量子點(diǎn)電視其實(shí)就是QLED電視的另外一個(gè)名稱,QLED是"QuantumDot Light-Emitting Diode"的簡寫,中文譯名是“量子點(diǎn)發(fā)光二極管”,這是一項(xiàng)家電廠商期待在未來取代OLED的新技術(shù)。
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2016-4-18 19:27 上傳
(量子點(diǎn)發(fā)光物質(zhì))
量子點(diǎn)電視主要是采用藍(lán)色LED光源照射量子點(diǎn)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(shí)的”色彩。原理是通過藍(lán)色背光源照射照射直徑不同的紅色和綠色量子點(diǎn),從而形成紅綠藍(lán)(RGB)三原色,然后再通過濾光膜等呈像系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)形成圖像。說白了,量子點(diǎn)電視其實(shí)還是一種LED電視。
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(QLED量子點(diǎn)屏幕原理)
【什么是量子點(diǎn)技術(shù)?】
量子(quantum)是現(xiàn)代物理的重要概念。最早是M·普朗克在1900年提出的。他假設(shè)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(shù)倍。后來的研究表明,不但能量表現(xiàn)出這種不連續(xù)的分離化性質(zhì),其他物理量諸如角動(dòng)量、自旋、電荷等也都表現(xiàn)出這種不連續(xù)的量子化現(xiàn)象。這同以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理有根本的區(qū)別。量子化現(xiàn)象主要表現(xiàn)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(xué)。
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量子點(diǎn)技術(shù)的研發(fā),實(shí)際上在兩年前就已經(jīng)開始,這也是一個(gè)旨在提升液晶電視“黑色不黑”等畫質(zhì)軟肋的技術(shù),它能夠以三分之一的成本,獲得類似于OLED的高畫質(zhì)。量子點(diǎn)是一種納米材料,一種特殊屬性的半導(dǎo)體材料。其晶粒直徑在2-10納米之間,量子點(diǎn)受到電或光的刺激會根據(jù)量子點(diǎn)的直徑大小,發(fā)出各種不同顏色的單色光??梢越柚孔狱c(diǎn)發(fā)出能譜集中、非常純正的高質(zhì)量紅/綠單色光。色域則高達(dá)110%NTSC色域,亮度提升30-40%。
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(QLED量子點(diǎn)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(chǎn)品——LCD電視。LCD(Liquid-Crystal Display)最開始其實(shí)是液晶顯示器,加入收看電視功能后成為LCD電視。
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(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(dāng)中,白光會穿過彩色濾光器,通過彎曲紅、綠、藍(lán)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。
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(LED顯示原理)
請記住一點(diǎn):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(shí)理解為我們的燈管,我們將這時(shí)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(diǎn)點(diǎn)亮像素的方式要更加效率。)
LED:
隨后LED電視出現(xiàn)了,其實(shí)LED依舊是一種LCD液晶電視,它的準(zhǔn)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(zhì)區(qū)別。
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(LED屏幕顯示原理)
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(LED背光模組真實(shí)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(dú)立導(dǎo)線傳送到屏幕的中央,屏幕變薄了,但可視角度并不好。
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(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(xiàn)非常糟糕。(相比LED屏幕,采用量子點(diǎn)技術(shù)的屏幕可以強(qiáng)化LED所聲稱的白光?!爱?dāng)你用藍(lán)色LED照亮它們時(shí),它們會發(fā)射出全光譜的光。)
OLED:
OLED有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode),則是號稱比LED更先進(jìn),但一直未能大規(guī)模商用的新型顯示器技術(shù)。OLED為有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù),由非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板構(gòu)成。當(dāng)有電荷通過時(shí)這些有機(jī)材料就會發(fā)光。
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(OLED屏幕構(gòu)造及發(fā)光原理)
OLED發(fā)光的顏色取決于有機(jī)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(jī)發(fā)光顯示屏具有內(nèi)置的電子電路系統(tǒng)因此每個(gè)像素都由一個(gè)對應(yīng)的電路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
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OLED具備有構(gòu)造簡單、自發(fā)光不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
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(OLED有機(jī)自發(fā)光特性)
而OLED(有機(jī)發(fā)光顯示器)的屏幕是由有電流通過時(shí)能夠發(fā)光的有機(jī)材料組成。由于去除了背光,OLED屏幕的性能比其它競爭產(chǎn)品更為優(yōu)越。它讓電視機(jī)更輕薄,甚至可以彎曲。
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(OLED彎曲特性)
不過,卻因?yàn)槌杀靖?、良品率低、有機(jī)材料易氧化、無法適應(yīng)戶外和強(qiáng)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(diǎn)顯示技術(shù)對OLED技術(shù)正有取而代之之意,關(guān)鍵已經(jīng)有成熟的商業(yè)化產(chǎn)品,如 TCL的量子點(diǎn)電視H9700。)
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(TCL量子點(diǎn)電視H9700)
【量子點(diǎn)技術(shù)如何應(yīng)用于液晶面板】
量子點(diǎn)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(shù)。最初的作法是運(yùn)用溶夜,將溶液涂抹到平面,溶液蒸發(fā)以后量子點(diǎn)便附著在基板表面,但問題是僅能用一種量子點(diǎn),也就是僅能顯示一種顏色,溶液沒有辦法同時(shí)含有RGB 三色的量子點(diǎn),即使可以,各色也無法均勻排列。麻省理工學(xué)院的科學(xué)家,想出了用印刷的辦法,把量子點(diǎn)用橡皮章的方式印到面板上。
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平版印刷轉(zhuǎn)印技術(shù)是這樣的,印版先不直接與紙張接觸,先把影像轉(zhuǎn)印到橡皮滾筒,滾筒再把影像轉(zhuǎn)印到紙上,由于橡皮比較軟,印到紙上較為貼實(shí),因此出來的效果比直接用印版印上去更好。量子點(diǎn)顯示屏就是這么做的,用一個(gè)刻好紋路的橡皮章,把含有一色量子點(diǎn)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(diǎn)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(xì)到25微米(Micron、百萬分之一米),合乎目前高分辨率面板的要求。
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【量子點(diǎn)屏幕有何優(yōu)勢?】
要說到量子點(diǎn)電視屏幕的優(yōu)勢,首先我們得來說說OLED。OLED有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode)的屏幕是由有電流通過時(shí)能夠發(fā)光的有機(jī)材料組成,它讓電視機(jī)更輕薄,甚至可以彎曲。不過,因?yàn)槌杀靖?、良品率低、有機(jī)材料易氧化、無法適應(yīng)戶外和強(qiáng)光環(huán)境、以及某些場景下能耗過高等問題,采用OLED技術(shù)的電視一直未能普及。
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與OLED屏幕相比,量子點(diǎn)屏幕有四大優(yōu)勢:更寬廣色域顯示、更精準(zhǔn)色彩控制、更長使用壽命以及更強(qiáng)節(jié)能性。
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由于量子點(diǎn)受到電或光的刺激,會根據(jù)其直徑大小,發(fā)出各種不同顏色的非常純正的高質(zhì)量單色光,這一點(diǎn)甚至比OLED顯示屏更強(qiáng),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(diǎn)并不需要過濾,也就不會出現(xiàn)這種情況。同時(shí)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(diǎn)電視使用的無機(jī)材料不易被氧化,因此其顯像壽命比OLED多出兩萬小時(shí)。
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由于量子點(diǎn)的光電特性獨(dú)特,它受到電或光的刺激,會根據(jù)量子點(diǎn)的直徑大小,發(fā)出各種不同顏色的非常純正的高質(zhì)量單色光,使用量子點(diǎn)材料的背光源是當(dāng)前色彩最純凈的背光源。,因此使用量子點(diǎn)背光源的TCL量子點(diǎn)電視,其色域值、亮度有著大幅提升,并能顯示更鮮艷真實(shí)的色彩,即使最難表達(dá)的紅色和綠色也能完美呈現(xiàn)。
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據(jù)國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測數(shù)據(jù)顯示,在NTSC標(biāo)準(zhǔn)下,普通LED電視的色域只有72%、OLED電視實(shí)測色域則為89%。而量子點(diǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了110%的NTSC色域覆蓋率,達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平。
量子點(diǎn)屏幕的技術(shù)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(qiáng),顯色性卓越。 4.無機(jī)材料。穩(wěn)定性強(qiáng),壽命長,不易老化。 5.精準(zhǔn)色彩控制。 6.效率高,節(jié)能性強(qiáng)。
【量子點(diǎn)技術(shù)的有什么特點(diǎn)?】
首先,量子點(diǎn)技術(shù)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(diǎn)電視H9700在紅色上的x.y坐標(biāo)達(dá)到了0.6901與0.2979,綠色的x.y坐標(biāo)是0.2091與0.7415,藍(lán)色的x.y坐標(biāo)是達(dá)到0.1468及0.0708,經(jīng)過計(jì)算,H9700的成績大致為110%NTSC色域。目前普通LED背光色域?yàn)?2%NTSC色域,備受關(guān)注的OLED色域原理上可達(dá)到100%NTSC色域左右。
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其次,色彩控制更精確。目前業(yè)界在顯示技術(shù)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(jié)構(gòu),當(dāng)藍(lán)光激發(fā)熒光粉時(shí),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(lán)光外,還有其它雜色光,這些雜色光嚴(yán)重影響了色彩還原的純凈度與精確度;而量子點(diǎn)是單能級結(jié)構(gòu),每個(gè)固定大小的量子點(diǎn)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。
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因此,通過調(diào)節(jié)量子點(diǎn)晶粒尺寸,就可以方便、精確地調(diào)節(jié)其產(chǎn)生的光波波長,產(chǎn)生不同顏色的發(fā)光,從而可以更精準(zhǔn)地控制色彩,達(dá)到精確的色彩還原顯示效果。
【量子點(diǎn)技術(shù) PKOLED及傳統(tǒng)顯示技術(shù)】
麻省理工學(xué)院電機(jī)教授VladimirBulovic一直負(fù)責(zé)量子點(diǎn)的技術(shù)研究,他認(rèn)為量子技術(shù)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(diǎn)發(fā)出光譜則極為狹窄,因此色純度更高,能產(chǎn)生更豐富的色彩。
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量子點(diǎn)晶體是非有機(jī)物,不像OLED采用有機(jī)物制作二極發(fā)光體,所以其工作時(shí)更為穩(wěn)定,壽命也更長。此外,相對于現(xiàn)有的液晶技術(shù),量子點(diǎn)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(diǎn)的應(yīng)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(shù)采用高強(qiáng)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(xì)節(jié),量子點(diǎn)技術(shù)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(shí),其細(xì)節(jié)顯示的性能也比傳統(tǒng)電視更高。
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綜上所述,量子點(diǎn)技術(shù)顯然具有不錯(cuò)的應(yīng)用前景,且很有可能因此取代一直難產(chǎn)的OLED顯示技術(shù),而或許大廠們紛紛放棄OLED技術(shù)量產(chǎn)計(jì)劃也源于此。不過目前我們看到的量子點(diǎn)技術(shù)僅僅是應(yīng)用在背光板上,通過背光板的性能提升帶動(dòng)液晶產(chǎn)品的顯示性能,未來量子點(diǎn)技術(shù)直接應(yīng)用于顯示面板應(yīng)該才是完全發(fā)揮其性能的終極形態(tài)!此時(shí),量子點(diǎn)顯示技術(shù)節(jié)能、色純高的特點(diǎn)才能得到極大的發(fā)揮。
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