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光源新宠——量子点QLED解析

2014-07-03张乐乐《微型计算机》2014年6月上

近期的显示技术领域,什么词汇听起来高端大气上档次?自然是4K、OLED这些让厂商兴奋让消费者晕乎乎的东西。作为有前途也是热门的下一代显示技术,OLED却只在手机等小尺寸显示的领域混得好,在电视等大尺寸显示方面依然步履艰难,大的问题就是良品率低而成本太高。因此一些厂商转而寻找其他出路,同时也希望能打破大厂的技术壁垒。前不久TCL在其春季新品发布会上宣布已经研发出了量子点LED即QLED电视,预计今年9月份上市。从“O”到“Q”,并不只是个换字母的噱头,而是一门实实在在的技术,甚至有可能让OLED彻底成为历史。

光源新宠——量子点QLED解析

 纳米材料量子点

近几年,发光二极管LED因耗能低、发热少、寿命长等优点正逐步取代各种场合下的传统照明光源。LED中广泛使用荧光粉发光材料,但荧光粉的光衰大、颗粒均匀度差、使用寿命短,并非佳选择。有机发光二极管OLED(包括小分子SMOLED和高分子PLED)也因为工艺和成本上的问题而迟迟不能在显示领域大量普及。研究人员在改进OLED材料方面做了大量工作,各种各样的有机小分子与聚合物被用到OLED上作为发光材料,它们展示出了诸多优点,例如寿命长、工艺简单、效率高、色彩表现更好等等。但让人头痛的是,这些优点分属于不同的材质,也就是说这些优点至今没有在同一个器件中实现,于是有人转而考虑量子点。

TCL推出的QLED电视,分辨率为全高清
TCL推出的QLED电视,分辨率为全高清

这个长得像病毒分子一样的就是核壳结构的量子点模型
这个长得像病毒分子一样的就是核壳结构的量子点模型

量子点(Quantum Dot)是一种纳米材料,是由锌、镉、硒、硫等元素化合成的半导体材料制成的、直径2~10nm的纳米粒子。这个直径有多大呢?只能容纳几十个原子,也就是说你完全可以数得清组成量子点的原子数量。很多物质在纳米尺度上都会有一些神奇的特性,量子点也不例外。量子点的量子限域效应非常明显,它会将半导体中的载流子限定在一个非常微小的三维空间内。当受到光或电的刺激时,载流子会被激发跳跃到更高的能级,等到这些载流子回到原来较低的能级的时候就会发出固定波长的可见光。相比传统的荧光材料,量子点有着更优秀的光电性能。主要有:

1.量子点纳米颗粒具有良好的线性光学性质。其性能非常稳定,可以经受反复多次的激发,具有较高的发光效率。

2.量子点的发光性质可以通过改变量子点的尺寸来调控。通过改变量子点材料的尺寸和化学组成可以使其荧光发射波长覆盖整个可见光区。量子点越小,发出光越偏蓝,反之量子点越大,发出的光越偏红。

量子点并非新技术,它的诞生已经有些年头了。1983年美国贝尔实验室的科学家首次对其进行了研究,但却忘了给它起名字。数年后耶鲁大学的物理学家马克·里德将这种半导体微块正式命名为“量子点”并沿用至今。怎样将量子点发光原理应用于显示设备上也是很早就已经开始研究。目前美国的Q DVision、NanoSys、韩国三星、LG等公司对量子点显示技术都有着很浓厚的兴趣。


不同材质的量子点材料发光的颜色

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