基本介紹
- 中文名：量子點電視
- 外文名：Quantum Dot TV
- 技術：量子點晶體+藍光=紅/綠/藍
- 類型：液晶電視
- 色彩覆蓋率：NTSC110%
研究過程,技術比較,未來發展,量子點歷史,索尼停止發售,影響因素,技術實質,
研究過程
量子點（Quantum Dots，簡稱QD）是肉眼看不到的，極其微小的無機納米晶體。每當受到光的刺激，量子點便會發出非常純淨的有色光線。使用量子點材料的背光源是目前色彩最純淨的背光源。量子點電視使用色彩最純淨的量子點光源作為背光源，革命性的實現全色域顯示，最真實還原圖像色彩。
發光與波長的關係說明
發光與波長的關係說明量子點有一個與眾不同的特性：每當受到光或電的刺激，量子點便會發出有色光線，光線的顏色由量子點的組成材料和大小形狀決定，一般顆粒若越小，會吸收長波，顆粒越大，會吸收短波。2納米大小的量子點，可吸收長波的紅色，顯示出藍色，8納米大小的量子點，可吸收短波的藍色，呈現出紅色。這一特性使得量子點能夠改變光源發出的光線顏色。
量子點顯示技術在色域覆蓋率、色彩控制精確性、紅綠藍色彩純淨度等各個維度已全面升級，被視為全球顯示技術的制高點，也被視為影響全球的顯示技術革命。三星、LG、蘋果等企業均表示正在積極推進量子點顯示技術研發，而亞馬遜、華碩等企業也不同程度採用量子點技術來提高其產品畫質。隨著TCL率先發布量子點電視，國際量子點顯示陣營已初具規模。
據國家廣播電視產品質量監督檢驗中心副總經理劉志剛現場公布的權威檢測數據顯示，在NTSC標準下，普通LED電視的色域只有72%、第一代高色域電視只有82%、第二代高色域電視約96%，而量子點電視色域覆蓋率卻高達110%。
2000年後，科學家開始探究量子點運用在顯示上的可能性。但QLED的效率、壽命和加工工藝等綜合性能還遠遠不能達到人們的美好期待。
隨著科學家對QLED研究的不斷深入，產業化進程也取得越來越多的進展。今天談到的量子點，往往是由半導體元素和金屬化合物為核，外面包裹著一層其他材料的微小顆粒。那么，什麼是量子點顯示？
量子點是準零維的納米晶體，晶粒直徑在2~10納米之間，量子點受到電或光的刺激會根據量子點的直徑大小，發出各種不同顏色的高質量的純正單色光。所謂QLED的液晶顯示螢幕是在藍光LED背光源與液晶板之間插入量子點膜的新型液晶顯示屏，量子點膜在LED藍光激發下會產生鋒利的藍綠紅組成的真彩白光， QLED甚至被視為未來提高彩電色域值的最佳方案。權威測試數據顯示，在NTSC標準下，普通LED電視的色域NTSC比只有72%，搭載QLED背光源的液晶電視產品（簡稱QLED電視）能夠實現110%的色域覆蓋率。同時，Nanosys公司CEO傑森·哈特拉夫曾在接受採訪時表示，QLED沒有尺寸的限制，可以用到80英寸以上的電視螢幕上，也可以用在小尺寸螢幕上。
在時間維度上，QLED已是發光二極體（LED）的第三代革新技術。第一代是廣為人知的藍光LED器件（氮化鎵LED）配合稀土螢光粉，儘管比白熾燈節能，但其製備過程相當嚴苛，影響產品成本；第二代是誕生於20世紀70年代末的有機LED（OLED），生產方法基於真空熱蒸鍍，已在手機等小尺寸螢幕和不需要始終點亮的產品上得到套用，但這類器件的發光中心是有機分子，產品壽命和良品率都不穩定。
在技術研究上，我國並不落後於人。浙江大學矽材料國家重點實驗室金一政研究組與彭笑剛研究組等合作，報告了一種通過溶液製備的基於多層量子點的LED。
其製備方法基於低成本、有潛力套用於大規模生產的溶液工藝，綜合性能則超越了已知所有溶液工藝的紅光器件，尤其是將使用亮度條件下的壽命推進到10萬小時的實用水平。彭笑剛透露，“下一步將發展其他顏色的高性能QLED”。
量子點（Quantum Dots，簡稱為QD）由鋅、鎘、硒和硫原子構成，是晶體直徑在2-10納米之間的納米材料，其光電特性獨特，受到光電刺激後，會根據量子點的直徑大小，發出各種不同顏色的純正單色光，能夠改變光源光線的顏色。量子點可以在LCD電視的LED背光上形成一層薄膜，用藍色LED照射就能發出全光譜的光，從而對光線進行調節，可以對背光進行精細調節，進而大幅提升色域表現，讓色彩更加鮮明。
技術比較
量子點電視的優勢
- 全色域顯示優勢。
2.窄頻帶連續光譜，色彩純度高。
3.95%接近於自然光，色彩還原能力強，顯色性卓越。
4.無機材料。穩定性強，壽命長，不易老化。
5.精準色彩控制。
6.效率高，節能性強。
7.量子點電視造價成本更低。
在諸多種類里，顯示技術哪家強？由於卓越的色彩表現力，OLED和QLED常被放在一起作對比。
OLED採用有機物製作二極發光體。擁有幾十項OLED專利的馬丁·沙特在被問到LCD（液晶顯示）是否會被OLED取代的問題時表示，OLED三種發光材料壽命不同是自身不可逾越的致命傷。而量子點晶體為非有機物，所以QLED工作時更穩定，壽命也更長。
量子點電視是以藍色LED為光源，將採用量子點的光學材料放入背光燈與LCD面板之間，從而可以通過擁有尖銳峰值的紅、綠、藍光獲得鮮艷的色彩，色域達到或超過OLED水平。歐陽鐘燦告訴《中國科學報》記者，量子點電視事實上仍是一種LCD電視。
美國麻省理工學院電機教授弗拉迪米爾·布洛維奇一直負責量子點的技術研究，他認為QLED有望讓液晶的顯示性能超過OLED，後者還需要濾光才能生成需要的色彩，所以其色域受到濾光板性能的限制。但量子點發出光譜則極為狹窄，因此色域更高，能產生更豐富的色彩。
緣於成本、技術難度、使用壽命等優勢，QLED被一些媒體稱為將“讓OLED未捷先死”。
但歐陽鐘燦告訴《中國科學報》記者，QLED未必一定取代OLED，前者發展一個難以忽略的坎兒在於，其生產原材料中必須用到重金屬鎘（Cd），這種重污染金屬在歐盟是嚴禁使用的。也有些廠家研製出了無鎘QLED顯示屏，但顯示效率大打折扣。
歐陽鐘燦認為，OLED並不一定被QLED取代，其可用於開機較短、經常更換的手機，以及創口貼等柔性顯示產品，但不適用長時間開機的PC、平板電腦與彩電。
而要讓QLED繼續提升套用水平，彭笑剛表示，如何設計更科學的QLED結構，以達到最大的電光轉換效率，是個重要課題。
未來發展
LG Display和SamsungDisplay已經正式宣布QLED量子屏將在本年度正式量產，國內面板廠商宣布將導入量產量子點技術。
在2014年9月5日，第54屆德國柏林國際電子消費品展覽會（IFA）上，憑藉在顯示技術研發領域的成果，TCL榮獲“量子點顯示技術金獎”，並計畫與2014年底量產量子點電視。
2014年12月15日，TCL發布量子點電視。
調研機構Displaybank預估，QLED顯示產品產值，可望從2013年的千萬美元成長至2020年的2億美元；QLED產品出貨量，有望從2013年的50萬台擴充至2023年的8700萬台。
QLED產業正在迅速攻城略地，中國的產業進展也不甘人後，但在產業鏈上游能否緊跟步伐？
歐陽鐘燦介紹，全球已有三大量子點材料製造商：英國Nanoco、德國Nanosys及美國QDVision，其中Nanosys公司握有超過300項量子點顯示的相關專利。
我國浙江大學彭笑剛、金一政等團隊合作的杭州納晶科技公司也已進入商業化階段，他們的第二代QLED處於國際領先地位。
事實上，歐陽鐘燦認為：“中國內地的量子點液晶顯示屏生產技術有可能後來居上超越日本和我國台灣地區。在2015年CES上，TCL展示了我國第一台QLED-LCD大螢幕電視，成了搶眼的新聞。”
歐陽鐘燦表示，各類新型顯示技術的發展都處於探索期，還有許多的新技術沒有研製出來，哪種顯示技術將會引領平板顯示終端產品徹底更新換代還有待觀望，這就給了我們國家和企業新的機會。國內企業特別是大陸面板廠商要在高端顯示技術領域搶占先機。
量子點歷史
量子點技術並不新，索尼華碩亞馬遜全都用過
在CES2015上，幾乎全部電視廠商都推出了基於量子點技術的電視新品，其中不乏三星這樣將其量子點電視命名為SUHD TV，並聲稱SUHD TV不同於普通的量子點電視，也不乏LG這樣一邊推出量子點電視，一邊表示量子點電視不影響其OLED電視的發展。推出量子點電視的廠商中似乎單單不見索尼的身影，這讓不明就裡的消費者不禁疑惑，難道索尼在顯示技術上已經落伍了？
實際上索尼在兩年前就已經推出了基於量子點技術的電視，只不過索尼將其稱為TRILUMINOS特麗魅彩技術，並沒有在宣傳上大提量子點的事兒。2013年初，索尼推出了X9000A系列4K電視，搭載了索尼獨有特麗魅彩技術，這也是全球首款採用量子點技術的4K電視。實際上量子點技術在電視上套用要更早，索尼只是將其實現商用。
特麗魅彩技術是對液晶電視背光技術的革新，通過量子點對背光源色彩的控制，提供了更為純正的三原色，通過高純度三原色光線的調配，就可以實現比傳統白光LED更廣的色域了。在NTSC標準下，量子點電視色域覆蓋率卻高達110%，普通LED電視的色域只有72%、高色域電視約96%、OLED電視實測色域則為89%。
索尼特麗魅彩技術就是基於量子點技術
當索尼在2013年推出X9000A系列4K電視，以及在2014年推出X9000B系列4K電視時，都在反覆講其特麗魅彩技術、精銳光控技術以及所實現的高色域等，但在大眾看來，依舊將其當成一項非常普通的技術，如今，在幾乎全部電視廠商全都跟進量子點技術的時候，再返回頭去看索尼兩年前的產品，可能會有一種恍然大悟的感覺。
在One Sony策略的驅動下，索尼不僅在電視上採用了基於量子點的特麗魅彩技術，在其旗艦級Xperia手機以及黑卡相機上同樣採用了這一技術。除了索尼，亞馬遜在2013年9月推出的KindleFireHDX平板以及華碩在2014年6月推出的ZENBOOK NX500筆記本均採用了量子點技術。
亞馬遜Kindle Fire HDX平板
華碩ZENBOOK NX500筆記本
只是這三家企業無一善於教育市場和宣傳新概念，儘管DisplayMate顯示屏測試公司的專家Raymond Soneira在2014年初曾預言量子點技術將在2014年將得到更廣泛的套用，但大眾消費者對量子點技術仍然比較陌生，直到CES2015到來，三星、LG、夏普、TCL、海信等一眾電視廠商到來，才將量子點這一“老技術”真正推到消費者面前。
索尼停止發售
索尼為何沒有強調量子點技術？畫質並非其短板
這樣說可能有吹捧索尼的嫌疑，實際上當其他電視廠商對量子點技術大書特書的當下，索尼甚至只將其視為一項已經很稀鬆平常的技術，在索尼CES2015電視新品的展示頁面，索尼只是像往常一樣將TRILUMINOS特麗魅彩技術列在其中，絲毫沒有特別之處。
在索尼看來，畫質是其一貫優勢所在，在CES這樣一個注重新產品新技術的場合，著實不適合把特麗魅彩這樣的“老技術”拿出來炫耀，儘管其他廠商已經換了量子點的說法來進行宣傳。
索尼電視有其優勢，也有其短板，索尼電視採用傳統的LED背光，和OLED電視相比顯示屏要厚不少，索尼2014年4K電視產品螢幕厚度最薄為27.9mm，而LG OLED電視螢幕厚度僅為4.3mm；其次是在智慧型化方面，索尼在電視智慧型化方面相對保守，當所有電視廠商都在基於Android或者自有智慧型電視系統來實現智慧型化的時候，索尼只是對一些視聽內容進行了集成，用“自己的方式”來實現並不夠真實的智慧型。
索尼最新4K電視厚度僅為4.9mm
而索尼CES2015的新品顯示針對自己的短板來進行展示的，首先是厚度做到了4.9mm，讓LED電視的厚度與OLED電視相當，頗有一些黑科技的味道，二是全面搭載Android TV系統，索尼是谷歌在Android TV上的首批合作夥伴，儘管還不知道這一系統進入國內市場時會進行怎樣的精簡，畢竟索尼已經在智慧型上邁出了一大步。
將量子點整合到顯示屏目前有兩種方式，一種是將量子點擴散在薄膜上，另一種是將量子點塗抹在細管上。第一種方式由3M研發，其做法是將量子點擴散在薄膜上，隨後再將其堆疊在顯示屏背光的薄膜上，三星和LG使用的都是這種方式，但會影響畫質；第二種方式由QD Vision研發，主要使用在側光式LED背光中，索尼採用的就是這種方式，能夠將LED背光電視做到4.9mm，與這一量子點整合方式不無關係。
影響因素
價格才是真正可能影響量子點電視普及的因素
量子點電視看上去很美，但其與OLED電視有著本質的不同，OLED是從根本上改變顯示屏的材質，而量子點則是從背光上進行最佳化，其採用仍然是LED背光，因此量子點電視也可稱為QLED。在OLED發展受困的情況下，量子點被適時地提到了台前，出於畫質、成本、功耗、壽命等方面的考量，量子點電視更有利於被業界以及大眾消費者所接受。
實際上電視廠廠商對量子點技術的態度頗為曖昧，三星將其稱為SUHD TV，海信將其稱為NEW ULED，LG也是將推出量子點電視視為“占坑”之作，同時還在大力發展OLED電視，其2015年的主力也仍然是OLED電視，TCL在談及量子點的時候更多強調這是華星光電自主研發，意在突出華星光電的實力及優勢。
從技術層面看，在其上市初期，可能會出現各種問題，實際表現還有待市場的考量。有訊息稱，量子點薄膜在製造過程中，不可避免地要使用具有毒性的鎘，這一材料在歐美ROHS標準中被限制使用，不過歐美ROHS標準中在鎘含量低於0.002%時存在豁免情況，而QD Vision所開發的量子點技術的光學部件正是在豁免名單之列。
技術實質
量子點電視實質上只是改變了電視背光，上圖將量子點材料放置在燈罩處，而下圖是將量子點材料做成光學膜（QBEF），其本質還是“白色背光源+液晶”結構。
