


什么是QLED?
QLED是“Quantum Dots Light Emitting Diode Display”的縮寫,即量子點發光二極管。是一種基于量子點電致發光原理的主動發光顯示技術,最早于1994年首次被加州大學伯克利分校的Colvin等人在Nature上報道。2008年膠體ZnO納米晶作為器件的電子傳輸層的出現,成為了QLED器件的性能突破的轉折點,QLED器件性能開始真正進入高速發展期。
QLED具有超薄、高色域、可柔性、高對比度等特點,可為消費者帶來無與倫比的畫質體驗,與MicroLED一同被稱為下一代顯示技術。

普通液晶電視與量子點電視顯示對比
QLED的原理
量子點是極小的半導體晶體,大小約為3-12納米(Nanometer、為10億分之一米),僅由少數原子構成,所以其活動局限于有限范圍之內,而喪失原有的半導體特性。也正因為其只能活動于狹小的空間,因此影響其能量狀態就容易促使其發光(目前一般通過電子或光子激發量子點,產生帶色彩的光子),科學家實驗的結果是,可依據其內部結構與大小的不同,發出不同顏色的光,量子點尺寸越大越偏向光譜中的紫色域、越小則越偏向紅色,如果計算足夠精確,就可發出鮮艷的紅綠藍光,正好用作顯示器的RGB原色光源。

不同半徑量子顯示的光源
而其發光原理很簡單,就是將量子點鋪在顯示器的平面上,然后運用控制電路來顯示出畫面。在技術發展的最初,量子點顯示技術運用溶液涂抹,平面顯示的方法。通過溶液蒸發使得溶液能夠附著在基板的表面,最后將顏色“打”在屏幕上。然而,技術最初只能做到顯示單一顏色,因為溶液里面沒有辦法同時含有多種顏色的量子點,倘若同時存在,RGB三色的顯示無法均勻排列。之后,麻省理工學院的科學家想出了使用印刷的方法,終于將量子點通過印章方式印刷到顯示面板上。
量子點發光二極管通常由陽極、空穴注入傳輸層、量子點發光層、電子注入傳輸層和陰極這五部分組成。QLED的工作原理是在外加電壓的驅動下,空穴從陽極注入,電子從陰極注入,通過各自的傳輸層運輸后到達量子點,形成激子復合發光。QLED的結構和原理都較為簡單,但真正要將其性能做好卻不是一件容易的事。
目前,人們通過不斷地探索和試驗,例如調節量子點的結構成分組成,加入界面修飾層或者對傳輸層材料進行摻雜改良以改善電子/空穴注入和傳輸平衡等一系列方式不斷提升QLED器件的性能。
QLED顯示技術優勢與不足
QLED作為下一代的新型顯示技術,屬于量子點在顯示技術領域的更高級應用,優勢顯著。從色域角度,由于極致的窄半峰寬和發光波長隨尺寸可調,QLED理論能達到140%NTSC色域,遠高于OLED的 100%NTSC和LCD的72%NTSC, 能更好地呈現出自然的色彩,給未來元宇宙等超高清顯示領域提供強有力的技術支撐。
在對比度方面,由于QLED和OLED都是基于自發光的技術,在對比度上會顯著優于基于被動發光的傳統液晶顯示技術,能夠為顯示設備提供更為純正的黑場顯示效果。在產品形態上,QLED技術和OLED擁有相似的器件結構,都可以實現超薄和柔性等特征。從能耗角度考慮,按照從低到高排列,幾種技術的能耗水平依次是 QLED(低)<OLED(中)<LCD(高),QLED相比于OLED來說,相同亮度下需要的驅動電壓更低,因此所需的能耗低,LCD因其是背光技術,白光轉化成單一顏色的光需要過濾大量的其他光能量,因此能耗較高。
LCD,OLED,QLED 技術的參數對比如下表所示:

綜上所述,QLED技術有著諸多的性能優點,但受限于技術起步較晚,產業配套不夠完善,比如面向量產化的打印設備,導致當前QLED技術在產業化進展方面暫時落后于LCD和OLED技術。
但是整體來說QLED器件三色發光效率、工作穩定性和壽命等關鍵參數已經基本滿足商業化產品對性能的要求,相信一旦技術成熟,將迎來一場顯示產業的大變革。
