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2017年量子点技术将从大尺寸应用延伸到小尺寸

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2017年量子点技术将从大尺寸应用延伸到小尺寸

目前,量子点背光一般用在电视背光领域。

近年来,量子点作为可解决液晶显示器色彩表现性课题的技术备受关注,并引起企业对量子点显示技术的争夺战。目前量子点技术分为光致发光和电致发光两种技术,光致发光技术就是量子点背光技术和电致发光技术就是主动式量子点发光技术(AMQLED)。

量子点背光技术是以量子点材料代替传统LED背光中的荧光粉发光层,制成带有量子膜的LED背光源,在不增加CF膜厚的情况下,其显示色彩较传统LED背光电视可提升30%以上。

主动式电致量子点发光显示(AMQLED)无需背光源,注入电流即可使量子点发光,显示器件的结构类似于主动式有机发光二极管(AMOLED)。两者相比,虽然发光源不同,AMQLED将发光源从有机发光材料换成了无机量子点,但相比于AMOLED,AMQLED被普遍认为具有寿命长、色域广、成本低的潜在优势,被广泛认为是继AMOLED之后更具颠覆性的显示技术,尤其是在大尺寸主动式发光显示领域,会有更强的竞争能力。2017年3月10日,京东方研制出5英寸主动式电致量子点发光显示产品(AMQLED),这是京东方主持承担的科技部国家重点研发计划“量子点发光显示关键材料与器件研究”项目的成果,该产品直接采用喷墨打印工艺制备电致量子点发光器件(QLED)实现全彩显示,色域超过100%。虽然京东方5英寸AMQLED样品已经研制出来,但从实验室到量产是一个漫长过程。

目前,LCD显示领域对量子点背光技术的需求最为强烈,TCL、三星等已经推出了量子点电视,主打中高端市场,并且这一技术正逐步向小尺寸领域延伸。

量子点显示技术早已应用在一些移动设备上,例如索尼开发的具有量子点屏幕的手机Xperia Z3、亚马逊的KindleFireHDX7(如图1)。所以量子点背光在亮度、色彩饱和度和丰富度上显示出优势,未来潜力巨大。对于功耗有限制的手机用LCD面板,色域、亮度、尺寸、PPI很难同时满足,所以量子点背光的到来会解放LCD面板这方面的限制。

目前将量子点背光技术应用到液晶面板中的方式大致有以下三种:第一种就是直接以量子点材料取代黄色荧光粉,直接和蓝光LED封装在一起(On-Chip) ,如图a;第二种就是将两种量子点材料装入已经真空处理的玻璃管内,将玻璃管配置在导光板边缘(On-Edge) ,如图b;第三种就是将两种量子点材料做成膜片,取代目前液晶面板里的扩散膜,放置在导光板上( On-Surface) ,如图c;综合考虑色转换效率、光提取效率、波长利用效率这三种性能指标,On-Surface方式效果最佳,但其缺点是成本较高。如图2

根据测试,一般的液晶电视色域表现约是72%NTSC左右,OLED约为100% NTSC,使用台制量子点膜的液晶电视实际测量的色域值已可达118% NTSC,滤光片稍作优化后更可达135%以上。据Quarkdisplay预计2017年QLED背光在中小型终端的渗透率将达到3%,2020年将接近20%,届时,QDEF薄膜价格将大跌,目前QDEF薄膜价格高达100美元/M2,一般为2.5美元/ M2,可谓价差天壤之别。如图3

随着量子点背光的迅猛发展,将由大尺寸迅速扩展到中小尺寸,以LED白光的背光模组企业将受到极大挑战。

目前,量子点显示相关的专利主要掌握在Nanosys公司手上,该公司共握有超过300项相关专利,三星电子为该公司的主要投资者之一。全球三大量子点材料制造商英国Nanoco、德国Nanosys及美国QDVision在量子点显示技术方面的研究和技术领先业界。如图4

全球量子点材料供应商情况

目前,美国企业3M有少量供货量子点薄膜;中国本土有纳晶科技在研发量子点材料,并生产量子点薄膜产品,并与本土电视品牌厂商TCL合作,已经推出了量子点电视。中国台湾企业迎辉科技也在研发量子点薄膜产品,2016年已经少量供货。迎辉科技已陆续将量子点光学膜送样台、日、陆系面板厂、系统厂与背光模块厂,目前客户正积极测试中。

目前,量子点背光一般用在电视背光领域。据美国QDVision公司的副总裁MattMazzuchi介绍了该公司的产品“ColorIQ”。该产品已配在索尼10款42~65英寸的液晶电视上。今后其用途还将扩大到显示器、平板电脑、智能手机领域。

量子点的光致发光是以蓝光LED激发红、绿QD材料,红绿光与透过QD的蓝光混合形成白光输出。直接做出含有红色与绿色量子点的整张薄膜(QDEF),通过下方的蓝色LED激发并穿过之,合并后发出白色背光。QLED技术在液晶背光源中,选择蓝色LED发光器件,蓝色的LED光通过导光板形成平行的蓝色光源,然后照射到涂覆有QLED物质的另一个薄膜上,不同种类和数量的QLED量子点物质将蓝色LED的光,按比例转化为红绿蓝三原色,并合成液晶显示所需的“高品质白色”,不用滤色片去除杂光的背光源。所谓QDEF,就是"Quantum Dot EnhancementFilm"的简写,中文译名是量子点增强型薄膜。

目前,量子点技术的发展尚在起步阶段。未来,量子点将为显示技术带来颠覆性的提升。文/李文正

作者李文正,FPD产业观察者,执着传播有观点有价值的资讯。希望与业界交流。邮箱:1851812617@qq.com 微信公众号:liwz0403

本文为转载内容,授权事宜请联系原著作权人。

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2017年量子点技术将从大尺寸应用延伸到小尺寸

目前,量子点背光一般用在电视背光领域。

近年来,量子点作为可解决液晶显示器色彩表现性课题的技术备受关注,并引起企业对量子点显示技术的争夺战。目前量子点技术分为光致发光和电致发光两种技术,光致发光技术就是量子点背光技术和电致发光技术就是主动式量子点发光技术(AMQLED)。

量子点背光技术是以量子点材料代替传统LED背光中的荧光粉发光层,制成带有量子膜的LED背光源,在不增加CF膜厚的情况下,其显示色彩较传统LED背光电视可提升30%以上。

主动式电致量子点发光显示(AMQLED)无需背光源,注入电流即可使量子点发光,显示器件的结构类似于主动式有机发光二极管(AMOLED)。两者相比,虽然发光源不同,AMQLED将发光源从有机发光材料换成了无机量子点,但相比于AMOLED,AMQLED被普遍认为具有寿命长、色域广、成本低的潜在优势,被广泛认为是继AMOLED之后更具颠覆性的显示技术,尤其是在大尺寸主动式发光显示领域,会有更强的竞争能力。2017年3月10日,京东方研制出5英寸主动式电致量子点发光显示产品(AMQLED),这是京东方主持承担的科技部国家重点研发计划“量子点发光显示关键材料与器件研究”项目的成果,该产品直接采用喷墨打印工艺制备电致量子点发光器件(QLED)实现全彩显示,色域超过100%。虽然京东方5英寸AMQLED样品已经研制出来,但从实验室到量产是一个漫长过程。

目前,LCD显示领域对量子点背光技术的需求最为强烈,TCL、三星等已经推出了量子点电视,主打中高端市场,并且这一技术正逐步向小尺寸领域延伸。

量子点显示技术早已应用在一些移动设备上,例如索尼开发的具有量子点屏幕的手机Xperia Z3、亚马逊的KindleFireHDX7(如图1)。所以量子点背光在亮度、色彩饱和度和丰富度上显示出优势,未来潜力巨大。对于功耗有限制的手机用LCD面板,色域、亮度、尺寸、PPI很难同时满足,所以量子点背光的到来会解放LCD面板这方面的限制。

目前将量子点背光技术应用到液晶面板中的方式大致有以下三种:第一种就是直接以量子点材料取代黄色荧光粉,直接和蓝光LED封装在一起(On-Chip) ,如图a;第二种就是将两种量子点材料装入已经真空处理的玻璃管内,将玻璃管配置在导光板边缘(On-Edge) ,如图b;第三种就是将两种量子点材料做成膜片,取代目前液晶面板里的扩散膜,放置在导光板上( On-Surface) ,如图c;综合考虑色转换效率、光提取效率、波长利用效率这三种性能指标,On-Surface方式效果最佳,但其缺点是成本较高。如图2

根据测试,一般的液晶电视色域表现约是72%NTSC左右,OLED约为100% NTSC,使用台制量子点膜的液晶电视实际测量的色域值已可达118% NTSC,滤光片稍作优化后更可达135%以上。据Quarkdisplay预计2017年QLED背光在中小型终端的渗透率将达到3%,2020年将接近20%,届时,QDEF薄膜价格将大跌,目前QDEF薄膜价格高达100美元/M2,一般为2.5美元/ M2,可谓价差天壤之别。如图3

随着量子点背光的迅猛发展,将由大尺寸迅速扩展到中小尺寸,以LED白光的背光模组企业将受到极大挑战。

目前,量子点显示相关的专利主要掌握在Nanosys公司手上,该公司共握有超过300项相关专利,三星电子为该公司的主要投资者之一。全球三大量子点材料制造商英国Nanoco、德国Nanosys及美国QDVision在量子点显示技术方面的研究和技术领先业界。如图4

全球量子点材料供应商情况

目前,美国企业3M有少量供货量子点薄膜;中国本土有纳晶科技在研发量子点材料,并生产量子点薄膜产品,并与本土电视品牌厂商TCL合作,已经推出了量子点电视。中国台湾企业迎辉科技也在研发量子点薄膜产品,2016年已经少量供货。迎辉科技已陆续将量子点光学膜送样台、日、陆系面板厂、系统厂与背光模块厂,目前客户正积极测试中。

目前,量子点背光一般用在电视背光领域。据美国QDVision公司的副总裁MattMazzuchi介绍了该公司的产品“ColorIQ”。该产品已配在索尼10款42~65英寸的液晶电视上。今后其用途还将扩大到显示器、平板电脑、智能手机领域。

量子点的光致发光是以蓝光LED激发红、绿QD材料,红绿光与透过QD的蓝光混合形成白光输出。直接做出含有红色与绿色量子点的整张薄膜(QDEF),通过下方的蓝色LED激发并穿过之,合并后发出白色背光。QLED技术在液晶背光源中,选择蓝色LED发光器件,蓝色的LED光通过导光板形成平行的蓝色光源,然后照射到涂覆有QLED物质的另一个薄膜上,不同种类和数量的QLED量子点物质将蓝色LED的光,按比例转化为红绿蓝三原色,并合成液晶显示所需的“高品质白色”,不用滤色片去除杂光的背光源。所谓QDEF,就是"Quantum Dot EnhancementFilm"的简写,中文译名是量子点增强型薄膜。

目前,量子点技术的发展尚在起步阶段。未来,量子点将为显示技术带来颠覆性的提升。文/李文正

作者李文正,FPD产业观察者,执着传播有观点有价值的资讯。希望与业界交流。邮箱:1851812617@qq.com 微信公众号:liwz0403

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