解讀LCD量子點OLED三種技術的優勢和缺點
發布時間:2017-12-27 來源:電子設計 責任編輯:lina
什麼是量子點

首先,我們需要了解什麼是量子點(QD)。量子點是非常小的半導體顆粒,隻有幾納米大小,如此小,以致它們的光電性質不同於較大顆粒的光電性質。
發fa光guang原yuan理li是shi通tong過guo電dian或huo光guang對dui量liang子zi點dian材cai料liao施shi加jia刺ci激ji,量liang子zi點dian的de材cai料liao將jiang發fa射she特te定ding頻pin率lv的de光guang,並bing且qie這zhe些xie頻pin率lv可ke以yi通tong過guo改gai變bian量liang子zi點dian的de尺chi寸cun大da小xiao和he形xing狀zhuang進jin行xing改gai變bian,從cong而er達da到dao精jing確que地di調tiao諧xie。
簡(jian)單(dan)通(tong)俗(su)的(de)說(shuo),量(liang)子(zi)點(dian)的(de)光(guang)電(dian)性(xing)質(zhi)與(yu)以(yi)往(wang)的(de)發(fa)光(guang)顯(xian)示(shi)顆(ke)粒(li)大(da)不(bu)一(yi)樣(yang),量(liang)子(zi)點(dian)因(yin)為(wei)顆(ke)粒(li)非(fei)常(chang)小(xiao),以(yi)納(na)米(mi)為(wei)單(dan)位(wei),導(dao)致(zhi)量(liang)子(zi)點(dian)的(de)顯(xian)示(shi)顏(yan)色(se)是(shi)以(yi)改(gai)變(bian)顆(ke)粒(li)的(de)大(da)小(xiao)形(xing)狀(zhuang)而(er)進(jin)行(xing)改(gai)變(bian),也(ye)正(zheng)因(yin)為(wei)如(ru)此(ci),理(li)論(lun)上(shang)來(lai)講(jiang),量(liang)子(zi)點(dian)顯(xian)示(shi)的(de)色(se)譜(pu)更(geng)具(ju)有(you)連(lian)續(xu)性(xing),成(cheng)本(ben)也(ye)會(hui)更(geng)低(di)。
其實就是納米級別的顆粒啦,我們知道,許多材料在納米級別上會有不一樣的物理化學性質,隻是量子點叫起來更好聽啦。

butongdaxiaochicundeliangzidianhuifachubutongdeyanse,liangzidiandangshoudaoguanghuodiandecijishi,jiufachuyouseguangxian,guangxiandeyanseyouliangzidiandezuchengcailiaohedaxiaoxingzhuangjueding,yibankeliyuexiao,huixishouchangbo,keliyueda,huixishouduanbo。
2nm大小的量子點可吸收長波的紅色,顯示出藍色;8nm大da小xiao的de量liang子zi點dian可ke吸xi收shou短duan波bo的de藍lan色se,呈cheng現xian出chu紅hong色se。這zhe一yi特te性xing使shi得de量liang子zi點dian能neng夠gou改gai變bian光guang源yuan發fa出chu的de光guang線xian顏yan色se。相xiang比bi原yuan來lai的de顯xian示shi技ji術shu來lai說shuo,量liang子zi點dian顯xian示shi的deRGB三原色會更加純淨。
目前量子點在顯示器上的應用
其實量子點技術並非新興的技術,早在1983年美國貝爾實驗室的科學家已經對其進行了研究。
隻是經過數年之後,美國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,所以嚴格意義上講這並不是一個新的技術,隻是在最近幾年,以三星為首的顯示巨頭對量子點技術產生了濃厚的興趣。
好了了解完量子點的由來和特性,我門來看看目前量子點在顯示器上的應用,與傳統的LCD顯示屏和目前同樣很火的OLED又有什麼區別。
LCD麵板

LCD麵板結構
我們先來看看曆史已久的LCD顯示技術,LCD顯示屏結構非常複雜,LCD 的構造是在兩片平行的玻璃基板當中放置液晶盒,下基板玻璃上設置TFT(薄膜晶體管),上基板玻璃上設置彩色濾光片,通過TFT上的信號與電壓改變來控製液晶分子的轉動方向,從而達到控製每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。
而按照背光的光源,LCD顯示器又分為CCFL(冷陰極熒光燈管)和LED(發光二極管)兩種,我們普遍認為的LCD和LED是兩種顯示屏的認識是錯誤的,完全是廣大廠商的誤導,這兩者僅僅是背光光源的不同而已。
當然,關於液晶排列產生不同麵板這裏就不再深入了。
OLED麵板

OLED麵板結構
而OLED麵板則與LCD麵板大不相同,相比較而言會OLED麵板結構會更簡單,OLED的全稱為有機發光二極管,也就是說,OLED麵板的發光材料為有機材料,相比於無機材料,有機材料在壽命方麵有天生的短板。
OLED顯示技術具有自發光的特性,采用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板,當有電流通過時,這些有機材料就會發光,而且OLED顯示屏幕可視角度大,並且能夠節省電能。
因為自發光的特性,OLED在黑色方麵表現的更純粹,因為材料隻要不發光,那顯示的就是黑色,同時視角廣、對比高、耗電低、反應速率高都是OLED麵板的特性。
量子點麵板

量子點麵板結構
量子點技術咱們前麵已經說到了,就不再繼續贅述,現在就來說量子點顯示器都有哪些不同。
其實就目前的量子點屏幕來說,與傳統的LCD麵板僅僅是做了背光方式上的改變,是作為LCD麵板的延伸,並沒有什麼根本上的改變。
通俗點說,目前的量子點顯示器就是在VA麵板中加了一張膜,也就是上圖中的那張QDEF膜。
我們都知道,目前LED背光方式中,為了顯現出三原色,有兩種背光方法:
其一是直接通過RGB LED燈光進行背光,這樣成本非常高基本沒有顯示器在使用;其二是目前商用顯示器的普遍背光方式:偽白光LED背光,利用像素點的熒光粉顯色,什麼是偽白色LED背光呢,就是通過在藍光LED中加入黃色熒光粉的方式發出白色背光(上圖中的blue LEDs位置)。
這也是網絡上傳言甚廣“屏幕有藍光傷眼”的來源,但有句話叫做“拋開劑量談毒性都是耍流氓”,隻要是符合安全標準的顯示器,同時合理用眼的話,並不會造成網絡重大肆傳播的謠言,所以不必過多擔心啦。

量子點麵板顯示原理
但如果是通過量子點進行顯色的話,就不需要進行白光背光,原因有兩個(其實算起來應該算一個):光(guang)致(zhi)發(fa)光(guang)的(de)原(yuan)因(yin),藍(lan)光(guang)量(liang)子(zi)點(dian)無(wu)法(fa)登(deng)場(chang),所(suo)以(yi)在(zai)背(bei)光(guang)中(zhong)必(bi)須(xu)加(jia)入(ru)藍(lan)色(se)光(guang)源(yuan),其(qi)二(er),是(shi)因(yin)為(wei)目(mu)前(qian)的(de)量(liang)子(zi)點(dian)隻(zhi)負(fu)責(ze)產(chan)生(sheng)綠(lv)光(guang)和(he)紅(hong)光(guang),所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)將(jiang)原(yuan)背(bei)光(guang)模(mo)組(zu)中(zhong)的(de)白(bai)光(guang)LED換成藍光LED。
與此同時,QDEF層連擺放位置很計較,為了讓光在層層光學膜中旅行時,重複反射通過QDEF的次數增多,所以QDEF還得放在離光源最近的地方,一但順序往上移,紅綠光的轉換不足,就會造成偏藍的現象。
同時,QDEF膜和藍光LED光源的應用也是量子點顯示器色彩顯示比普通顯示器更純淨的原因之一。
所以這裏才會說,就目前的量子點顯示技術而言,僅僅是對屏幕的背光方式進行了改變,加了一層膜而已。
量子點技術這麼牛 實際體驗到底是怎麼樣的呢?
其實量子點的技術前景非常廣,並不僅僅是改變背光方式而已,量子點技術正在朝著LED封裝上進步(將量子點材料封裝進LED中)。
目前的QDEF膜也並不便宜,以一張55寸的電視來說,一張QDEF的報價就是100美金左右。
其中很大一部分來源是因為材料需要阻水氧,量子點因為是無機物,所以在宣傳上宣稱自己比OLED穩定,但事實上納米尺寸的量子點很敏感,不隻跟熒光粉一樣怕熱,還和OLED一樣怕水氧,大肆宣傳自己比OLED穩定,實在是沒有這樣的資本。
在商業化的過程中,許多精力和成本都被消耗在阻水氧上。以3M與Nanosys推出的QDEF為例,QDEF厚度大約210μm,其中上下兩片Barrier Film(阻水氧層)就占了110μm,成本也占了整張膜的一半。

普通顯示器(左)和量子點顯示器(右)對比
那這麼貴的膜,帶來的實際體驗是什麼呢?
qianmianwomenyeshuodaole,yinweiliangzidiancailiaodeteshuxingzhi,kefachujiejinlianxuguangpudeguang,yejiushiliangzidianxianshideyansekeyigengxini,seyukeyigengguang,zheyeshimuqianzhongduoliangzidianxianshiqichangshangsuodalixuanchengde,shijiwomenpingceshiyeceguoxiangyingdeliangzidianxianshiqi,queshiseyushangbifeiliangzidianxianshiqiyaohaodeduo。zheyeshiliangzidiandecailiaotexingjuedingde。

網友評論某品牌27寸2K分辨率量子點顯示器顆粒感嚴重

我們網站也曾獲得授權轉載過某位網友的量子點顯示器體驗
但是我們看到優點,也必須看到目前量子點顯示的缺點。
在某電商平台,就有許多網友在買了顯示器以後發現量子點顯示器的顆粒感非常重,即使顯示器的分辨率達到了2K(27寸)級別,仍然有非常重的顆粒感,原因未知。
同時,因為目前的量子點技術依然是在VA屏(LCD)麵板上進行一個延伸,那LCD麵板的漏光和偏色的毛病同樣也在量子點顯示器上存在,這是目前量子點背光技術無法規避的,隻能說看各個廠家的品控了。
DIY老司機總結

量子點技術與OLED技術的對比
所以要講量子點是一個好技術麼?小編看來,是一項好技術,網絡上一直有關於量子點技術與OLED技術的比較,未來也肯定是這兩個技術的PK。但就目前的實際的體驗而言,並不一定會比成熟的傳統LCD麵板優秀,更別說OLED麵板了。

量子點技術未來發展方向
當然目前的量子點並不能讓人特別滿意,但是如果看到未來量子點的未來以及發展方向,必然有非常廣闊的空間。
大致可以分為三個階段:一、取代傳統的發光熒光粉;二、去掉彩色濾光片;三正式成為發光層(也就是目前OLED的像素點自發光的形式)
未來的量子點技術必然會給顯示器行業帶來根本性的變化,甚至是革命,但就目前來說還有很長的一段路要走。
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