將取代OLED的QLED技術,京東方和三星押注不同方案,誰將成主導者

2019-11-30     胖福的小木屋

最近,《自然》刊登的一項研究顯示,三星院士Eunjoo Jang博士和組首席研究員Yu-Ho Won博士取得突破性成果,將磷化銦為光源材料的量子點發光二極體(QLED)的壽命、效率推高到可商用的程度。

該項研究主要降低了中心能量的逃逸同時加快了電流吸收,效率提高了21.4%,二極體壽命更是達到100萬小時。



這也表示三星研發的QLED取得新突破,在未來將可能終結OLED時代!

雖然名字叫QLED,但是它與OLED並不相同,QLED是Quantum Dot Light Emitting Diodes的縮寫,是將量子點製作成量子點薄層,並將該層置入於液晶顯示器(LCD)的背光模組(BLU,Backlight Unit)中以期相較於未使用量子點薄層的液晶顯示器更能降低背光亮度落失及RBG彩色濾光片(Color filter)的色彩串擾(Cross talk),進而得到更佳的背光利用率及提升顯示色域空間(Color gamut)的優點。



量子點(Quantum Dots)是一些肉眼無法看到的、極其微小的半導體納米晶體,是一種粒徑不足10納米的顆粒。

通常說來,量子點是由鋅、鎘、硒和硫原子組合而成。1983年美國貝爾實驗室的科學家首次對其進行了研究,但卻「忘了」給它起名字,數年後耶魯大學的物理學家馬克·里德將這種半導體微塊正式命名為「量子點」並沿用至今。



量子點有一個與眾不同的特性:每當受到光或電的刺激,量子點便會發出有色光線,光線的顏色由量子點的組成材料和大小形狀決定,這一特性使得量子點能夠改變光源發出的光線顏色。

也正是基於量子點的特性,它被當作了一種新興的發光材料來使用。QLED就是運用了量子點顯示技術,它的發光中心由量子點(Quantum dots)物質構成。其結構是兩側電子(Electron)和空穴(Hole)在量子點層中匯聚後形成光子(Exciton),並且通過光子的重組發光。



把它與LED進行結合之後的QLED電視,色彩表現驚人。QLED電視的色域甚至可以超過100% NTSC色域,不僅將傳統LED電視72% NTSC與專業廣色域LED顯示器92% NTSC的色域覆蓋遠遠拋開,甚至具有與OLED一較高下的資本。

這也是QLED和OLED的顯著區別之一。OLED是通過有機化合物來自發光並且保存電力。OLED電視每個像素都可以獨立發光,因此可以選擇性關閉,而這也是為什麼OLED能夠帶來全黑背景的原因。



QLED的量子點因其容易受熱量和水分影響的缺點,無法實現與自發光OLED相同的蒸鍍方式,只能研發噴墨印刷製程。

量子點的QLED研究可以追溯到1994年,經過接近於20多年的發展,到目前為止量子效率已經可以超過20%,成為很有希望的下一代的一種顯示被選技術

但是即使經過20多年的研究,QLED技術還處於剛剛起步階段,存在可靠性/效率低、藍色元件壽命不穩定、溶液製程研發困難等制約因素。



目前市場上所宣傳的QLED電視,其實都是噱頭,它只是在液晶電視背光源上增加了量子點薄膜提升了色域,仍存在液晶顯示產品固有的漏光、對比度低、可視角度差、響應速度慢等畫質上的短板和設計上的限制,稱不上是真正的QLED 電視(自發光)。

除此上面這些原因之外,限制QLED商用的還有另外一個原因,那就是鎘,鎘雖然是完美的無機光源材料,可對人類的毒性大,所以人們就想到了替代材料磷化銦,但是使用了磷化銦之後,能量效率一直提不上來。

2011年三星就推出了全彩的QLED,當然效率並不高,其後推出了MLED,目前材料上的進展各大公司推進下得到的快速的發展,還包括了一種更大的環保的趨勢,是採用不含鎘的量子點,並且在2015年三星為了進一步推出圖形化方案,提出了新型的樣板印刷工藝,為QLED進一步快速應用在顯示領域拓展奠定了基礎。



而三星院士Eunjoo Jang博士和組首席研究員Yu-Ho Won博士此次取得的最大研究成果就是將磷化銦為光源材料的量子點發光二極體的壽命、效率推高到可商用的程度。

隨著中國面板廠商的發力追趕,三星為了保持自己在面板市場的領先優勢,將目光放在了QLED上,三星將在2025年之前共計投入110億美元用來生產QLED顯示器,於此對應的就是,三星將會放棄部分LCD面板的製造,這110億美元將會用來改進三星在韓國的一條LCD生產線,把這條生產線建成先進的QLED生產線。



三星會先為OLED加QD背光膜。若QLED最終成熟,不燒屏的特點也許會讓它完全取代OLED。

但是中國面板廠商此次在QLED螢幕上,可並沒有比三星慢,在QLED上,京東方採取了和三星完全不一樣的方式,一直以來量子點顯示一直採用光質發光,本質上離不開背光源。像而京東方的發力目標不是改善量子點的材料,而是研製出一款無需背光源的QLED顯示屏。



在科技部國家重點研發計劃「量子點發光顯示關鍵材料與器件研究」項目的扶持下,京東方研製出了主動式電致量子點發光顯示產品(AMQLED),有別於LCD背光利用量子點材料來拓展色域的方式,該產品直接採用噴墨列印工藝製備電致量子點發光器件(QLED)實現全彩顯示,色域超過100%。



這兩種方式目前來說並沒有辦法知道誰好誰差,最終要交給市場去選擇。

但是值得慶幸的是,在新一代面板材料的研發上,中國沒有缺席,中國花費了整整14年突破了日韓企業的面板壟斷,不再像以前一樣跟在後面,而是主動出擊,爭奪新一代QOLED市場的主動權。



文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/CSWxvG4BMH2_cNUg_eeT.html