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摘 要:量子点具有精准控制色彩,寿命长,成本低等特点,目前正在被显示设备大量使用。然而目前的量子点技术只是理想情况的折中方案,并没有真正实现。本文通过对量子点的概念、原理以及特点的了解,同时对比量子點技术与传统技术的不同特征,对其进行浅显分析.
关键词:量子点;色域;背光;显示技术
1 量子点概念
量子点是一种由少量的原子所构成的纳米材料。粗略地说,量子点3个维度的尺寸都在100nm以下,外观恰似一极小的点状物,每当受到光的刺激,量子点便会发出非常纯净的有色光线。以量子点材料作为背光源是目前工人色彩最纯净的背光源。量子点电视革命性地实现全色域显示,最真实还原图像色彩。
2 量子点的主要性质
(l)量子点尺寸大小决定发射光谱
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,一般颗粒若越小,会吸收长波,颗粒越大,会吸收短波。这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。
(2)量子点色域覆盖率高
在NTSC标准下,普通LED电视的色域只有72%、第一代高色域电视只有82%、第二代高色域电视约96%,而量子点电视色域覆盖率却高达110%。
(3)量子点荧光寿命长
3 量子点技术的特点
(1)色域覆盖虑更高
色域是什么?色域是通过技术系统对颜色进行编码的方法,能产生颜色的总和。通俗点讲,色域指的是屏幕可以显示的色彩范围。而色域覆盖率是在CIE1796均匀色度空间,显示屏幕显示的色域面积与占色度空间全部光谱面积的百分数。色域覆盖虑越高,可以说色彩越丰富,还原度越好。屏幕技术经过这么多年的发展,依然难以达到人眼在自然界看到的颜色广度和多样性,即现在的屏幕依旧不能表现色彩的多样性。与传统显示技术相比,量子点技术的屏幕色域覆盖率更高,同时色彩饱和度显著提升,比OLED甚至还要出色。
(2)精确控制色彩
传统荧光粉采用的是多级能级结构,当荧光粉被光激发时,除了显示需要的颜色以外,同时还产生了影响色彩还原纯净度与精确度的其他杂色光。
然而量子点是单能级结构,每个量子点由于其大小是固定的,在其受到激发后产生的光的频谱是唯一的,亦即色彩是唯一的,换句话说,是纯色。
4 量子点技术 PK OLED及传统显示技术
OLED(Organic Light-Emitting Diode),可以翻译为有机发光二极管,其具有自发光的特性,使用的是非常薄的有机材料涂层和玻璃基板。当OLED通入电流后,磷光色层构造会产生不同颜色的光。与液晶屏幕不同的是,OLED并不需要背光源。OLED本身的自发光属性与液晶屏幕相比,能体现出如下优点:黑色水平,颜色精度以及色域覆盖率更高,故目前高端显示通常使用OLED作为显示标准。
理想中的量子点显示技术是彻底的变革了显示的背光方案:我们可以将量子点简单地认为是长宽高都在100nm以下的材料,对这些非常小的半导体晶体进行激发后,它们可以发光。而量子点的大小决定了其发出光的颜色,直径越大的量子点能发出红色光,直径越小的量子点,发出蓝色光。
理想情况下,如果在屏幕产品中能够使用这样的材料,相比现在的白色LED背光源,能体现出极大的优越性,甚至可以不使用滤光片。由于量子点具备单能级结构,每个量子点的大小固定,其受到激发后产生光的频谱非常狭窄,也可以视为是纯色,这可以帮助屏幕精准地控制色彩,精确地色彩还原。而且由于色純度非常高,减少了屏幕的偏色现象,故而能产生更丰富的色彩。
此外,OLED采用有机物制作二极发光体,量子点晶体并不是OLED那样的有机物,所以量子点在工作时更为稳定,寿命更长。
除此之外,量子点显示技术还可以增加静态对比度与清晰度。传统液晶显示技术在高亮度的背光单元提供光源后,经过滤光结构单元发出不同颜色的光。在暗画面下,很难精准体现画面细节,而量子点技术的发光更加高效,在黑暗环境的画面,其细节的显示处理比传统电视更高,更好,更清晰。
5 量子点技术目前实际应用情况
目前量子点显示技术在本质上仍是液晶屏幕,只是对背光显示单元进行了一系列改进。简单地说,是在液晶背光处增加蓝色的背光源以及纳米材料,在光源照射直径不同的红绿量子点后,形成红绿蓝3种颜色。相对LED背光来说,量子点技术能够达到将过多的蓝光有效减少的目的,进而提升色域、提高颜色精准度,实现OLED的显示效果。
目前白色LED显示技术仅使用白色LED作为光源,而与传统白色LED背光显示技术相比,量子点背光显示技术是在蓝色的LED背光右侧增加红、绿亮色的量子点。依据量子点的主要性质,不同尺寸大小的量子点能吸收不同波长的广播,产生不同的光谱,也就是能发出不同颜色的光,由于量子点对色彩控制的精准性,3种纯度非常高的光形成的白色光,其纯度也就非常的高。
然而上面所说的都是量子点技术的折中方案,并不是理想方案。
其一,是由于蓝色LED其实是作为背光的一部分,同时用作激发红色和绿色量子点,而不是作为真正的作为蓝色量子点存在;
其二,该方案只是采用量子点作为显示白色LED背光的优化这种方案,并没有去在显示单元中取消彩色滤光片结构。但是它们使得色域变宽,甚至超过了OLED,从而带来了更好的显示效果。
6 结论
总而言之,现在的量子点显示技术并没有达到理想状态,依旧属于LCD液晶屏范畴,其光通过液晶层等主体架构并没有变化只是换了一种背光,即使提高了色域覆盖率,仍然不可忽视液晶显示屏的一些缺陷,例如色彩均一性、对比度等方面仍然无法达到OLED的显示效果,例如OLED由其自发光特性可以完美的呈现出纯黑效果,量子点屏幕无法实现。而且OLED在制造曲面,更薄屏幕等方面,仍然具有优势。当然,量子点屏幕的寿命更长,更节能,成本更低等优越性,也是OLED不具备的。
参考文献
[1]向辉(编译).量子点技术改进太阳能电池[J].世界科学,2007,(6):13.
[2]郑悦.量子点技术的未来[J].It经理世界,2016,(7):66-67.
(作者单位:天津三星电子有限公司)
关键词:量子点;色域;背光;显示技术
1 量子点概念
量子点是一种由少量的原子所构成的纳米材料。粗略地说,量子点3个维度的尺寸都在100nm以下,外观恰似一极小的点状物,每当受到光的刺激,量子点便会发出非常纯净的有色光线。以量子点材料作为背光源是目前工人色彩最纯净的背光源。量子点电视革命性地实现全色域显示,最真实还原图像色彩。
2 量子点的主要性质
(l)量子点尺寸大小决定发射光谱
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,一般颗粒若越小,会吸收长波,颗粒越大,会吸收短波。这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。
(2)量子点色域覆盖率高
在NTSC标准下,普通LED电视的色域只有72%、第一代高色域电视只有82%、第二代高色域电视约96%,而量子点电视色域覆盖率却高达110%。
(3)量子点荧光寿命长
3 量子点技术的特点
(1)色域覆盖虑更高
色域是什么?色域是通过技术系统对颜色进行编码的方法,能产生颜色的总和。通俗点讲,色域指的是屏幕可以显示的色彩范围。而色域覆盖率是在CIE1796均匀色度空间,显示屏幕显示的色域面积与占色度空间全部光谱面积的百分数。色域覆盖虑越高,可以说色彩越丰富,还原度越好。屏幕技术经过这么多年的发展,依然难以达到人眼在自然界看到的颜色广度和多样性,即现在的屏幕依旧不能表现色彩的多样性。与传统显示技术相比,量子点技术的屏幕色域覆盖率更高,同时色彩饱和度显著提升,比OLED甚至还要出色。
(2)精确控制色彩
传统荧光粉采用的是多级能级结构,当荧光粉被光激发时,除了显示需要的颜色以外,同时还产生了影响色彩还原纯净度与精确度的其他杂色光。
然而量子点是单能级结构,每个量子点由于其大小是固定的,在其受到激发后产生的光的频谱是唯一的,亦即色彩是唯一的,换句话说,是纯色。
4 量子点技术 PK OLED及传统显示技术
OLED(Organic Light-Emitting Diode),可以翻译为有机发光二极管,其具有自发光的特性,使用的是非常薄的有机材料涂层和玻璃基板。当OLED通入电流后,磷光色层构造会产生不同颜色的光。与液晶屏幕不同的是,OLED并不需要背光源。OLED本身的自发光属性与液晶屏幕相比,能体现出如下优点:黑色水平,颜色精度以及色域覆盖率更高,故目前高端显示通常使用OLED作为显示标准。
理想中的量子点显示技术是彻底的变革了显示的背光方案:我们可以将量子点简单地认为是长宽高都在100nm以下的材料,对这些非常小的半导体晶体进行激发后,它们可以发光。而量子点的大小决定了其发出光的颜色,直径越大的量子点能发出红色光,直径越小的量子点,发出蓝色光。
理想情况下,如果在屏幕产品中能够使用这样的材料,相比现在的白色LED背光源,能体现出极大的优越性,甚至可以不使用滤光片。由于量子点具备单能级结构,每个量子点的大小固定,其受到激发后产生光的频谱非常狭窄,也可以视为是纯色,这可以帮助屏幕精准地控制色彩,精确地色彩还原。而且由于色純度非常高,减少了屏幕的偏色现象,故而能产生更丰富的色彩。
此外,OLED采用有机物制作二极发光体,量子点晶体并不是OLED那样的有机物,所以量子点在工作时更为稳定,寿命更长。
除此之外,量子点显示技术还可以增加静态对比度与清晰度。传统液晶显示技术在高亮度的背光单元提供光源后,经过滤光结构单元发出不同颜色的光。在暗画面下,很难精准体现画面细节,而量子点技术的发光更加高效,在黑暗环境的画面,其细节的显示处理比传统电视更高,更好,更清晰。
5 量子点技术目前实际应用情况
目前量子点显示技术在本质上仍是液晶屏幕,只是对背光显示单元进行了一系列改进。简单地说,是在液晶背光处增加蓝色的背光源以及纳米材料,在光源照射直径不同的红绿量子点后,形成红绿蓝3种颜色。相对LED背光来说,量子点技术能够达到将过多的蓝光有效减少的目的,进而提升色域、提高颜色精准度,实现OLED的显示效果。
目前白色LED显示技术仅使用白色LED作为光源,而与传统白色LED背光显示技术相比,量子点背光显示技术是在蓝色的LED背光右侧增加红、绿亮色的量子点。依据量子点的主要性质,不同尺寸大小的量子点能吸收不同波长的广播,产生不同的光谱,也就是能发出不同颜色的光,由于量子点对色彩控制的精准性,3种纯度非常高的光形成的白色光,其纯度也就非常的高。
然而上面所说的都是量子点技术的折中方案,并不是理想方案。
其一,是由于蓝色LED其实是作为背光的一部分,同时用作激发红色和绿色量子点,而不是作为真正的作为蓝色量子点存在;
其二,该方案只是采用量子点作为显示白色LED背光的优化这种方案,并没有去在显示单元中取消彩色滤光片结构。但是它们使得色域变宽,甚至超过了OLED,从而带来了更好的显示效果。
6 结论
总而言之,现在的量子点显示技术并没有达到理想状态,依旧属于LCD液晶屏范畴,其光通过液晶层等主体架构并没有变化只是换了一种背光,即使提高了色域覆盖率,仍然不可忽视液晶显示屏的一些缺陷,例如色彩均一性、对比度等方面仍然无法达到OLED的显示效果,例如OLED由其自发光特性可以完美的呈现出纯黑效果,量子点屏幕无法实现。而且OLED在制造曲面,更薄屏幕等方面,仍然具有优势。当然,量子点屏幕的寿命更长,更节能,成本更低等优越性,也是OLED不具备的。
参考文献
[1]向辉(编译).量子点技术改进太阳能电池[J].世界科学,2007,(6):13.
[2]郑悦.量子点技术的未来[J].It经理世界,2016,(7):66-67.
(作者单位:天津三星电子有限公司)