前段時(shí)間京東方和三星相繼推出自家QLED產(chǎn)品,樂視也攜同一眾供應(yīng)商推出四款QLED電視,但事實(shí)上,目前已經(jīng)開始售賣的“QLED 電視”幾乎都是借背光源發(fā)光的量子點(diǎn)液晶電視,并非是真正的QLED 電視。
什么是真正的QLED?
量子點(diǎn)是極小的半導(dǎo)體晶體,大小約為3到12納米,僅由少數(shù)原子構(gòu)成,所以其活動(dòng)局限于有限范圍之內(nèi),而喪失原有的半導(dǎo)體特性。
也正因?yàn)槠渲荒芑顒?dòng)于狹小的空間,因此影響其能量狀態(tài)就容易促使其發(fā)光,科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是,可依據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與大小的不同,發(fā)出不同顏色的光,量子點(diǎn)尺寸越大越偏向光譜中的紫色域、越小則越偏向紅色,如果計(jì)算足夠精確,就可發(fā)出鮮艷的紅綠藍(lán)光,正好用作顯示器的RGB原色光源。
按形狀可分為箱形量子點(diǎn)、球形量子點(diǎn)、四面體量子點(diǎn)、柱形量子點(diǎn)、立方量子點(diǎn)、盤形量子點(diǎn)和外場(chǎng)(電場(chǎng)和磁場(chǎng))誘導(dǎo)量子點(diǎn)。
如果按照材料組成來分類的話又可以分為元素半導(dǎo)體量子點(diǎn),化合物半導(dǎo)體量子點(diǎn)和異質(zhì)結(jié)量子點(diǎn)。
QLED工作原理
目前顯示行業(yè)只有OLED技術(shù)以及QLED技術(shù)被稱之為自發(fā)光技術(shù),其他的顯示技術(shù)都只是液晶的創(chuàng)新。OLED、QLED兩者雖然都是自發(fā)光技術(shù),但相較于已經(jīng)成熟的OLED,QLED顯然還未被消費(fèi)者廣泛熟知。
量子點(diǎn)QLED顯示技術(shù)主要分為量子點(diǎn)發(fā)光二極管顯示技術(shù)(QLED)和量子點(diǎn)背光源技術(shù)(QD-BLU)。
QLED顯示技術(shù)是將量子點(diǎn)的光學(xué)材料放入背照燈與液晶面板之間,甚至可以省去光源側(cè)的偏光片,有效降低液晶顯示產(chǎn)品的制造成本。
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,量子點(diǎn)能夠?qū)? LED光源發(fā)出的藍(lán)光完全轉(zhuǎn)化為白光(傳統(tǒng)YAG熒光體只能吸收一部分),這意味著在同樣的亮度下,量子點(diǎn)QLED所需的藍(lán)光更少,在電光轉(zhuǎn)化中需要的電力亦更少,有效降低背光系統(tǒng)的功耗總成。
QLED是不需要額外光源的尚處于研發(fā)階段的自發(fā)光技術(shù)。正在研發(fā)中的自發(fā)光技術(shù),其結(jié)構(gòu)與OLED技術(shù)非常相似,主要區(qū)別在于QLED的發(fā)光中心由量子點(diǎn)物質(zhì)構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)是兩側(cè)電子和空穴在量子點(diǎn)層中匯聚后形成光子,并且通過光子的重組發(fā)光。
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。
由于量子點(diǎn)是可以吸收簡(jiǎn)單改變量子點(diǎn)的尺寸,從2個(gè)納米增加到8個(gè)納米,同一種化學(xué)成分,可以從藍(lán)色到綠色、到黃色、到橙色、到紅色發(fā)射。改變尺寸可以實(shí)現(xiàn),而且是連續(xù)可調(diào),你需要哪個(gè)波長(zhǎng)就可以做到哪個(gè)波長(zhǎng)。
真正的自發(fā)光QLED,商用化需要多久?
作為自發(fā)光技術(shù),量子點(diǎn)自發(fā)光顯示(QLED)同樣具備液晶無法擁有的優(yōu)勢(shì),其能夠大幅度提升顯示設(shè)備的色域、亮度、對(duì)比度等顯示效果,對(duì)致力于提高畫質(zhì)的彩電行業(yè)有著巨大的貢獻(xiàn)。
相較于光致發(fā)光量子點(diǎn)來說,電致發(fā)光技術(shù)的量子點(diǎn)才是可以實(shí)現(xiàn)自發(fā)光的真正的QLED技術(shù)。
另外,值得一提的是,量子點(diǎn)能夠?qū)ED光源發(fā)出的藍(lán)光完全轉(zhuǎn)化為白光,而不是像YAG熒光體那樣只能吸收一部分,這意味著在同樣的燈泡亮度下,量子點(diǎn)LED燈所需的藍(lán)光更少,在電光轉(zhuǎn)化中需要的電力自然更少,更高效的表現(xiàn)令其在節(jié)能減排方面更勝一籌。
但遺憾的是,自發(fā)光QLED的量子點(diǎn)因其容易受熱量和水分影響的缺點(diǎn),無法實(shí)現(xiàn)與自發(fā)光OLED相同的蒸鍍方式,只能研發(fā)噴墨印刷制程。
目前,QLED技術(shù)還處于剛剛起步階段,存在可靠性/效率低、藍(lán)色元件壽命不穩(wěn)定、溶液制程研發(fā)困難等制約因素,因此業(yè)內(nèi)認(rèn)為真正的QLED技術(shù)現(xiàn)階段離商用化至少需要10年以上。而商用化后的畫質(zhì)如何,我們只能拭目以待。這是自發(fā)光技術(shù)中,QLED還無法超越OLED的重要原因。
市場(chǎng)中的QLED電視
自發(fā)光技術(shù)的未來固然被世人看好,然而,有些廠商卻急于求成,把玩起了概念營(yíng)銷,混淆消費(fèi)者。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了不少所謂的“QLED電視”產(chǎn)品,事實(shí)上,所謂的“QLED電視”并非真正使用量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)技術(shù)的自發(fā)光QLED電視。
上述已經(jīng)提到只能研發(fā)噴墨印刷制程的QLED仍處于起步階段,然而,市面上卻已經(jīng)開始售賣QLED產(chǎn)品,顯然值得商榷。
實(shí)際上,已經(jīng)開始售賣的“QLED TV”實(shí)則是借背光源發(fā)光的量子點(diǎn)液晶電視,稱不上是真正的QLED 電視(自發(fā)光),只是在液晶電視背光源上增加了量子點(diǎn)薄膜提升了色域。
因此仍存在液晶顯示產(chǎn)品固有的漏光、對(duì)比度低、可視角度差、響應(yīng)速度慢等畫質(zhì)上的短板和設(shè)計(jì)上的限制。
總的來說,目前已上市的量子點(diǎn)QLED電視的真面目其實(shí)是液晶電視產(chǎn)品,而自發(fā)光QLED距離正式商用還有很長(zhǎng)的時(shí)間。
QLED屏幕結(jié)構(gòu)
量子點(diǎn),從目前TCL、三星所有上市的電視產(chǎn)品來看,運(yùn)用量子點(diǎn)材料的電視是以藍(lán)色LED為背光源,將采用量子點(diǎn)的光學(xué)材料放入背光燈與LCD面板之間,從而可以通過擁有尖銳峰值的紅、綠、藍(lán)光獲得鮮艷的色彩。簡(jiǎn)單的說,就是將量子點(diǎn)薄膜放入原有的LCD面板之間,用藍(lán)色的光源去照射就能呈現(xiàn)不同顏色了。
量子點(diǎn)背光源電視,與傳統(tǒng)的液晶電視區(qū)別在于——色域。按照最高的色域標(biāo)準(zhǔn)來BT2020來算,蘋果手機(jī)的BT2020色域只能達(dá)到50%,在液晶屏中已經(jīng)算是不錯(cuò)的水準(zhǔn),而量子點(diǎn)電視的極限能到100%,能夠精準(zhǔn)還原人眼所能感知的一切顏色。
對(duì)于良好的圖像而言,對(duì)比度非常重要。雖然液晶顯示器背光的調(diào)節(jié)功能可使其接近OLED或等離子顯示器的對(duì)比度,但是其效果有限。為了獲得更高水平的圖像質(zhì)量和更高的對(duì)比度,就需要每個(gè)像素都進(jìn)行精準(zhǔn)控制,也就是逐像素控制。
電致發(fā)光量子點(diǎn)直接通過電子發(fā)光。如果需要一個(gè)暗像素來表現(xiàn)黑暗場(chǎng)景,可以直接關(guān)閉該像素,這樣的話光就不會(huì)有多余的光線產(chǎn)生,也就不會(huì)出現(xiàn)漏光現(xiàn)象,這是液晶顯示器根本無法實(shí)現(xiàn)的,即使進(jìn)行局部調(diào)光(“局部”是一個(gè)相對(duì)術(shù)語)也做不到。逐像素控制是優(yōu)化圖像質(zhì)量的關(guān)鍵所在,而目前已上市的OLED電視憑借每個(gè)像素自發(fā)光的特點(diǎn), 所以能達(dá)到令人驚嘆的黑色顯示效果,并通過每個(gè)像素的細(xì)節(jié)表現(xiàn)提升色彩的深度,使畫面靈活靈現(xiàn)。
制備方法
QLED的制備方法以化學(xué)方法為主。
金屬有機(jī)合成法
1993年,Bawendi等第一次使用二甲基鎘(Cd(CH3)2)、三辛基硒化膦(SeTOP)作為前體,三辛基氧化膦(TOPO)作為配位溶劑,合成了高效發(fā)光的硒化鎘(CdSe)量子點(diǎn),由于CdSe納米顆粒不溶于甲醇,可以加入過量甲醇,通過離心分離得到CdSe納米顆粒,其量子產(chǎn)率約為10%。
水相直接合成法
在水相中直接合成量子點(diǎn)具有操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性高、成本低、表面電荷和表面性質(zhì)可控,容易引入功能性基團(tuán),生物相容性好等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn),其優(yōu)良的性能有望成為一種有發(fā)展?jié)摿Φ纳餆晒馓结槨.?dāng)前,水相直接合成水溶性量子點(diǎn)技術(shù)主要以水溶性巰基試劑作穩(wěn)定劑。#p#分頁標(biāo)題#e#
淬冷法
高溫熔融——淬冷法是一種傳統(tǒng)的玻璃制備方法,具有工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。配比合適的化學(xué)原料經(jīng)高溫熔融-淬冷后,在經(jīng)過兩步熱退火工藝可以值得量子點(diǎn)摻雜的玻璃。
溶膠凝膠法
以無機(jī)鹽或金屬醇鹽為先驅(qū)體,經(jīng)水解縮聚過程凝膠化,而后進(jìn)行相應(yīng)處理可得到所需納米顆粒,溶液PH值,溶液濃度,反應(yīng)時(shí)間和溫度是影響溶液、凝膠質(zhì)量的主要因素。
QLED的優(yōu)勢(shì)
QLED的結(jié)構(gòu)與OLED技術(shù)非常相似,主要區(qū)別在于QLED的發(fā)光中心是量子點(diǎn),例如硒化鎘(CdSe)納米晶體。量子點(diǎn)層夾在電子傳輸和空穴傳輸有機(jī)材料層之間,外加電場(chǎng)使電子和空穴移動(dòng)到量子點(diǎn)層中,它們?cè)谶@里被捕獲到量子點(diǎn)層并且重組,從而發(fā)射光子。
QLED元件結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理
量子點(diǎn)QLED顯示技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以令電視亮度有效提升30~40%,背光源系統(tǒng)色彩轉(zhuǎn)換效率大幅提升的情況下,畫面的色彩更亮麗,性能提升十分明顯。考慮到液晶技術(shù)的物理特性先天不足,量子點(diǎn)QLED顯示技術(shù)能夠帶來如此多的革命,是液晶技術(shù)的一次重大的突破。
在壽命上,量子點(diǎn)的有機(jī)熒光染料的熒光壽命一般為幾納秒,量子點(diǎn)的熒光壽命可持續(xù)到數(shù)十納秒,衰變的速度慢使得量子點(diǎn)可以得到?jīng)]有背景干擾的熒光信號(hào),色彩更純凈。作為非有機(jī)物,量子點(diǎn)在工作時(shí)極為穩(wěn)定,壽命與其它材料相比有著極大的提升。
作為一種兼具畫面質(zhì)量提升與節(jié)能環(huán)保的技術(shù),量子點(diǎn)顯示器已經(jīng)逐漸成為行內(nèi)液晶電視新的發(fā)展方向。目前,量子點(diǎn)的顯示能力還沒被完全開發(fā)出來,擁有很大的發(fā)展前景。
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