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量子點”前途光明,未來將顛覆照明和顯示行業?

:2016-11-11    :333

 9月底,國內電視生產廠商TCL推出高端副品牌“創逸”(英文名稱為“Xess”),及旗下量子點電視、平板電腦、手機等數款終端產品。其中量子點電視X2被作為重要旗艦產品進行重點介紹,預計三個月後正式推向市場。


TCL發布的數據顯示,X係列的量子點電視因為采用悅彩量子點顯示材料,所以可以實現110%的行業最高色域、純淨色彩展現以及精準色彩表達。

作為一種近日“爆紅”的新技術,量子點技術奏響了顯示技術的新一代革命序曲,因為它帶來的不僅僅是更好的顯示質量,還讓可折疊屏幕的構想距離現實更進一步。

來自未來的技術

量子點技術誕生於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。數年後耶魯大學的物理學家馬克·裏德將這種半導體微塊正式命名為“量子點”並沿用至今。怎樣將量子點發光原理應用於顯示設備上也是很早就已開始研究。

“目前,量子點顯示技術包括兩種,一種是量子點發光二極管,一種是基於藍光芯片的背光技術。”南京理工大學材料科學與工程學院納米光電材料研究所所長、教授曾海波介紹道。其中,量子點發光二極管(QLED)是以量子點為發光層,以電驅動的方式,電能直接轉換為發光。背光的技術則是利用量子點的光致發光原理,也被稱為OLED。即利用藍光芯片發出的光去激發量子點的混合組件,從而發出多種顏色的光,這些光組合在一起,就生成了白光,通過前麵光學膜組的控製,就可以實現彩色顯示。傳統的QLED的量子點由鋅、鎘、硒和硫原子組合而成,而且這些量子點的體積非常小,是一種隻有粒徑不足10納米的顆粒。每當量子點受到光或電的刺激,便會發出不同的有色光線。

在傳統的顯示技術中,不依靠背光和顯像管是不可能的。之前LCD麵板的成像原理可以總結為兩張玻璃基板之間加入液晶分子,但是液晶本身無法發光,必須通入電壓讓分子排列發生曲折變化,屏幕通過電子群的衝撞,製造畫麵並通過外部光線的透視反射來形成畫麵。其間,背光源從冷陰極背光燈(CCFL)變為發光二極管(LED)的背光源。

CCFL與LED到底哪個更有優勢,關於這點的爭論一直沒有停止,現在量子點技術的出現打斷了它們之間的競爭。不過,現在電視廠商巨頭推出的量子點電視,並非真正意義的量子點電視。因為廠商們並沒有完全利用量子點不需要背光的特性,而是將其當作一種發光材料添加在LED背光源與LCD麵板之間。當LED發出藍色光源時,會“點亮”前麵直徑約為2~10納米的量子點,經過藍光照射的量子點會呈現出全光譜的光,進而大幅度提升色彩飽和度。

“這並不是量子點顯示技術的最終形式。”曾海波解釋說,“如果可以擺脫LED背光源,那麽可折疊電視、可折疊手機的問世將指日可待。”

OLED還是QLED?

雖然量子點顯示技術前景光明,不過目前業內關於到底是OLED具有產業優勢還是QLED更具發展前景的討論又被點燃。曾海波認為,OLED與QLED各有優缺點,就產業化而言,QLED更容易實現,因為它幾乎不需要對現有的產品流水線做過多的改變,就可以生產QLED的產品,但是OLED則不然。

目前,韓國的兩大公司分別推崇兩種技術,這也形成了現在OLED和QLED的競爭格局。“不過,我認為真正可以麵向市場顯示技術還是取決於產品成本,哪個成本能降下來,哪個更可能被市場快速接受。”曾海波表示。

從成本方麵分析,就現有的生產技術而言,OLED顯示麵板製作過程相對複雜,因為OLED顯示麵板在製作的過程中,需要沉積的過程,而沉積就需要蔭罩設備。所以,造成OLED的製作成本昂貴。比較而言,在這方麵QLED確實有更大的優勢。

而且,理論上QLED擁有更長的使用壽命和更優異的色彩表現。按照2012年國際電信聯盟無線電通信部門頒布的麵向新一代超高清視頻製作與顯示係統的BT.2020標準,給人們帶來視覺享受的蘋果手機也隻能達到50%左右,意味著一半的顏色顯示不出來,但量子點卻可以實現100%色彩顯示。同時,它也比OLED更節約能耗。“如果真的可以實現不依靠背光的量子點技術,那麽生產電視等屏幕也可以像打印報紙一樣被生產出來。”曾海波說道。

將顛覆顯示科技

浙江大學化學係教授彭笑剛在今年7月舉行的“科學家與媒體麵對麵”活動中曾表示,我國的量子點技術已經處於世界領先水平,現下,依然使用LED為背光的量子點電視屬於第一代產品。但預計未來五年之後,第二代量子點電視將采用電致發光原理,也就是說不再需要背光源就可擁有清晰的圖像顯示。

未來,當電致發光的量子點技術投入應用後,照明和顯示行業將得到顛覆。“顯示技術會影響很多行業,不光涉及到電視、手機等領域的改革,還會引起車載技術,甚至交通信號燈的改革。”曾海波憧憬道。

屆時,運用量子點可以像打印報紙一樣打印電視,能夠有效減少廢料,對緩解全球能源危機也將起到重要的作用。可以說,“量子點”前途一片光明。

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來源:科學網




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