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[经验教程] 市面上QLED电视全假的?一文看懂什么才是真的QLED电视

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发表于 2017-9-1 19:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
前段时间京东方和三星相继推出自家QLED产品,乐视也携同一众供应商推出四款QLED电视,但事实上,目前已经开始售卖的“QLED 电视”几乎都是借背光源发光的量子点液晶电视,并非是真正的QLED 电视。
什么是真正的QLED?
量子点是极小的半导体晶体,大小约为3到12纳米,仅由少数原子构成,所以其活动局限于有限范围之内,而丧失原有的半导体特性。
也正因为其只能活动于狭小的空间,因此影响其能量状态就容易促使其发光,科学家实验的结果是,可依据其内部结构与大小的不同,发出不同颜色的光,量子点尺寸越大越偏向光谱中的紫色域、越小则越偏向红色,如果计算足够精确,就可发出鲜艳的红绿蓝光,正好用作显示器的RGB原色光源。
按形状可分为箱形量子点、球形量子点、四面体量子点、柱形量子点、立方量子点、盘形量子点和外场(电场和磁场)诱导量子点。
如果按照材料组成来分类的话又可以分为元素半导体量子点,化合物半导体量子点和异质结量子点。
QLED工作原理
目前显示行业只有OLED技术以及QLED技术被称之为自发光技术,其他的显示技术都只是液晶的创新。OLED、QLED两者虽然都是自发光技术,但相较于已经成熟的OLED,QLED显然还未被消费者广泛熟知。
量子点QLED显示技术主要分为量子点发光二极管显示技术(QLED)和量子点背光源技术(QD-BLU)。
QLED显示技术是将量子点的光学材料放入背照灯与液晶面板之间,甚至可以省去光源侧的偏光片,有效降低液晶显示产品的制造成本。
每当受到光或电的刺激,量子点便会发出有色光线,光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定,量子点能够将 LED光源发出的蓝光完全转化为白光(传统YAG荧光体只能吸收一部分),这意味着在同样的亮度下,量子点QLED所需的蓝光更少,在电光转化中需要的电力亦更少,有效降低背光系统的功耗总成。
QLED是不需要额外光源的尚处于研发阶段的自发光技术。正在研发中的自发光技术,其结构与OLED技术非常相似,主要区别在于QLED的发光中心由量子点物质构成,其结构是两侧电子和空穴在量子点层中汇聚后形成光子,并且通过光子的重组发光。
量子点有一个与众不同的特性:
每当受到光或电的刺激,量子点便会发出有色光线,光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定,这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。
由于量子点是可以吸收简单改变量子点的尺寸,从2个纳米增加到8个纳米,同一种化学成分,可以从蓝色到绿色、到黄色、到橙色、到红色发射。改变尺寸可以实现,而且是连续可调,你需要哪个波长就可以做到哪个波长。
真正的自发光QLED,商用化需要多久?
作为自发光技术,量子点自发光显示(QLED)同样具备液晶无法拥有的优势,其能够大幅度提升显示设备的色域、亮度、对比度等显示效果,对致力于提高画质的彩电行业有着巨大的贡献。
相较于光致发光量子点来说,电致发光技术的量子点才是可以实现自发光的真正的QLED技术。
另外,值得一提的是,量子点能够将LED光源发出的蓝光完全转化为白光,而不是像YAG荧光体那样只能吸收一部分,这意味着在同样的灯泡亮度下,量子点LED灯所需的蓝光更少,在电光转化中需要的电力自然更少,更高效的表现令其在节能减排方面更胜一筹。
但遗憾的是,自发光QLED的量子点因其容易受热量和水分影响的缺点,无法实现与自发光OLED相同的蒸镀方式,只能研发喷墨印刷制程。
目前,QLED技术还处于刚刚起步阶段,存在可靠性/效率低、蓝色元件寿命不稳定、溶液制程研发困难等制约因素,因此业内认为真正的QLED技术现阶段离商用化至少需要10年以上。而商用化后的画质如何,我们只能拭目以待。这是自发光技术中,QLED还无法超越OLED的重要原因。
市场中的QLED电视
自发光技术的未来固然被世人看好,然而,有些厂商却急于求成,把玩起了概念营销,混淆消费者。目前市场上出现了不少所谓的“QLED电视”产品,事实上,所谓的“QLED电视”并非真正使用量子点发光二极管(QLED)技术的自发光QLED电视。
上述已经提到只能研发喷墨印刷制程的QLED仍处于起步阶段,然而,市面上却已经开始售卖QLED产品,显然值得商榷。
实际上,已经开始售卖的“QLED TV”实则是借背光源发光的量子点液晶电视,称不上是真正的QLED 电视(自发光),只是在液晶电视背光源上增加了量子点薄膜提升了色域。
因此仍存在液晶显示产品固有的漏光、对比度低、可视角度差、响应速度慢等画质上的短板和设计上的限制。
总的来说,目前已上市的量子点QLED电视的真面目其实是液晶电视产品,而自发光QLED距离正式商用还有很长的时间。
QLED屏幕结构
量子点,从目前TCL、三星所有上市的电视产品来看,运用量子点材料的电视是以蓝色LED为背光源,将采用量子点的光学材料放入背光灯与LCD面板之间,从而可以通过拥有尖锐峰值的红、绿、蓝光获得鲜艳的色彩。简单的说,就是将量子点薄膜放入原有的LCD面板之间,用蓝色的光源去照射就能呈现不同颜色了。
量子点背光源电视,与传统的液晶电视区别在于——色域。按照最高的色域标准来BT2020来算,苹果手机的BT2020色域只能达到50%,在液晶屏中已经算是不错的水准,而量子点电视的极限能到100%,能够精准还原人眼所能感知的一切颜色。
对于良好的图像而言,对比度非常重要。虽然液晶显示器背光的调节功能可使其接近OLED或等离子显示器的对比度,但是其效果有限。为了获得更高水平的图像质量和更高的对比度,就需要每个像素都进行精准控制,也就是逐像素控制。
电致发光量子点直接通过电子发光。如果需要一个暗像素来表现黑暗场景,可以直接关闭该像素,这样的话光就不会有多余的光线产生,也就不会出现漏光现象,这是液晶显示器根本无法实现的,即使进行局部调光(“局部”是一个相对术语)也做不到。逐像素控制是优化图像质量的关键所在,而目前已上市的OLED电视凭借每个像素自发光的特点, 所以能达到令人惊叹的黑色显示效果,并通过每个像素的细节表现提升色彩的深度,使画面灵活灵现。
制备方法
QLED的制备方法以化学方法为主。
金属有机合成法
1993年,Bawendi等第一次使用二甲基镉(Cd(CH3)2)、三辛基硒化膦(SeTOP)作为前体,三辛基氧化膦(TOPO)作为配位溶剂,合成了高效发光的硒化镉(CdSe)量子点,由于CdSe纳米颗粒不溶于甲醇,可以加入过量甲醇,通过离心分离得到CdSe纳米颗粒,其量子产率约为10%。
水相直接合成法
在水相中直接合成量子点具有操作简便、重复性高、成本低、表面电荷和表面性质可控,容易引入功能性基团,生物相容性好等优点,已经成为研究的热点,其优良的性能有望成为一种有发展潜力的生物荧光探针。当前,水相直接合成水溶性量子点技术主要以水溶性巯基试剂作稳定剂。
淬冷法
高温熔融——淬冷法是一种传统的玻璃制备方法,具有工艺简单、价格低廉等特点。配比合适的化学原料经高温熔融-淬冷后,在经过两步热退火工艺可以值得量子点掺杂的玻璃。
溶胶凝胶法
以无机盐或金属醇盐为先驱体,经水解缩聚过程凝胶化,而后进行相应处理可得到所需纳米颗粒,溶液PH值,溶液浓度,反应时间和温度是影响溶液、凝胶质量的主要因素。
QLED的优势
QLED的结构与OLED技术非常相似,主要区别在于QLED的发光中心是量子点,例如硒化镉(CdSe)纳米晶体。量子点层夹在电子传输和空穴传输有机材料层之间,外加电场使电子和空穴移动到量子点层中,它们在这里被捕获到量子点层并且重组,从而发射光子。
QLED元件结构及发光原理
量子点QLED显示技术的优势在于可以令电视亮度有效提升30~40%,背光源系统色彩转换效率大幅提升的情况下,画面的色彩更亮丽,性能提升十分明显。考虑到液晶技术的物理特性先天不足,量子点QLED显示技术能够带来如此多的革命,是液晶技术的一次重大的突破。
在寿命上,量子点的有机荧光染料的荧光寿命一般为几纳秒,量子点的荧光寿命可持续到数十纳秒,衰变的速度慢使得量子点可以得到没有背景干扰的荧光信号,色彩更纯净。作为非有机物,量子点在工作时极为稳定,寿命与其它材料相比有着极大的提升。
作为一种兼具画面质量提升与节能环保的技术,量子点显示器已经逐渐成为行内液晶电视新的发展方向。目前,量子点的显示能力还没被完全开发出来,拥有很大的发展前景。

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