會創造一種新的范式，這將終結液晶顯示器 (LCD) 的市場壟斷地位，并由開發出的新型低成本的薄膜晶體管 (TFT) 產品取而代之。Touch Display Research是一家獨立的技術市場調研和咨詢公司，該公司預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，到2025年將達到106億美元。

　　QD最直接的應用是LCD背光照明技術（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藍色LED燈，因為它可通過吸收和再發射將一些入射藍光轉換為很純的綠光和紅光。因此，LCD面板可接收更豐富的白光，從而擴大了顯示器可再現的色彩范圍（色域）。該QD技術的一個關鍵優勢是無需對現有的FPD制程作出重大改變，這有助于盡早將該技術投入實際應用。

　　QD LED或量子點發光二極管 (QLED) 顯示器將成為繼OLED顯示器之后的下一代顯示技術。QLED的結構與OLED設備非常相似，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取代標準發光性聚合物作為發射層，則具有顯著的優勢。這些優勢包括純色和完全可再現的色彩空間標準（如Adobe RGB），并能夠帶來比最先進的OLED還要高出30 – 40%的發光效率。QD還可能促成各種尺寸及形狀的透明和超薄顯示器的出現，這是現有技術無法做到的。

　　運動控制和位置編碼器

　　量子點薄膜及類似產品均通過化學工藝大批量制造，這與運動控制無關。然而，QLED制造工藝將圍繞兩項技術展開：電流體動力噴墨打印 (e-jet) 技術和接觸印刷技術。

　　封裝QD LED時，需要將不同厚度的多層QD以堆疊形式進行排列，同時還可能涉及其他復雜的幾何形狀，以便能夠得到連續、高效的整體發射光譜。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打印機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。目前的試驗機器采用一個具有多達五個自由度的基板定位平臺、一個Z軸線性平臺和一個轉臺，用于控制打印噴嘴的位置，從而實現亞微米級精度的準確噴墨。運動控制系統也可使用光學或磁性編碼器進行粗調定位，并使用視覺傳感器以納米級精度 (

　　不過，QLED顯示器選擇的方法可能是接觸印刷，因為這種技術具有速度較高和成本較低的固有特性。這種貼裝技術采用彈性壓印模進行轉印，可制造分辨率高達每英寸2460個紅-綠-藍像素點 (PPI) 的顯示器。目前有三種基本的轉印“模式”，其中一種被稱為“確定性組裝 (Deterministic Assembly)”的技術 — 直接將QD結構從供體基板轉印至受體基板 — 最適合實際應用。預計當前的小規模QD接觸印刷工藝，將通過重復校準轉印技術逐步擴大印刷面積，而這是大批量生產的一個關鍵。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準和定位精度必須達到微米級，并且可重復覆蓋精度必須

　　集成的光學元件和精密負載傳感器可提供壓力反饋和位置感應數據，以確定印模和基板之間的適度接觸，從而達到理想的效果。隨著QD納米結構印刷技術的發展和普及，這些系統的線性軸和回轉軸上將需要更多高性能的光學編碼器。

　　領先的編碼器解決方案

　　用于當前FPD制程的大型空氣軸承平臺，其典型運動誤差小于10微米或10角秒。顯然，需要對其性能做出改進，方可滿足未來QD設備/納米制造技術對運動控制精度的需求。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應用的精密直驅平臺使用集成編碼器來實現速度/位置控制、轉矩控制和換相。應根據速度和位置控制要求以及電機類型，來選擇最適合某一運動控制應用的編碼器。

　　為了確保非常精確的定位控制和平穩的速度控制，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現），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態）。穩定狀態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動器，從而造成感應發熱和伺服控制問題。最終，控制性能與編碼器精度之間具有了一定的關系，因此高增益需要高分辨率和高精度來消除速度（轉矩）誤差的連鎖效應。

　　設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：帶有精細細分、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/數字輸出功能。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，是同類產品中最低的。顯然，先進的光柵對未來納米制造技術的發展起著十分重要的作用。