QLED發展史

    近日，據TCL董事長李東生透露，公司技術上已經研發出QLED電視，預計今年9月份上市。李東生認為，QLED電視技術是有可能取代OLED的潛在技術，一方面是其性能不輸OLED產品；另一方面是對于它的價格大大低于OLED產品。真是這樣的嗎？今天，投影時代網就和你一起來解密QLED。

    資料顯示，QLED這個技術學名叫量子點技術，量子點是一些肉眼無法看到的、極其微小的半導體納米晶體；而量子點發光二極管（QLED）的納米技術顯示器更為明亮，但消耗較少的能量；此外，QLED在產品性能上也多優于OLED，其能效更高，制造成本更低。

    QLED量子屏發展史

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

    量子點有一個與眾不同的特性：每當受到光或電的刺激，量子點便會發出有色光線，光線的顏色由量子點的組成材料和大小形狀決定，這一特性使得量子點能夠改變光源發出的光線顏色。

    當幾個麻省理工的畢業生于2005年創建QD Vision時，很少有人會想到它能夠在短短5年時間里取得45項技術專利，并得到美國能源部和國防部的大力資助。QD Vision聯合創始人科爾·蘇利文曾介紹，他的公司已經完全掌握了量子點的光色可控技術。據說奧巴馬去年造訪麻省理工時還特意向公司高層詳細詢問了量子點技術的進展。

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

    QLED號稱色域比OLED廣、亮度提升30%以上，功耗降低30%以上。據說索尼的TRILUMINOS原色顯示技術就是采用量子點技術的成果。近日，據韓國媒體表示，三星和LG的QLED技術已經基本成熟，隨時可以進行量產。

量子點QLED技術解析

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

    量子點QD是直徑為2nm—10nm的微小顆粒或納米顆粒，QD可將光轉化為電流，QD可以用于太陽能電池、光電探測器和圖像傳感器燈其他應用。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。

    QLED量子點顯示技術采用有源方式以控制每一色彩像素的關和開。量子點必須采用一個薄膜晶體管。光或電刺激會使量子點發光。根據生產材料的量子形狀和尺寸，量子點能夠發出不同顏色。

    可以制作量子點的材料很多，比如硒化鋅、硫化鎘、硒化鎘等。所謂QLED就是以量子點材料代替傳統LED中的熒光粉發光層制成的LED即QLED，結構類似于SMOLED。不同材質量子點的發光范圍也不同。按照其熒光吸收范圍可劃分為紅光量子點、藍光量子點和綠光量子點。

    量子點擁有諸多優勢，并且無機量子點的使用壽命更長。紅綠藍量子點的色彩飽和度可以從高清電視標準的CIE圖上看出來。量子點LED的紅色和綠色已經超過了高清電視標識，而藍色的色坐標仍在標準之內，這是由于藍色量子點LED電致發光光譜中有少量的紅光。所有的三色量子點LED都具有可重復的、穩定的電流電壓特性。

    量子點納米顆粒具有良好的線性光學性質。其性能非常穩定，可以經受反復多次的激發，具有較高的發光效率；量子點的發光性質可以通過改變量子點的尺寸來調控。通過改變量子點材料的尺寸和化學組成可以使其熒光發射波長覆蓋整個可見光區。量子點越小，發出光越偏藍，反之量子點越大，發出的光越偏紅。

    量子點并非新技術，它的誕生已經有些年頭了。量子點LED（QLED）商用焦點集中在關鍵的光學應用：光學元件激光正發展成為重要市場。液晶顯示LED背光、LED通用照明和太陽能量子點開始進入市場。開發商持續關注其他應用領域。

QLED和OLED區別

    目前，對于量子點LED的研究大部分還處于實驗室階段。但量子點在實驗室已經表現出了非常良好的性能，量子點LED的發光效率理論上與磷光OLED相當（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光效率。

    另外，量子點的發光衰減時間（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相媲美。正是這樣，它也吸引了眾多家電廠商如LG、TCL等國際知名彩電品牌爭相追逐。其中，TCL集團也宣布將于2014年9月初發布最新的QLED電視。

    QLED和OLED的本質區別其實就是發光材料不同，前者為無機物量子點材料，后者是有機小分子與聚合物。與有機發光材料相比，量子點的高穩定性使得器件封裝要求低于OLED。

    現在的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，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物又稱為一個無法克服的難題。對于量子點而言，即使有水和氧存在，依然能夠保持性能和結構的穩定，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，但在制造技術上仍存在一些困難。制造OLED需要一個蔭罩。如果屏幕尺寸增大，蔭罩容易發生熱脹冷縮，造成色彩不精確。而制造量子點顯示屏不需要蔭罩，不會出現色彩偏移的問題。

    另外，量子點材料可以形成懸濁液，并使用多種技術讓其沉積，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，這就給了未來產品極大的設計空間。

    純色OLED需要彩色過濾器才能產生，而QLED天生就能產生各種不同純色，因此能效更高，制造成本更低。在同等畫質下，QLED的節能性有望達到OLED的2倍，發光率將提升30%至40%。

    有關QLED和OLED之間的區別，相信大家都很清楚了。從以上內容可以看出，用電致發光QLED代替OLED直接醉成半導體顯示屏是可行的。但是QLED起步晚，OLED相對更成熟、雖然QLED號稱具有一系列的優勢，但是都沒有真正實現產業化。二者誰最后勝利不好說。用QLED改善液晶背光源的技術是可以大規模普及的。只要液晶還有足夠的產業壽命。這個技術就有機會做到快速普及。

LCD傳統背光VS QLED增強背光

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

    傳統白光LED光源，實際上采用的藍光LED光芯，與紅色和綠色熒光粉結合，最終混合出三原色白光的方案。這樣的背光光源核心技術包括藍光LED光芯，以及紅色和綠色熒光粉技術。其中，熒光粉物質的轉化效率，與光源效率和最終白光品質有很大關系。

    QLED改進LED項目——美國國防部和能源部的財政支持項目。將傳統白光LED光源中使用的熒光粉更替成對應的QLED量子點材料（實際使用光致發光QLED材料）。

    QLED替代熒光粉改進白光LED的好處：

    1.轉化效率高，QLED對藍光LED光線到目標波長光線的轉化率接近100%。

    2.轉化純度高度，QLED所轉化出的目標光線波長范圍高度集中，出光色澤更好。

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

    QLED增強型液晶顯示系統的優勢：液晶不是主動發光顯示，背光源的光線品質對最終產品色彩效果有決定性作用。此外，QLED比較熒光粉的更高轉化效率，也可以提升整個顯示系統的能源效率，使產品更為節能環保。

QLED技術目前的應用和意義

    6月份，根據韓國媒體的報道，三星和LG目前正準備量產QLED (Quantum Dot LED) 顯示屏，這是一種非常給力的新產品。蘋果IPHONE6很可能是這種新屏幕的主要客戶之一。蘋果手機可以借此獲得在顯示性能上媲美主要競爭對手三星OLED屏幕的性能。這對于提升蘋果掌上設備的市場競爭力非常關鍵。

    TCL集團在其春季新品發布會上宣布已經研發出了QLED電視，預計今年9月份上市。TCL集團助理總裁、品牌管理中心總經理梁啟春表示，QLED顯示技術是TCL旗下的華星光電自己研發，在色域方面表現優于OLED電視，但是其成本要比OLED電視低很多，市場成長空間更好。

    目前，利用QLED改善LED光源產品的品質和性能，進而改善液晶電視產品的色彩和節能水平，這對于提升傳統液晶電視和液晶顯示產品品質具有極大的幫助。也可以在OLED產品時代未開啟之前，為消費者提供一種更好的“顯示品”選擇。

    未來，QLED和OLED將直接競爭下一代面板的技術路線。雖然二者在基礎制造上相似度很高，因此也不會對面板產業的大格局有重大影響，但是QLED和OLED哪一個成功依然是消費者關注的問題。這個問題的答案決定5-10年之后科技界將主要采用哪種顯示設備。