量子点显示技术介绍2015

100%
高 低 30% 低 高 高
110%
低 90%↑ 无需改变 较低 根据TFT-LCD变化 一般
TFT-LCD制程改变
功耗 对比度 亮度
背光
视角 成熟尺寸
无需背光
无视角限制 7inch以下
需背光
根据TFT-LCD变化 55inch以下
8. 量子点背光测试光谱图
绿，红半波宽很窄，适合做高色域显示
量子点显示技术介绍
2015年6月 Mr Xue
1.Introduction
QLED是“Quantum Dot Light Emitting Diode”的简写，中文译名是量子点发光二极管。
• 量子点是一种我们肉眼无法看到的非常微小的半导体纳米晶体，是种粒子直径2~10nm的颗粒，为原子和分子的集合 体；由锌、镉、硫、硒原子组成。
在液晶显示中彩色饱和度只能达到NTSC 80%-95%，因此在日
益多彩的世界，人们对液晶显示技术提出更清晰、彩色更丰富的 要求。
白光LED原理图
4.QLED应用· 光致发光
LCD白光背光
白光LED光源是目前液晶显示设备的主流光源。
这种光源的LED灯珠主要由发蓝色光的LED芯片和对应的YAG 荧光粉构成。
优点
01 • 多工艺选择
QLED材料层可以和液晶背光源模组、背光模组中的导光板、甚至液晶和TFT工艺层混合，方案 选择性较多。
02 • 工艺体系相近
引入QLED技术的产品，不论电致发光or光致发光，都不会较大的改变现有工艺及流程体系。制造成本 的增长有限。
03 • 低功耗
同样的亮度表现下，QLED量子屏的功耗仅为现有WLED背光技术的1/5～1/10。
缺点 • 稳定性较差
QLED材料的热稳定性不好，需要采用该技术的液晶显示设备更注重散热； QLED材料在空气中的稳定性不好，需要注重采用该技术后的显示设备相关组件的密封。
7. QLED VS OLED
显示技术 色彩饱和度 色域 成本 良率 OLED显示技术 80%-120% QLED-TFT-LCD显示技术 110%
3.白光LED发光原理
LED发出白光的机理：
蓝光
• 芯片通电发出蓝光
Biblioteka Baidu
黄光
• 蓝光激发荧光粉（YAG）发出黄光
白光
转化效率：
• 黄光与蓝光混合形成白光
部分能量通过热损耗及荧光粉涂层吸收损失掉； 电光转化效率60%。
饱和度：
饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。取决于该色中含 色成分和消色成分（灰色）的比例。
蓝色，8纳米大小的量子点，可吸收短波的蓝色，呈现出红色。这一特性使得量子 点能够改变光源发出的光线颜色。
1.Introduction
量子点研发前沿 全球三大量子点材料制造商英国Nanoco、德国Nanosys及美国QDVision在 量子点显示技术方面的研究和技术领先业界。（专利布局）
量子点技术逐渐被应用到电视显示上面。现阶段开发方向主要有以下4种 （1） “On-chip ” 方式： LED封装方式；稳定性有待提升 （2）“On-edge” 方式：类似于CCFL方式（玻璃管涂覆量子点）； 美国QDVision和LGD以及Solvay合作；隆达，威力盟友研发；LCD产品过 厚 （3）“On-surface ” 方式：薄膜方式，主流方式； 德国Nanosys与3M合作； 英国Nanoco在无镉技术方面与陶氏化学合作； （4）直接器件电致发光：类似于OLED；有技术难题未攻克 市场上已接触量子点技术的面板以及显示器厂商： 京东方，华星光电，龙腾光电，三星、LG、海信、优派、冠捷等
1.Introduction
TFT-LCD结构 VS QLED-LCD结构
【Fig.1】TFT-LCD BLU结构图
结构： LED→Blue LED Diffuser→ QDEF
QDEF：“Quantum Dot Enhancement Film”的简写，中
【Fig.2】QLED BLU结构图
文译名是量子点增强型薄膜。
QLED对蓝光LED光线到目标波长光线的转化率接近100%。
【Fig.4】QLED模组结构图
5.QLED应用· 电致发光
电致发光：
OLED显示面板的原理：在TFT驱动结构上，涂覆细小的三原色或者白色 OLED材料（利用白色OLED材料需要在TFT表面层增加三原色彩色滤光 膜），形成密集的独立发光的OLED灯珠阵列。对这个阵列的有效控制，形 成可观看的画面。
材料构成
优点
• 转换效率高、出光纯度高。
光纯度高，容易在显示领域发挥高色域的性能
1.Introduction
特性
•
量子点有一个与众不同的特性：每当受到光或电的刺激，量子点便会发出有色光 线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，一般颗粒若越小，会吸收
长波，颗粒越大，会吸收短波。2纳米大小的量子点，可吸收长波的红色，显示出
9. 量子点未来预测
另据Allied Market Research报告数据显示，2013年全球量子点显示市场达31600万美元， 预计2020年将达50. 4亿美元，2014-2020年的年复合增长率将达29.9%
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缺点： 荧光粉的转化效率并不是特别高、色彩纯度也有限。
QLED加强LCD背光
QLED技术的液晶背光源中，选择蓝色LED发光器件。蓝 色的LED光通过导光板形成平行的面蓝色光源，然后照射 到涂覆有QLED物质的另一个薄膜上，不同种类和数量的 QLED量子点物质将蓝色LED的光，按比例转化成红绿蓝 三原色，并合成液晶显示需要的“高品质白色”背光源。
QLED电致发光：
与OLED显示屏比其主要变化是将TFT结构上的OLED材料，换成电致发 光的QLED材料—其他工艺和技术几乎不用改变。这样制造出来的显示面板 就是QLED显示产品，其具有媲美OLED面板的色彩、对比度、亮度、分辨 率等特点。
【Fig.5】OLED发光原理图
6. QLED优缺点
2.光源的发展：
直接光源
热发光
激光
半导体光源
有机半导体光源
优： 原理简单、光线柔和 劣： 可控性差，能源效率低
高纯度、高效率光源 成本高、系统体积大
寿命长、高转化效率 色彩饱和度差
高纯度、高转化效率
成本较高，良率低
间接光源
动能→光能（CRT） 荧光粉 光能→光能（PDP、LED）
CRT显示设备中，荧光粉将电子枪的电子射线所携带的动能转换成光能； PDP等离子显示中，荧光粉将紫外线的光能转化成红绿蓝等颜色的可见光光能。