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LCD、OLED、量子點三者都是什么原理？
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)量子點顯示器，但顯示器行業(yè)不可能一蹴而就，量子點顯示器橫空出世，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，什么是量子點顯示器。
什么是量子點
首先，我們需要了解什么是量子點（QD）。量子點是非常小的半導(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材料施加刺激，量子點的材料將發(fā)射特定頻率的光，并且這些頻率可以通過改變量子點的尺寸大小和形狀進行改變，從而達到精確地調(diào)諧。
簡單通俗的說，量子點的光電性質(zhì)與以往的發(fā)光顯示顆粒大不一樣，量子點因為顆粒非常小，以納米為單位，導(dǎo)致量子點的顯示顏色是以改變顆粒的大小形狀而進行改變，也正因為如此，理論上來講，量子點顯示的色譜更具有連續(xù)性，成本也會更低。
其實就是納米級別的顆粒啦，我們知道，許多材料在納米級別上會有不一樣的物理化學(xué)性質(zhì)，只是量子點叫起來更好聽啦。
不同大小尺寸的量子點會發(fā)出不同的顏色，量子點當受到光或電的刺激時，就發(fā)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，一般顆粒越小，會吸收長波，顆粒越大，會吸收短波。
2nm大小的量子點可吸收長波的紅色，顯示出藍色；8nm大小的量子點可吸收短波的藍色，呈現(xiàn)出紅色。這一特性使得量子點能夠改變光源發(fā)出的光線顏色。相比原來的顯示技術(shù)來說，量子點顯示的RGB三原色會更加純凈。
目前量子點在顯示器上的應(yīng)用
其實量子點技術(shù)并非新興的技術(shù)，早在1983年美國貝爾實驗室的科學(xué)家已經(jīng)對其進行了研究。
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”并沿用至今，所以嚴格意義上講這并不是一個新的技術(shù)，只是在最近幾年，以三星為首的顯示巨頭對量子點技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。
好了了解完量子點的由來和特性，我門來看看目前量子點在顯示器上的應(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上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉(zhuǎn)動方向，從而達到控制每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。
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，我們普遍認為的LCD和LED是兩種顯示屏的認識是錯誤的，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OLED面板結(jié)構(gòu)會更簡單，OLED的全稱為有機發(fā)光二極管，也就是說，OLED面板的發(fā)光材料為有機材料，相比于無機材料，有機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，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠節(jié)省電能。
因為自發(fā)光的特性，OLED在黑色方面表現(xiàn)的更純粹，因為材料只要不發(fā)光，那顯示的就是黑色，同時視角廣、對比高、耗電低、反應(yīng)速率高都是OLED面板的特性。
量子點面板
量子點面板結(jié)構(gòu)
量子點技術(shù)咱們前面已經(jīng)說到了，就不再繼續(xù)贅述，現(xiàn)在就來說量子點顯示器都有哪些不同。
其實就目前的量子點屏幕來說，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。
通俗點說，目前的量子點顯示器就是在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，利用像素點的熒光粉顯色，什么是偽白色LED背光呢，就是通過在藍光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”，只要是符合安全標準的顯示器，同時合理用眼的話，并不會造成網(wǎng)絡(luò)重大肆傳播的謠言，所以不必過多擔心啦。
量子點面板顯示原理
但如果是通過量子點進行顯色的話，就不需要進行白光背光，原因有兩個（其實算起來應(yīng)該算一個）：光致發(fā)光的原因，藍光量子點無法登場，所以在背光中必須加入藍色光源，其二，是因為目前的量子點只負責產(chǎn)生綠光和紅光，所以必須將原背光模組中的白光LED換成藍光LED。
與此同時，QDEF層連擺放位置很計較，為了讓光在層層光學(xué)膜中旅行時，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，就會造成偏藍的現(xiàn)象。
同時，QDEF膜和藍光LED光源的應(yīng)用也是量子點顯示器色彩顯示比普通顯示器更純凈的原因之一。
所以這里才會說，就目前的量子點顯示技術(shù)而言，僅僅是對屏幕的背光方式進行了改變，加了一層膜而已。
量子點技術(shù)這么牛 實際體驗到底是怎么樣的呢？
其實量子點的技術(shù)前景非常廣，并不僅僅是改變背光方式而已，量子點技術(shù)正在朝著LED封裝上進步（將量子點材料封裝進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的報價就是100美金左右。
其中很大一部分來源是因為材料需要阻水氧，量子點因為是無機物，所以在宣傳上宣稱自己比OLED穩(wěn)定，但事實上納米尺寸的量子點很敏感，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）和量子點顯示器（右）對比
那這么貴的膜，帶來的實際體驗是什么呢？
前面我們也說到了，因為量子點材料的特殊性質(zhì)，可發(fā)出接近連續(xù)光譜的光，也就是量子點顯示的顏色可以更細膩，色域可以更廣，這也是目前眾多量子點顯示器廠商所大力宣稱的，實際我們評測室也測過相應(yīng)的量子點顯示器，確實色域上比非量子點顯示器要好的多。這也是量子點的材料特性決定的。
網(wǎng)友評論某品牌27寸2K分辨率量子點顯示器顆粒感嚴重
我們網(wǎng)站也曾獲得授權(quán)轉(zhuǎn)載過某位網(wǎng)友的量子點顯示器體驗
但是我們看到優(yōu)點，也必須看到目前量子點顯示的缺點。
在某電商平臺，就有許多網(wǎng)友在買了顯示器以后發(fā)現(xiàn)量子點顯示器的顆粒感非常重，即使顯示器的分辨率達到了2K（27寸）級別，仍然有非常重的顆粒感，原因未知。
同時，因為目前的量子點技術(shù)依然是在VA屏（LCD）面板上進行一個延伸，那LCD面板的漏光和偏色的毛病同樣也在量子點顯示器上存在，這是目前量子點背光技術(shù)無法規(guī)避的，只能說看各個廠家的品控了。
DIY老司機總結(jié)
量子點技術(shù)與OLED技術(shù)的對比
所以要講量子點是一個好技術(shù)么？小編看來，是一項好技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)上一直有關(guān)于量子點技術(shù)與OLED技術(shù)的比較，未來也肯定是這兩個技術(shù)的PK。但就目前的實際的體驗而言，并不一定會比成熟的傳統(tǒng)LCD面板優(yōu)秀，更別說OLED面板了。
量子點技術(shù)未來發(fā)展方向
當然目前的量子點并不能讓人特別滿意，但是如果看到未來量子點的未來以及發(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的像素點自發(fā)光的形式）
未來的量子點技術(shù)必然會給顯示器行業(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。
