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LCD、OLED、量子點(diǎn)三者都是什么原理？
2023-04-21 11:40:11
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最近的顯示器行業(yè)，量子點(diǎn)顯示技術(shù)大火，各大廠商們趨之若鶩，紛紛開始生產(chǎn)量子點(diǎn)顯示器，但顯示器行業(yè)不可能一蹴而就，量子點(diǎn)顯示器橫空出世，究竟好不好，歷不厲害，今天就深入淺出的帶大家來看看什么是量子點(diǎn)，什么是量子點(diǎn)顯示器。
什么是量子點(diǎn)
首先，我們需要了解什么是量子點(diǎn)（QD）。量子點(diǎn)是非常小的半導(dǎo)體顆粒，只有幾納米大小，如此小，以致它們的光電性質(zhì)不同于較大顆粒的光電性質(zhì)。
發(fā)光原理是通過電或光對量子點(diǎn)材料施加刺激，量子點(diǎn)的材料將發(fā)射特定頻率的光，并且這些頻率可以通過改變量子點(diǎn)的尺寸大小和形狀進(jìn)行改變，從而達(dá)到精確地調(diào)諧。
簡單通俗的說，量子點(diǎn)的光電性質(zhì)與以往的發(fā)光顯示顆粒大不一樣，量子點(diǎn)因?yàn)轭w粒非常小，以納米為單位，導(dǎo)致量子點(diǎn)的顯示顏色是以改變顆粒的大小形狀而進(jìn)行改變，也正因?yàn)槿绱?，理論上來講，量子點(diǎn)顯示的色譜更具有連續(xù)性，成本也會(huì)更低。
其實(shí)就是納米級(jí)別的顆粒啦，我們知道，許多材料在納米級(jí)別上會(huì)有不一樣的物理化學(xué)性質(zhì)，只是量子點(diǎn)叫起來更好聽啦。
不同大小尺寸的量子點(diǎn)會(huì)發(fā)出不同的顏色，量子點(diǎn)當(dāng)受到光或電的刺激時(shí)，就發(fā)出有色光線，光線的顏色由量子點(diǎn)的組成材料和大小形狀決定，一般顆粒越小，會(huì)吸收長波，顆粒越大，會(huì)吸收短波。
2nm大小的量子點(diǎn)可吸收長波的紅色，顯示出藍(lán)色；8nm大小的量子點(diǎn)可吸收短波的藍(lán)色，呈現(xiàn)出紅色。這一特性使得量子點(diǎn)能夠改變光源發(fā)出的光線顏色。相比原來的顯示技術(shù)來說，量子點(diǎn)顯示的RGB三原色會(huì)更加純凈。
目前量子點(diǎn)在顯示器上的應(yīng)用
其實(shí)量子點(diǎn)技術(shù)并非新興的技術(shù)，早在1983年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家已經(jīng)對其進(jìn)行了研究。
只是經(jīng)過數(shù)年之后，美國耶魯大學(xué)的物理學(xué)家馬克·里德將這種半導(dǎo)體微塊正式命名為“量子點(diǎn)”并沿用至今，所以嚴(yán)格意義上講這并不是一個(gè)新的技術(shù)，只是在最近幾年，以三星為首的顯示巨頭對量子點(diǎn)技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。
好了了解完量子點(diǎn)的由來和特性，我門來看看目前量子點(diǎn)在顯示器上的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的LCD顯示屏和目前同樣很火的OLED又有什么區(qū)別。
LCD面板
LCD面板結(jié)構(gòu)
我們先來看看歷史已久的LCD顯示技術(shù)，LCD顯示屏結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過TFT上的信號(hào)與電壓改變來控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的。
而按照背光的光源，LCD顯示器又分為CCFL（冷陰極熒光燈管）和LED（發(fā)光二極管）兩種，我們普遍認(rèn)為的LCD和LED是兩種顯示屏的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的，完全是廣大廠商的誤導(dǎo)，這兩者僅僅是背光光源的不同而已。
當(dāng)然，關(guān)于液晶排列產(chǎn)生不同面板這里就不再深入了。
OLED面板
OLED面板結(jié)構(gòu)
而OLED面板則與LCD面板大不相同，相比較而言會(huì)OLED面板結(jié)構(gòu)會(huì)更簡單，OLED的全稱為有機(jī)發(fā)光二極管，也就是說，OLED面板的發(fā)光材料為有機(jī)材料，相比于無機(jī)材料，有機(jī)材料在壽命方面有天生的短板。
OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠節(jié)省電能。
因?yàn)樽园l(fā)光的特性，OLED在黑色方面表現(xiàn)的更純粹，因?yàn)椴牧现灰话l(fā)光，那顯示的就是黑色，同時(shí)視角廣、對比高、耗電低、反應(yīng)速率高都是OLED面板的特性。
量子點(diǎn)面板
量子點(diǎn)面板結(jié)構(gòu)
量子點(diǎn)技術(shù)咱們前面已經(jīng)說到了，就不再繼續(xù)贅述，現(xiàn)在就來說量子點(diǎn)顯示器都有哪些不同。
其實(shí)就目前的量子點(diǎn)屏幕來說，與傳統(tǒng)的LCD面板僅僅是做了背光方式上的改變，是作為LCD面板的延伸，并沒有什么根本上的改變。
通俗點(diǎn)說，目前的量子點(diǎn)顯示器就是在VA面板中加了一張膜，也就是上圖中的那張QDEF膜。
我們都知道，目前LED背光方式中，為了顯現(xiàn)出三原色，有兩種背光方法：
其一是直接通過RGB LED燈光進(jìn)行背光，這樣成本非常高基本沒有顯示器在使用；其二是目前商用顯示器的普遍背光方式：偽白光LED背光，利用像素點(diǎn)的熒光粉顯色，什么是偽白色LED背光呢，就是通過在藍(lán)光LED中加入黃色熒光粉的方式發(fā)出白色背光（上圖中的blue LEDs位置）。
這也是網(wǎng)絡(luò)上傳言甚廣“屏幕有藍(lán)光傷眼”的來源，但有句話叫做“拋開劑量談毒性都是耍流氓”，只要是符合安全標(biāo)準(zhǔn)的顯示器，同時(shí)合理用眼的話，并不會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)重大肆傳播的謠言，所以不必過多擔(dān)心啦。
量子點(diǎn)面板顯示原理
但如果是通過量子點(diǎn)進(jìn)行顯色的話，就不需要進(jìn)行白光背光，原因有兩個(gè)（其實(shí)算起來應(yīng)該算一個(gè)）：光致發(fā)光的原因，藍(lán)光量子點(diǎn)無法登場，所以在背光中必須加入藍(lán)色光源，其二，是因?yàn)槟壳暗牧孔狱c(diǎn)只負(fù)責(zé)產(chǎn)生綠光和紅光，所以必須將原背光模組中的白光LED換成藍(lán)光LED。
與此同時(shí)，QDEF層連擺放位置很計(jì)較，為了讓光在層層光學(xué)膜中旅行時(shí)，重復(fù)反射通過QDEF的次數(shù)增多，所以QDEF還得放在離光源最近的地方，一但順序往上移，紅綠光的轉(zhuǎn)換不足，就會(huì)造成偏藍(lán)的現(xiàn)象。
同時(shí)，QDEF膜和藍(lán)光LED光源的應(yīng)用也是量子點(diǎn)顯示器色彩顯示比普通顯示器更純凈的原因之一。
所以這里才會(huì)說，就目前的量子點(diǎn)顯示技術(shù)而言，僅僅是對屏幕的背光方式進(jìn)行了改變，加了一層膜而已。
量子點(diǎn)技術(shù)這么牛 實(shí)際體驗(yàn)到底是怎么樣的呢？
其實(shí)量子點(diǎn)的技術(shù)前景非常廣，并不僅僅是改變背光方式而已，量子點(diǎn)技術(shù)正在朝著LED封裝上進(jìn)步（將量子點(diǎn)材料封裝進(jìn)LED中）。
目前的QDEF膜也并不便宜，以一張55寸的電視來說，一張QDEF的報(bào)價(jià)就是100美金左右。
其中很大一部分來源是因?yàn)椴牧闲枰杷?，量子點(diǎn)因?yàn)槭菬o機(jī)物，所以在宣傳上宣稱自己比OLED穩(wěn)定，但事實(shí)上納米尺寸的量子點(diǎn)很敏感，不只跟熒光粉一樣怕熱，還和OLED一樣怕水氧，大肆宣傳自己比OLED穩(wěn)定，實(shí)在是沒有這樣的資本。
在商業(yè)化的過程中，許多精力和成本都被消耗在阻水氧上。以3M與Nanosys推出的QDEF為例，QDEF厚度大約210μm，其中上下兩片Barrier Film（阻水氧層）就占了110μm，成本也占了整張膜的一半。
普通顯示器（左）和量子點(diǎn)顯示器（右）對比
那這么貴的膜，帶來的實(shí)際體驗(yàn)是什么呢？
前面我們也說到了，因?yàn)榱孔狱c(diǎn)材料的特殊性質(zhì)，可發(fā)出接近連續(xù)光譜的光，也就是量子點(diǎn)顯示的顏色可以更細(xì)膩，色域可以更廣，這也是目前眾多量子點(diǎn)顯示器廠商所大力宣稱的，實(shí)際我們評(píng)測室也測過相應(yīng)的量子點(diǎn)顯示器，確實(shí)色域上比非量子點(diǎn)顯示器要好的多。這也是量子點(diǎn)的材料特性決定的。
網(wǎng)友評(píng)論某品牌27寸2K分辨率量子點(diǎn)顯示器顆粒感嚴(yán)重
我們網(wǎng)站也曾獲得授權(quán)轉(zhuǎn)載過某位網(wǎng)友的量子點(diǎn)顯示器體驗(yàn)
但是我們看到優(yōu)點(diǎn)，也必須看到目前量子點(diǎn)顯示的缺點(diǎn)。
在某電商平臺(tái)，就有許多網(wǎng)友在買了顯示器以后發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)顯示器的顆粒感非常重，即使顯示器的分辨率達(dá)到了2K（27寸）級(jí)別，仍然有非常重的顆粒感，原因未知。
同時(shí)，因?yàn)槟壳暗牧孔狱c(diǎn)技術(shù)依然是在VA屏（LCD）面板上進(jìn)行一個(gè)延伸，那LCD面板的漏光和偏色的毛病同樣也在量子點(diǎn)顯示器上存在，這是目前量子點(diǎn)背光技術(shù)無法規(guī)避的，只能說看各個(gè)廠家的品控了。
DIY老司機(jī)總結(jié)
量子點(diǎn)技術(shù)與OLED技術(shù)的對比
所以要講量子點(diǎn)是一個(gè)好技術(shù)么？小編看來，是一項(xiàng)好技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)上一直有關(guān)于量子點(diǎn)技術(shù)與OLED技術(shù)的比較，未來也肯定是這兩個(gè)技術(shù)的PK。但就目前的實(shí)際的體驗(yàn)而言，并不一定會(huì)比成熟的傳統(tǒng)LCD面板優(yōu)秀，更別說OLED面板了。
量子點(diǎn)技術(shù)未來發(fā)展方向
當(dāng)然目前的量子點(diǎn)并不能讓人特別滿意，但是如果看到未來量子點(diǎn)的未來以及發(fā)展方向，必然有非常廣闊的空間。
大致可以分為三個(gè)階段：一、取代傳統(tǒng)的發(fā)光熒光粉；二、去掉彩色濾光片；三正式成為發(fā)光層（也就是目前OLED的像素點(diǎn)自發(fā)光的形式）
未來的量子點(diǎn)技術(shù)必然會(huì)給顯示器行業(yè)帶來根本性的變化，甚至是革命，但就目前來說還有很長的一段路要走。
