量子點電視其實就是QLED電視的另外一個名稱,QLED是"QuantumDot Light-Emitting Diode"的簡寫,中文譯名是“量子點發(fā)光二極管”,這是一項家電廠商期待在未來取代OLED的新技術。
(量子點發(fā)光物質)
量子點電視主要是采用藍色LED光源照射量子點的方式來激發(fā)紅光及綠光,它的作用是以高度效率的方式來分解光線,并生成“非常真實的”色彩。原理是通過藍色背光源照射照射直徑不同的紅色和綠色量子點,從而形成紅綠藍(RGB)三原色,然后再通過濾光膜等呈像系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)形成圖像。說白了,量子點電視其實還是一種LED電視。
(QLED量子點屏幕原理)
【什么是量子點技術?】 量子(quantum)是現代物理的重要概念。最早是M·普朗克在1900年提出的。他假設黑體輻射中的輻射能量是不連續(xù)的,只能取能量基本單位的整數倍。后來的研究表明,不但能量表現出這種不連續(xù)的分離化性質,其他物理量諸如角動量、自旋、電荷等也都表現出這種不連續(xù)的量子化現象。這同以牛頓力學為代表的經典物理有根本的區(qū)別。量子化現象主要表現在微觀物理世界。描寫微觀物理世界的物理理論是量子力學。
量子點技術的研發(fā),實際上在兩年前就已經開始,這也是一個旨在提升液晶電視“黑色不黑”等畫質軟肋的技術,它能夠以三分之一的成本,獲得類似于OLED的高畫質。量子點是一種納米材料,一種特殊屬性的半導體材料。其晶粒直徑在2-10納米之間,量子點受到電或光的刺激會根據量子點的直徑大小,發(fā)出各種不同顏色的單色光??梢越柚孔狱c發(fā)出能譜集中、非常純正的高質量紅/綠單色光。色域則高達110%NTSC色域,亮度提升30-40%。
(QLED量子點的高色域)
【什么是LCD、LED和OLED電視?】
LCD: 首先我們先來說說液晶電視的根源性產品——LCD電視。LCD(Liquid-Crystal Display)最開始其實是液晶顯示器,加入收看電視功能后成為LCD電視。
(LCD顯示方式)
這種電視通過背光源照射液晶面板,RGB三色液晶分子通過不同排布完成成像。在傳統(tǒng)LCD電視當中,白光會穿過彩色濾光器,通過彎曲紅、綠、藍光來生成圖像,并將它們投射在像素上。但這種方式存在自身限制。
(LED顯示原理)
請記住一點:在LCD階段,液晶電視重要的背光源是CCFL冷陰極背光燈,可以暫時理解為我們的燈管,我們將這時的LCD電視稱之為CCFL冷陰極背光源液晶電視。(相比LCD顯示屏,量子點點亮像素的方式要更加效率。)
LED: 隨后LED電視出現了,其實LED依舊是一種LCD液晶電視,它的準確名稱是LED背光源液晶電視,LED電視和LCD電視的成像原理完全相同,只是背光源由CCFL改為了LED,相比而言厚度更薄、更加節(jié)能,但沒有本質區(qū)別。
(LED屏幕顯示原理)
(LED背光模組真實面目)
LED屏幕通過分布在屏幕四周的大量發(fā)光二極管將光線由獨立導線傳送到屏幕的中央,屏幕變薄了,但可視角度并不好。
(LCD與LED屏幕背光區(qū)別)
如今的電視使用了LED來提供“白光”,但LED在這上面的表現非常糟糕。(相比LED屏幕,采用量子點技術的屏幕可以強化LED所聲稱的白光?!爱斈阌盟{色LED照亮它們時,它們會發(fā)射出全光譜的光。) OLED:
OLED有機發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode),則是號稱比LED更先進,但一直未能大規(guī)模商用的新型顯示器技術。OLED為有機發(fā)光顯示技術,由非常薄的有機材料涂層和玻璃基板構成。當有電荷通過時這些有機材料就會發(fā)光。
(OLED屏幕構造及發(fā)光原理)
OLED發(fā)光的顏色取決于有機發(fā)光層的材料,故廠商可由改變發(fā)光層的材料而得到所需之顏色。有源陣列有機發(fā)光顯示屏具有內置的電子電路系統(tǒng)因此每個像素都由一個對應的電路獨立驅動。
OLED具備有構造簡單、自發(fā)光不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣等優(yōu)點。
(OLED有機自發(fā)光特性)
而OLED(有機發(fā)光顯示器)的屏幕是由有電流通過時能夠發(fā)光的有機材料組成。由于去除了背光,OLED屏幕的性能比其它競爭產品更為優(yōu)越。它讓電視機更輕薄,甚至可以彎曲。
(OLED彎曲特性)
不過,卻因為成本高、良品率低、有機材料易氧化、無法適應戶外和強光環(huán)境、以及某些場景下能耗過高等問題,一直未能普及。(QLED量子點顯示技術對OLED技術正有取而代之之意,關鍵已經有成熟的商業(yè)化產品,如TCL的量子點電視H9700。)
【量子點技術如何應用于液晶面板】 量子點是發(fā)光材料,原則上可以鋪在平面上,然后用控制電路顯示畫面,但「鋪」卻是大技術。最初的作法是運用溶夜,將溶液涂抹到平面,溶液蒸發(fā)以后量子點便附著在基板表面,但問題是僅能用一種量子點,也就是僅能顯示一種顏色,溶液沒有辦法同時含有RGB 三色的量子點,即使可以,各色也無法均勻排列。麻省理工學院的科學家,想出了用印刷的辦法,把量子點用橡皮章的方式印到面板上。
平版印刷轉印技術是這樣的,印版先不直接與紙張接觸,先把影像轉印到橡皮滾筒,滾筒再把影像轉印到紙上,由于橡皮比較軟,印到紙上較為貼實,因此出來的效果比直接用印版印上去更好。量子點顯示屏就是這么做的,用一個刻好紋路的橡皮章,把含有一色量子點的溶夜涂抹在紋路上,溶液蒸發(fā)之后,把留在橡皮章上的量子點蓋在面板上,完成一色、如法炮制第二色、第三色,這樣就可以把RGB三色安排成彼此相鄰的規(guī)則模式,每一色精細到25微米(Micron、百萬分之一米),合乎目前高分辨率面板的要求。
【量子點屏幕有何優(yōu)勢? : 要說到量子點電視屏幕的優(yōu)勢,首先我們得來說說OLED。OLED有機發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode)的屏幕是由有電流通過時能夠發(fā)光的有機材料組成,它讓電視機更輕薄,甚至可以彎曲。不過,因為成本高、良品率低、有機材料易氧化、無法適應戶外和強光環(huán)境、以及某些場景下能耗過高等問題,采用OLED技術的電視一直未能普及。
與OLED屏幕相比,量子點屏幕有四大優(yōu)勢:更寬廣色域顯示、更精準色彩控制、更長使用壽命以及更強節(jié)能性。
由于量子點受到電或光的刺激,會根據其直徑大小,發(fā)出各種不同顏色的非常純正的高質量單色光,這一點甚至比OLED顯示屏更強,眾所周知OLED顯示屏是通過濾鏡得到純色,而通過過濾的色彩雖然更純、但也會有失真的情況,而量子點并不需要過濾,也就不會出現這種情況。同時可以在更低的電壓下工作,能耗會降到最低。此外,由于量子點電視使用的無機材料不易被氧化,因此其顯像壽命比OLED多出兩萬小時。
由于量子點的光電特性獨特,它受到電或光的刺激,會根據量子點的直徑大小,發(fā)出各種不同顏色的非常純正的高質量單色光,使用量子點材料的背光源是當前色彩最純凈的背光源。,因此使用量子點背光源的TCL量子點電視,其色域值、亮度有著大幅提升,并能顯示更鮮艷真實的色彩,即使最難表達的紅色和綠色也能完美呈現。
據國家廣播電視產品質量監(jiān)督檢驗中心檢測數據顯示,在NTSC標準下,普通LED電視的色域只有72%、OLED電視實測色域則為89%。而量子點技術實現了110%的NTSC色域覆蓋率,達到了行業(yè)領先水平。
量子點屏幕的技術優(yōu)勢: 1.全色域顯示優(yōu)勢。 2.窄頻帶連續(xù)光譜,色彩純度高。 3.95%接近于自然光,色彩還原能力強,顯色性卓越。 4.無機材料。穩(wěn)定性強,壽命長,不易老化。 5.精準色彩控制。 6.效率高,節(jié)能性強。
【量子點技術的有什么特點?】 首先,量子點技術屏的色域覆蓋更寬廣。在CIE 1931色度圖上,此次展示的TCL量子點電視H9700在紅色上的x.y坐標達到了0.6901與0.2979,綠色的x.y坐標是0.2091與0.7415,藍色的x.y坐標是達到0.1468及0.0708,經過計算,H9700的成績大致為110%NTSC色域。目前普通LED背光色域為72%NTSC色域,備受關注的OLED色域原理上可達到100%NTSC色域左右。
其次,色彩控制更精確。目前業(yè)界在顯示技術上普遍采用的是光致發(fā)光(PL)原理,傳統(tǒng)的熒光粉是多級能級結構,當藍光激發(fā)熒光粉時,熒光粉發(fā)出的光的頻譜不是單一的,除了顯像需要的紅/綠/藍光外,還有其它雜色光,這些雜色光嚴重影響了色彩還原的純凈度與精確度;而量子點是單能級結構,每個固定大小的量子點受激發(fā)出的光的頻譜是唯一的,也就是說色彩是唯一的,是純色的。
因此,通過調節(jié)量子點晶粒尺寸,就可以方便、精確地調節(jié)其產生的光波波長,產生不同顏色的發(fā)光,從而可以更精準地控制色彩,達到精確的色彩還原顯示效果。
【量子點技術 PKOLED及傳統(tǒng)顯示技術】 麻省理工學院電機教授VladimirBulovic一直負責量子點的技術研究,他認為量子技術有望讓液晶的顯示性能超過OLED,OLED還需要濾光才能生成需要的色彩,所以其色純受到濾光板性能的限制。但量子點發(fā)出光譜則極為狹窄,因此色純度更高,能產生更豐富的色彩。
量子點晶體是非有機物,不像OLED采用有機物制作二極發(fā)光體,所以其工作時更為穩(wěn)定,壽命也更長。此外,相對于現有的液晶技術,量子點背光板的發(fā)光效率更高,因此也更為節(jié)能。
而除了節(jié)能、彩色艷麗以外,量子點的應用還可以令面板增加明暗對比度與清晰度。普通液晶顯示技術采用高強度的背光板,然后通過濾光生成不同的色彩,因此很難顯示微光下的暗部細節(jié),量子點技術的發(fā)光類似等離子電視的顯示原理,也更高效,因此,在生成黑暗環(huán)境的畫面時,其細節(jié)顯示的性能也比傳統(tǒng)電視更高。
綜上所述,量子點技術顯然具有不錯的應用前景,且很有可能因此取代一直難產的OLED顯示技術,而或許大廠們紛紛放棄OLED技術量產計劃也源于此。不過目前我們看到的量子點技術僅僅是應用在背光板上,通過背光板的性能提升帶動液晶產品的顯示性能,未來量子點技術直接應用于顯示面板應該才是完全發(fā)揮其性能的終極形態(tài)!此時,量子點顯示技術節(jié)能、色純高的特點才能得到極大的發(fā)揮。
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