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技術

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高色域

  量子點電視技術未來分析

 

隨著顯示技術的發展,曾經主導 display 產業數十年的液晶平板顯示(TFT-LCD)產業受到了極大的挑戰。OLED已經進入量產化,在智能手機領域已經廣泛切入。MicroLED、QDLED等新興技術也是熱火朝天。TFT-LCD產業的轉型已成不可逆轉之勢。

 

在 OLED 高對比度(CR)、廣色域特性的攻勢下,TFT-LCD產業著力于改進LCD色域不足的特性,提出了“量子點電視”概念。但是目前所謂的“量子點電視”,并非用量子點(QD)直接通電實現顯示的QDLED,而是僅僅在傳統的TFT-LCD背光源中加入了一張QD熒光轉換膜(QD film)。這張QD film的作用,在于將背光源發出的部分藍光轉換成波長分布很窄的綠光和紅光,相當于起到跟傳統熒光粉一樣的作用。

 

QD film轉換出的綠光和紅光,波長分布很窄,跟LCD的CF高透光率波段可以很好地匹配,從而可以降低光損失,提高一定的光效。進一步,因為波長分布很窄,可以實現較高色純度(飽和度)的RGB單色光,所以色域可以變很大。

 

因此,“量子點電視”在技術上的突破并非顛覆性的。因為,實現窄發光帶寬的熒光轉化,傳統的熒光粉也可以實現。例如,KSF:Mn就是低成本的窄帶寬熒光粉選擇。雖然KSF:Mn面臨穩定性問題,但是QD的穩定性比KSF:Mn還要差。

 

獲得一張高可靠性的QD film并不容易。因為,QD在大氣環境下,接觸到環境中的水和氧氣之后,會迅速發生猝滅,發光效率大幅降低。目前比較廣泛接受的QD film的隔水隔氧防護方案,是將QD先混入膠中,然后再將該膠夾在兩層隔水隔氧的塑料膜之間,形成“三明治”結構。這樣的薄膜方案,厚度薄,與背光源原來的BEF等光學膜特性接近,利于生產組裝。

 

事實上,QD作為一種全新的發光材料,既可以做光致發光的熒光轉換材料,也可以直接通電發光。在顯示領域的用途,遠不止QD film一種方式。

 

比如,QD 可以應用于 MicroLED 中,作為熒光轉換層將 uLED 芯片發出的藍光或者紫光,轉換成其他波長的單色光。由于uLED的尺寸在十幾個微米至幾十個微米,而傳統熒光粉顆粒的尺寸最小也是十幾個微米,傳統熒光粉的顆粒尺寸跟uLED的單顆芯片尺寸接近,無法作為MicroLED的熒光轉換材料。QD則是目前 MicroLED 彩色化用熒光轉換材料的唯一選擇。

 

此外,LCD cell 中的CF,本身是起到濾光片的作用,采用的是吸光材料。如果用QD直接替換原有的吸光材料,就可以實現自發光的QD-CF LCD cell ,TFT-LCD的光學效率可以大幅改進,同時實現廣色域。

 

綜上所述,量子點(QD)在顯示領域確實有非常廣闊的應用前景。目前所謂的“量子點電視”,是在傳統的TFT-LCD背光源中加入了一張QD熒光轉換膜(QD film),僅是液晶電視的一個改進方案,尚未充分發揮QD的優勢。根據研究機構的預測,光色域的顯示技術,在未來幾年會形成高中低檔,三種解決方案并存的局面。在中低檔產品中,熒光粉和QD film形成競爭關系。在高檔產品中,QD-CF LCD、MicroLED以及QDLED會跟OLED展開競爭。

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