比OLED有優(yōu)勢(shì) QLED電視知道嗎？

QLED發(fā)展史

    近日，據(jù)TCL董事長(zhǎng)李東生透露，公司技術(shù)上已經(jīng)研發(fā)出QLED電視，預(yù)計(jì)今年9月份上市。李東生認(rèn)為，QLED電視技術(shù)是有可能取代OLED的潛在技術(shù)，一方面是其性能不輸OLED產(chǎn)品；另一方面是對(duì)于它的價(jià)格大大低于OLED產(chǎn)品。真是這樣的嗎？今天，投影時(shí)代網(wǎng)就和你一起來解密QLED。

    資料顯示，QLED這個(gè)技術(shù)學(xué)名叫量子點(diǎn)技術(shù)，量子點(diǎn)是一些肉眼無法看到的、極其微小的半導(dǎo)體納米晶體；而量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）的納米技術(shù)顯示器更為明亮，但消耗較少的能量；此外，QLED在產(chǎn)品性能上也多優(yōu)于OLED，其能效更高，制造成本更低。

    QLED量子屏發(fā)展史

    量子點(diǎn)（Quantum Dots）是一些肉眼無法看到的、極其微小的半導(dǎo)體納米晶體，是一種粒徑不足10納米的顆粒。通常說來，量子點(diǎn)是由鋅、鎘、硒和硫原子組合而成。1983年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家首次對(duì)其進(jìn)行了研究，但卻“忘了”給它起名字，數(shù)年后耶魯大學(xué)的物理學(xué)家馬克·里德將這種半導(dǎo)體微塊正式命名為“量子點(diǎn)”并沿用至今。

    量子點(diǎn)有一個(gè)與眾不同的特性：每當(dāng)受到光或電的刺激，量子點(diǎn)便會(huì)發(fā)出有色光線，光線的顏色由量子點(diǎn)的組成材料和大小形狀決定，這一特性使得量子點(diǎn)能夠改變光源發(fā)出的光線顏色。

    當(dāng)幾個(gè)麻省理工的畢業(yè)生于2005年創(chuàng)建QD Vision時(shí)，很少有人會(huì)想到它能夠在短短5年時(shí)間里取得45項(xiàng)技術(shù)專利，并得到美國(guó)能源部和國(guó)防部的大力資助。QD Vision聯(lián)合創(chuàng)始人科爾·蘇利文曾介紹，他的公司已經(jīng)完全掌握了量子點(diǎn)的光色可控技術(shù)。據(jù)說奧巴馬去年造訪麻省理工時(shí)還特意向公司高層詳細(xì)詢問了量子點(diǎn)技術(shù)的進(jìn)展。

    量子點(diǎn)用在電視上有兩種技術(shù)：一是和OLED相似的量子點(diǎn)顯示屏；二是QLed加強(qiáng)的液晶電視背光源——蘋果和TCL指的是后者。前者還沒有人做。前者用的是電致發(fā)光的量子點(diǎn)材料；后者用的是光致發(fā)光的量子點(diǎn)材料——量子點(diǎn)材料是一大類物質(zhì)，不是某一個(gè)物質(zhì)。

    QLED號(hào)稱色域比OLED廣、亮度提升30%以上，功耗降低30%以上。據(jù)說索尼的TRILUMINOS原色顯示技術(shù)就是采用量子點(diǎn)技術(shù)的成果。近日，據(jù)韓國(guó)媒體表示，三星和LG的QLED技術(shù)已經(jīng)基本成熟，隨時(shí)可以進(jìn)行量產(chǎn)。

量子點(diǎn)QLED技術(shù)解析

    量子點(diǎn)（Quantum Dot）是一種納米材料，是由鋅、鎘、硒、硫等元素化合成的半導(dǎo)體材料制成的、直徑2～10nm的納米粒子。這個(gè)直徑有多大呢？只能容納幾十個(gè)原子，也就是說你完全可以數(shù)得清組成量子點(diǎn)的原子數(shù)量。而QLED是一種新型的發(fā)光技術(shù)，也是一種新型的半導(dǎo)體電光、光光轉(zhuǎn)化材料。

    量子點(diǎn)QD是直徑為2nm—10nm的微小顆粒或納米顆粒，QD可將光轉(zhuǎn)化為電流，QD可以用于太陽能電池、光電探測(cè)器和圖像傳感器燈其他應(yīng)用。其顯示屏制造成本為OLED和液晶的一半以下，而且壽命比OLED還長(zhǎng)。

    QLED量子點(diǎn)顯示技術(shù)采用有源方式以控制每一色彩像素的關(guān)和開。量子點(diǎn)必須采用一個(gè)薄膜晶體管。光或電刺激會(huì)使量子點(diǎn)發(fā)光。根據(jù)生產(chǎn)材料的量子形狀和尺寸，量子點(diǎn)能夠發(fā)出不同顏色。

    可以制作量子點(diǎn)的材料很多，比如硒化鋅、硫化鎘、硒化鎘等。所謂QLED就是以量子點(diǎn)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)LED中的熒光粉發(fā)光層制成的LED即QLED，結(jié)構(gòu)類似于SMOLED。不同材質(zhì)量子點(diǎn)的發(fā)光范圍也不同。按照其熒光吸收范圍可劃分為紅光量子點(diǎn)、藍(lán)光量子點(diǎn)和綠光量子點(diǎn)。

    量子點(diǎn)擁有諸多優(yōu)勢(shì)，并且無機(jī)量子點(diǎn)的使用壽命更長(zhǎng)。紅綠藍(lán)量子點(diǎn)的色彩飽和度可以從高清電視標(biāo)準(zhǔn)的CIE圖上看出來。量子點(diǎn)LED的紅色和綠色已經(jīng)超過了高清電視標(biāo)識(shí)，而藍(lán)色的色坐標(biāo)仍在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，這是由于藍(lán)色量子點(diǎn)LED電致發(fā)光光譜中有少量的紅光。所有的三色量子點(diǎn)LED都具有可重復(fù)的、穩(wěn)定的電流電壓特性。

    量子點(diǎn)納米顆粒具有良好的線性光學(xué)性質(zhì)。其性能非常穩(wěn)定，可以經(jīng)受反復(fù)多次的激發(fā)，具有較高的發(fā)光效率；量子點(diǎn)的發(fā)光性質(zhì)可以通過改變量子點(diǎn)的尺寸來調(diào)控。通過改變量子點(diǎn)材料的尺寸和化學(xué)組成可以使其熒光發(fā)射波長(zhǎng)覆蓋整個(gè)可見光區(qū)。量子點(diǎn)越小，發(fā)出光越偏藍(lán)，反之量子點(diǎn)越大，發(fā)出的光越偏紅。

    量子點(diǎn)并非新技術(shù)，它的誕生已經(jīng)有些年頭了。量子點(diǎn)LED（QLED）商用焦點(diǎn)集中在關(guān)鍵的光學(xué)應(yīng)用：光學(xué)元件激光正發(fā)展成為重要市場(chǎng)。液晶顯示LED背光、LED通用照明和太陽能量子點(diǎn)開始進(jìn)入市場(chǎng)。開發(fā)商持續(xù)關(guān)注其他應(yīng)用領(lǐng)域。

QLED和OLED區(qū)別

    目前，對(duì)于量子點(diǎn)LED的研究大部分還處于實(shí)驗(yàn)室階段。但量子點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)表現(xiàn)出了非常良好的性能，量子點(diǎn)LED的發(fā)光效率理論上與磷光OLED相當(dāng)（100lm/W），高于熒光O LED（25lm/W），制作低功耗的顯示器是非常有前途的，它既可以從溶液中制備也具有較高的發(fā)光效率。

    另外，量子點(diǎn)的發(fā)光衰減時(shí)間（幾十納秒）比磷光小分子快得多（幾百納秒），因此可以用來制作高亮度顯示器（1000cd/m2），能夠與等離子顯示技術(shù)相媲美。正是這樣，它也吸引了眾多家電廠商如LG、TCL等國(guó)際知名彩電品牌爭(zhēng)相追逐。其中，TCL集團(tuán)也宣布將于2014年9月初發(fā)布最新的QLED電視。

    QLED和OLED的本質(zhì)區(qū)別其實(shí)就是發(fā)光材料不同，前者為無機(jī)物量子點(diǎn)材料，后者是有機(jī)小分子與聚合物。與有機(jī)發(fā)光材料相比，量子點(diǎn)的高穩(wěn)定性使得器件封裝要求低于OLED。

    現(xiàn)在的OLED常使用玻璃/玻璃或玻璃/金屬的封裝形式，也有一些公司在探索薄膜封裝技術(shù)，將OLED厚度及重量降低50%，但如何防止水分子和氧分子透過涂層侵蝕有機(jī)物又稱為一個(gè)無法克服的難題。對(duì)于量子點(diǎn)而言，即使有水和氧存在，依然能夠保持性能和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，就使得封裝難度大大降低。

    目前，OLED顯示屏主要通過液相沉積和氣相沉積制備，但在制造技術(shù)上仍存在一些困難。制造OLED需要一個(gè)蔭罩。如果屏幕尺寸增大，蔭罩容易發(fā)生熱脹冷縮，造成色彩不精確。而制造量子點(diǎn)顯示屏不需要蔭罩，不會(huì)出現(xiàn)色彩偏移的問題。

    另外，量子點(diǎn)材料可以形成懸濁液，并使用多種技術(shù)讓其沉積，甚至可以像噴墨打印那樣“打印”在非常薄的、柔性或者透明的襯底上，這就給了未來產(chǎn)品極大的設(shè)計(jì)空間。

    純色OLED需要彩色過濾器才能產(chǎn)生，而QLED天生就能產(chǎn)生各種不同純色，因此能效更高，制造成本更低。在同等畫質(zhì)下，QLED的節(jié)能性有望達(dá)到OLED的2倍，發(fā)光率將提升30%至40%。

    有關(guān)QLED和OLED之間的區(qū)別，相信大家都很清楚了。從以上內(nèi)容可以看出，用電致發(fā)光QLED代替OLED直接醉成半導(dǎo)體顯示屏是可行的。但是QLED起步晚，OLED相對(duì)更成熟、雖然QLED號(hào)稱具有一系列的優(yōu)勢(shì)，但是都沒有真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。二者誰最后勝利不好說。用QLED改善液晶背光源的技術(shù)是可以大規(guī)模普及的。只要液晶還有足夠的產(chǎn)業(yè)壽命。這個(gè)技術(shù)就有機(jī)會(huì)做到快速普及。

LCD傳統(tǒng)背光VS QLED增強(qiáng)背光

    背光源——液晶顯示的“根”：液晶不是自發(fā)光顯示，液晶只是光閥，液晶顯示需要白光背光源。

    傳統(tǒng)白光LED光源，實(shí)際上采用的藍(lán)光LED光芯，與紅色和綠色熒光粉結(jié)合，最終混合出三原色白光的方案。這樣的背光光源核心技術(shù)包括藍(lán)光LED光芯，以及紅色和綠色熒光粉技術(shù)。其中，熒光粉物質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率，與光源效率和最終白光品質(zhì)有很大關(guān)系。

    QLED改進(jìn)LED項(xiàng)目——美國(guó)國(guó)防部和能源部的財(cái)政支持項(xiàng)目。將傳統(tǒng)白光LED光源中使用的熒光粉更替成對(duì)應(yīng)的QLED量子點(diǎn)材料（實(shí)際使用光致發(fā)光QLED材料）。

    QLED替代熒光粉改進(jìn)白光LED的好處：

    1.轉(zhuǎn)化效率高，QLED對(duì)藍(lán)光LED光線到目標(biāo)波長(zhǎng)光線的轉(zhuǎn)化率接近100%。

    2.轉(zhuǎn)化純度高度，QLED所轉(zhuǎn)化出的目標(biāo)光線波長(zhǎng)范圍高度集中，出光色澤更好。

    QLED液晶背光源：使用藍(lán)光LED作為最基本光源，使用摻雜紅色和綠色QLED材料的光學(xué)薄膜與導(dǎo)光板形成最終需求的白色面平行光。

    QLED增強(qiáng)型液晶顯示系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：液晶不是主動(dòng)發(fā)光顯示，背光源的光線品質(zhì)對(duì)最終產(chǎn)品色彩效果有決定性作用。此外，QLED比較熒光粉的更高轉(zhuǎn)化效率，也可以提升整個(gè)顯示系統(tǒng)的能源效率，使產(chǎn)品更為節(jié)能環(huán)保。

QLED技術(shù)目前的應(yīng)用和意義

    6月份，根據(jù)韓國(guó)媒體的報(bào)道，三星和LG目前正準(zhǔn)備量產(chǎn)QLED (Quantum Dot LED) 顯示屏，這是一種非常給力的新產(chǎn)品。蘋果IPHONE6很可能是這種新屏幕的主要客戶之一。蘋果手機(jī)可以借此獲得在顯示性能上媲美主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星OLED屏幕的性能。這對(duì)于提升蘋果掌上設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力非常關(guān)鍵。

    TCL集團(tuán)在其春季新品發(fā)布會(huì)上宣布已經(jīng)研發(fā)出了QLED電視，預(yù)計(jì)今年9月份上市。TCL集團(tuán)助理總裁、品牌管理中心總經(jīng)理梁?jiǎn)⒋罕硎荆琎LED顯示技術(shù)是TCL旗下的華星光電自己研發(fā)，在色域方面表現(xiàn)優(yōu)于OLED電視，但是其成本要比OLED電視低很多，市場(chǎng)成長(zhǎng)空間更好。

    目前，利用QLED改善LED光源產(chǎn)品的品質(zhì)和性能，進(jìn)而改善液晶電視產(chǎn)品的色彩和節(jié)能水平，這對(duì)于提升傳統(tǒng)液晶電視和液晶顯示產(chǎn)品品質(zhì)具有極大的幫助。也可以在OLED產(chǎn)品時(shí)代未開啟之前，為消費(fèi)者提供一種更好的“顯示品”選擇。

    未來，QLED和OLED將直接競(jìng)爭(zhēng)下一代面板的技術(shù)路線。雖然二者在基礎(chǔ)制造上相似度很高，因此也不會(huì)對(duì)面板產(chǎn)業(yè)的大格局有重大影響，但是QLED和OLED哪一個(gè)成功依然是消費(fèi)者關(guān)注的問題。這個(gè)問題的答案決定5-10年之后科技界將主要采用哪種顯示設(shè)備。