電視機(jī)是人們生活中必不可少的家居用品,從最早的CRT電視機(jī)到現(xiàn)在的液晶電視,隨著產(chǎn)品越來(lái)越薄,畫(huà)面的效果也在越來(lái)越好??傊?,人們發(fā)現(xiàn),電視屏幕呈現(xiàn)的色彩正在與我們看到的世界越來(lái)越像,虛擬越來(lái)越越接近真實(shí)。
電視機(jī)之所以有這樣的進(jìn)化,主要得益于屏幕顯示技術(shù)的進(jìn)步。50年代初期,電子束管開(kāi)始用于計(jì)算機(jī)的輸出顯示。50年代初期制成電致發(fā)光顯示器件,探索交直流粉末型和交、直流薄膜等顯示技術(shù),并逐步提高了亮度和發(fā)光效率。60年代制成液晶顯示器件,這一時(shí)期還出現(xiàn)了等離子體顯示和發(fā)光二極管顯示。這些技術(shù)無(wú)一例外的都在幾十年之后實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn),從而陸續(xù)改變了電視機(jī)行業(yè)的格局。
現(xiàn)在,顯示行業(yè)已經(jīng)從CRT過(guò)渡到LCD(液晶顯示)。專家介紹,LCD是目前全世界顯示的主打,其后面是一個(gè)白色的光源,經(jīng)過(guò)液晶、濾光片、偏光片的合作,最后使某一個(gè)色點(diǎn)出現(xiàn)你要的顏色,相比于CRT,LCD好處很多了,很薄、價(jià)格合適。隨著新技術(shù)新材料的不斷進(jìn)展,量子點(diǎn)電視的時(shí)代正在到來(lái)。
量子點(diǎn)是人類迄今發(fā)現(xiàn)的最好、最優(yōu)秀的發(fā)光材料
根據(jù)浙江大學(xué)彭笑剛專家的介紹,量子點(diǎn)有可能是人類有史以來(lái)發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的發(fā)光材料,用來(lái)做顯示也最有前途。
實(shí)際上,量子點(diǎn)就是溶液半導(dǎo)體納米晶,每一個(gè)小粒子必須是單晶,納米晶的周邊必須有像頭發(fā)絲一樣的表面有機(jī)配體,以保障量子點(diǎn)的溶液加工性。量子點(diǎn)有優(yōu)良的特性,給定一個(gè)化學(xué)成分的半導(dǎo)體,如果簡(jiǎn)單改變量子點(diǎn)的尺寸,從2個(gè)納米增加到8個(gè)納米,同一種化學(xué)成分,可以從藍(lán)色到綠色、到黃色、到橙色、到紅色發(fā)射。改變尺寸可以實(shí)現(xiàn),而且是連續(xù)可調(diào),你需要哪個(gè)波長(zhǎng)就可以做到哪個(gè)波長(zhǎng),這個(gè)東西在人類歷史上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)。
除此之外,量子點(diǎn)發(fā)光材料的色純度非常純,這也是人類目前發(fā)現(xiàn)的發(fā)光材料很難比擬的。,量子點(diǎn)是無(wú)機(jī)晶體,穩(wěn)定性非常高,這是其他有機(jī)類發(fā)光材料沒(méi)有辦法比擬的。
專家介紹,現(xiàn)在彩色顯示技術(shù)是基于三原色原理:紅、綠、藍(lán)。我們看作有一個(gè)三角形,頂上是綠、左邊是藍(lán)色、右邊是紅色,這三個(gè)色點(diǎn)越遠(yuǎn)覆蓋的顏色就越多(對(duì)應(yīng)于三角形的面積越大)。那么,最小的三角形是較老的色域標(biāo)準(zhǔn)(RGB),NTSC是目前用的比較多的色域標(biāo)準(zhǔn),最大色域是BT2020標(biāo)準(zhǔn),基本上把所有人眼能夠分辨的顏色都覆蓋了。顯示技術(shù)在過(guò)去一直在發(fā)展,所以標(biāo)準(zhǔn)越做越大,好萊塢想推的就是BT2020,目前能夠BT2020的只有兩個(gè)技術(shù):一是激光;二是量子點(diǎn)。
實(shí)際上,色域增大并不僅僅是可顯示的顏色變多,其實(shí)對(duì)于畫(huà)面的質(zhì)感、立體感有很大的貢獻(xiàn)。比如說(shuō)這朵花,你看看是紅色,其實(shí)是很多種略有差別的紅色。量子點(diǎn)背光源能夠把很多種紅色都表現(xiàn)出來(lái)、區(qū)分開(kāi)來(lái),因而產(chǎn)生立體感、質(zhì)感。如果做不到這一點(diǎn),好多紅色變成了一個(gè)顏色就沒(méi)有立體感和質(zhì)感了。理論上,只有量子點(diǎn)技術(shù)可以100%的實(shí)現(xiàn)BT2020的標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)比各種顯示技術(shù),QLED 電視機(jī)是發(fā)展方向
有機(jī)構(gòu)做了對(duì)比試驗(yàn)。三臺(tái)一樣大小的電視,65寸。在色域上,沒(méi)有用量子點(diǎn)的LCD電視可以達(dá)到78%,用量子點(diǎn)可以達(dá)到92%,OLED是86%。專家介紹說(shuō),目前蘋(píng)果手機(jī)色域按照NTSC算其實(shí)只有70%多,按BT2020算只有50%左右,所以顏色不會(huì)那么豐富,但是如果用量子點(diǎn)可以達(dá)到什么水平?量子點(diǎn)的極限可以做到BT2020的100%,就是所有顏色都可以覆蓋。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,在亮度上,兩種LCD電視都達(dá)到了500 nit,OLED極值是440 nit,一般只能到90 nit。不過(guò),LCD顯示能量消耗大,過(guò)屏后光效只有2%-4%。也就是說(shuō),如果LCD的背光源是100瓦的光源,前面看到的光只有2-4瓦,其他的能量,就是在屋子里點(diǎn)“電爐”。至于OLED,亮度一般不高,就是因?yàn)镺LED如果開(kāi)太亮,燒屏更是厲害。
幾年前,大家認(rèn)為OLED是下一代顯示技術(shù),將取代LCD。只是因?yàn)?,OLED既薄,又可以在柔性基材上做,色域可以提高,但是,OOLED壽命是一個(gè)大問(wèn)題,大屏OLED沒(méi)有辦法用真正三基色主動(dòng)發(fā)光的做法實(shí)現(xiàn),這也是三星等公司已經(jīng)公開(kāi)放棄在大屏上使用OLED的根本原因。
雖然我們看到了量子點(diǎn)電視的諸多優(yōu)勢(shì),但目前的量子點(diǎn)電視仍然處在第一階段,也就是光致發(fā)光階段,雖然已經(jīng)接近并超過(guò)了其他顯示技術(shù)的水平,卻依然有潛力可挖,在第二階段“電致發(fā)光”實(shí)現(xiàn)之后,無(wú)論是從顯示水平還是成本優(yōu)勢(shì)上看,量子點(diǎn)電視都會(huì)獨(dú)步江湖。從世界范圍來(lái)看,高色域的量子點(diǎn)液晶電視,像TCL多媒體、海信、韓國(guó)的三星都在做,更可喜的是,在量子點(diǎn)技術(shù)的的新材料研發(fā)和應(yīng)用上,中國(guó)都處在了領(lǐng)先位置,將徹底改變被日韓企業(yè)壟斷技術(shù)的局面。
量子點(diǎn)技術(shù)安全可靠,不要被營(yíng)銷戰(zhàn)術(shù)所迷惑
量子點(diǎn)技術(shù)前景廣闊,在LED、太陽(yáng)能電池、生物-醫(yī)學(xué)標(biāo)記等方面有擁有廣泛的未來(lái),已經(jīng)成為中國(guó)國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向之一。目前影響較大的量子點(diǎn)創(chuàng)業(yè)公司有三家:QDVision (MIT技術(shù))、Nanosys(Berkeley技術(shù))、Najing Tech (Arkansas-浙大技術(shù))。在企業(yè)方面,中國(guó)的TCL更是首先實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn),第二代的“電致發(fā)光”也將在五年左右的時(shí)間正式上市,從而徹底突破日韓企業(yè)的顯示技術(shù)壁壘。
在實(shí)際生產(chǎn)上,合成出實(shí)用的量子點(diǎn)非常難。量子點(diǎn)大小相當(dāng)于頭發(fā)絲寬度的萬(wàn)分之一,而且,不是要做一個(gè)晶體,而是要生產(chǎn)10的23次方個(gè)晶體或者更多,每一個(gè)晶體大小還必須一樣。這個(gè)技術(shù)正是在2000年由彭笑剛教授在Arkansas的實(shí)驗(yàn)室發(fā)展了“綠色”有機(jī)溶劑路線,才得到真正的解決。
不過(guò),至今仍然還存在爭(zhēng)論,有人認(rèn)為量子點(diǎn)是含鎘的,鎘的毒性問(wèn)題需要重視,也有企業(yè)利用這個(gè)做宣傳,誤導(dǎo)公眾。實(shí)際上,按照專家的介紹,一個(gè)平方厘米的量子LED只需要0.000002的鎘,是一節(jié)鎳鎘電池的千萬(wàn)分之一、大致相當(dāng)于一支香煙的鎘量,一臺(tái)去年上市的TCL55寸量子點(diǎn)電視,里面的鎘含量大約相當(dāng)于一公斤國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大米的鎘含量。而且,量子點(diǎn)使用的是氧化鎘,不會(huì)揮發(fā),實(shí)際是比OLED中的芳香化合物更安全。美國(guó)環(huán)境保護(hù)總署曾經(jīng)把量子點(diǎn)元件粉碎、用鹽酸浸泡,最終結(jié)果是在鹽酸溶液中沒(méi)有測(cè)出鎘。
我們看到,量子點(diǎn)顯示技術(shù)已經(jīng)受到了國(guó)家“十三五”規(guī)劃的重點(diǎn)關(guān)注,由彭笑剛牽頭的“量子點(diǎn)發(fā)光顯示關(guān)鍵材料和器件研究”入選了科技部家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料”重點(diǎn)專項(xiàng),工信部更宣布量子點(diǎn)打印顯示是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。在國(guó)家、企業(yè)、研發(fā)機(jī)構(gòu)的合力之下,中國(guó)的量子點(diǎn)顯示技術(shù),將有望率先在全球?qū)崿F(xiàn)新的突破,量子點(diǎn)的未來(lái)發(fā)展空間不可想象。
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