QLED是「Quantum Dots Light Emitting Diode Display」的縮寫,即量子點發光二極體。QLED的核心成像材料和OLED不同(OLED是採用小分子有機發光材料來成像的),其量子點由鋅、鎘、硒和硫原子組合而成。這些量子點的體積非常小,是一種只有粒徑不足10納米的顆粒,甚至比有些細菌還小。
QLED的優勢有很多,包括更棒的對比度、更寬廣的色域,另外廠商也可通過軟體自由控制每個像素,更靈活地控制顯示效果。
目前,掌握量子點相關技術的兩家公司為Nanosys(三星電視使用)及 QDVision(TCL及其他品牌使用),兩者都致力於發展QLED技術。三星此前也曾展示了QLED電視,但並沒有具體給出其進入消費市場的具體計劃和時間。
QLED是「Quantum Dot light Emitting Diode」的簡寫,中文譯名是量子點發光二極體,亦可稱量子屏顯示技術,這是一 項介於液晶和OLED之間的新型技術,原理是通過藍色lED光源照射量子點來激發紅光及綠光,QLED核心技術為「Quantum Dot(量子點)」, 量子點由鋅、鎘、硒和硫原子構成。
早在1983年,美國貝爾實驗室的科學家就對其進行深入研究,數年後美國耶魯大學的物理學家馬克·裡德正式將其命名為「量子點」。經過過年苦心研發之 後,Samsung Display、LG Display、華星光電、京東方等面板製造商宣布QLED量子屏已經具備量產的條件,吹響正式商業化的號角。
2005年,畢業於麻省理工大學的科爾·蘇利文創建QD Vision公司,隨後QD Vision聯手韓國LG Display和比利時化學品公司Solvay,研究並製造QLED有源矩陣顯示屏,其中 QD Vision負責提供量子點核心技術,LG Display負責產品生產。
QD Vision公司致力於研究量子點QLED顯示技術
除QD Vision公司之外,來自美國矽谷的Nanosys公司也在深入研究量子點QLED背光技術,側面印證量子點QLED背光技術有著光明的前景。接下來,我們要討論的就是量子點QLED背光技術的技術特性,事實上,從行業支持的角度就可以斷定,量子點QLED顯示技術具有改變市場格局的資本。
量子點QLED顯示技術是將量子點的光學材料放入背照燈與液晶面板之間,可以使色域達到或超過OLED的水平,甚至可以省去光源側的偏光片,有效降低液晶顯示產品的製造成本。
量子點QLED工作原理圖
量子點QLED顯示技術主要包括量子點發光二極體顯示技術(QLED)和量子點背光源技術(QD-BLU),量子點具有發光特性,量子點薄膜(QDEF)中的量子點在藍色LED背光照射下生成紅光和綠光,並同其餘透過薄膜的藍光一起混合得到白光,從而提升整個背光系統的發光效果。
量子點QLED顯示技術擁有與眾不同的特性: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。量子點能夠將LED光源發出的藍光完全轉化為白光(傳統YAG螢光體只能吸收一部分),這意味著在同樣的亮度下,量子點QLED所需的藍光更少,在電光轉化中需要的電力亦更少,有效降低背光系統的功耗總成。相當於每天傳輸的全球網際網路流量的兩倍。
量子點QLED色彩準確性高且畫面更穩定
量子點QLED顯示技術得天獨厚的優勢令電視亮度有效提升30~40%,背光源系統色彩轉換效率大幅提升的情況下,畫面的色彩更亮麗,兼顧節能環保等特點,畫面亮度、色彩純度均為WLED背光系統的2倍左右,性能提升十分明顯。考慮到液晶技術的物理特性先天不足,量子點QLED顯示技術能夠帶來如此多的革命,堪稱液晶技術的「完美形態」毫不為過。
量子點QLED顯示技術較OLED更穩定
目前來看,OLED市場吶喊聲和媒體曝光度都很高,但在電視廠商們看來,成本低性能強的量子點QLED顯示技術更符合消費市場的需求,QLED量子屏顯示技術逆襲OLED,改變電視市場格局,不只是說說而已,更多的是實際行動。
量子點QLED顯示技術直接與OLED正面競爭,自身自然也具有優勢:
1、由於OLED採用有機材料,三種發光材料壽命不同是自身不可逾越的致命傷。而量子點晶體為非有機物,所以工作狀態更穩定,壽命更長,成本也更低。
2、因為工藝複雜,生產良率過低一直是大屏OLED難以克服的問題,而QLED工藝流程相對簡單,在大規模量產方面具有先天優勢。
3、QLED色彩表現更加完美,色域可輕易達到最嚴苛的色彩標準BT2020 90%以上,而OLED電視色域雖然遠超傳統LCD電視,但在BT2020標準下,大概為70%左右。
4、在同等畫質下,QLED的節能性有望達到OLED屏的2倍。成本,生產、色彩、能耗,四大差異橫亙在QLED和OLED之間。如此對比來看,QLED比OLED,似乎不只是多了「一點」。相對於LG在大屏OLED上的步履維艱,叫好不叫座的狀況,三星在QLED上看似大膽的決定,細細想來,也許是下了胸有成竹的一步好棋。
目前來看,對於不同的顯示技術,每個派別都各執一詞,OLED和QLED哪個更好也尚無科學的論證。但是在理論上來說,綜合各種條件後,QLED量子點看似更有發展性。
1、QLED色彩更純正
理論上來說,量子點(QLED)是一種比人類毛髮小約兩萬倍的納米級半導體。量子點特性之一就是在不同的體積下擁有不同的顯色性。通過在背光源中加入量子點材料,就可以改變背光源的光譜特性,讓其中的R/G/B光譜更加純淨,從而讓屏幕顯示的R/G/B三原色更加純正,也就是能再現更加準確,以及更為豐富的色彩。
OLED利用2~10奈米的量子點(Quantum Dots;QD),可像有機發光二極體(OLED)一樣不需背光模塊(BLU)也能自己發光。
2、QLED壽命較長且節能
由於可藉由不同顆粒大小與電壓表現出RGB三原色,理論上較OLED有較長的使用壽命、更優異的色彩表現,同時QLED最高甚至可以節能50%,和液晶面板相比,更是只有目前耗電量的十分之一左右。之所以有這樣的優勢,是因為QLED電子轉化為光子的效率更高。同等的屏幕亮度,QLED自然耗能更少。
3、QLED生產成本較低
OLED製作過程複雜,OLED面板大型化的阻力非常的大,這是因為OLED顯示面板在製作的過程中,需要一個沉積的過程,而沉積就需要蔭罩設備。於是在產出上少,且製作成本昂貴。一些電視大廠都放棄了研發OLED技術,這也是為什麼三星,索尼等廠商都曾經推出過OLED電視,但是最終放棄掉的原因。
從這三方面來看,QLED確實有更大的優勢。但是從技術發展現狀來看,OLED技術較QLED技術起步早,在LG的推動下已經逐漸成熟。QLED則仍處於概念階段,沒有大規模的普及,而作為三星對抗其他品牌的技術殺手鐧,預計QLED也將在幾年內被炒熱,直至被大眾真正接受。
現階段QLED並非完美無缺。QLED現在的價格仍然偏高,研究人員在實驗室裡搗鼓出的最好的QLED也只有一萬小時的壽命,對於大型顯示設備而言還不夠。他們還必須確保色彩表現性能始終如一。但由於OLED種種「扶不上牆」的特性,以至於一些業內人士持悲觀態度,認為OLED顯示屏永遠不可能得到完全的市場應用,而LED無疑會有非常光明的應用前景。
來自IEA(International Energy Agency)的報告指出,目前全球照明系統用電量約佔總用電量的19%。如果能將耗能的燈具全部改成高效率的節能燈具例如白光LED之類的,則全球總用電量將節省10%。可以肯定,量子點將大量注入市場,帶來更低成本、更長壽命和更亮照明。而QLED顯示屏的發光效率比液晶和OLED還高,而且製造成本更低。據三星估計其成本比液晶和OLED面板的製造成本低一半以上。因此,QLED或將成為屏幕技術的新寵。
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