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技术解析,量子点与OLED

话说自从LCD击败CRT,就一路顺风顺水,迅速成为显示领域的霸主,尽管期间有等离子,投影等一系列技术的冲击,但却丝毫没有撼动液晶技术在显示器市场的地位。但死水微澜,在平静之下,实际上不少显示技术都在谋求逆袭,其中,既有早被看做液晶接班人的OLED技术,也有近期热火的量子点技术,那么,这两种技术各有什么缺点,谁会是未来的显示主力,而量子点技术和OLED之间,会有什么样的竞争呢?

OLED-小屏发力,大屏踌躇

OLED,也是OrganicLight-Emitting Diode有机发光二极管的缩写,从原理上来说,OLED并不复杂,其有效结构就像三明治一样,在两片电极间,夹了一块有机薄膜,这样,当电子由阳极的电子注入层流入阴极的空穴注入层时,电子能量的阶跃,就会激发有机薄膜的发光层发出光线,而通过改变有机薄膜的材质和结构,就可以控制发出的光线颜色,这样,就形成了一个像素的显示。

OLED技术原理

由于OLED是自身发光,而且是需要时才点亮,这样,在显示画面暗部时,它可以维持很低亮度,甚至完全不发光,这样,不仅可以节约能源,更重要的是,可以提高画面对比度,再加上OLED可以实现快速开关,有利于提高显示速度,而最新的有机薄膜也大幅度提升了其显示的色域,再加上出色的大视角表现,这都让OLED在画质上,拥有全面超越传统液晶的能力。而简单的结构让OLED对基板要求不高抛弃了背光,不仅让它可以做得很薄,而且还能够做在一些柔性的材料上,这就便于让OLE可轻松实现异形,弯曲等别样造型。大大提高了其使用范围。

可以说,正是OLED的这些优势,让它早早成为诸多厂家和消费者眼中的未来之星。但理想和美满,现实却有些骨感,在跌跌撞撞几年后,OLED近期才在手机 平板等小屏幕上有势力壮大之势,除了三星,LG等OLED厂家早在数年前就采用OLED屏之外,随着thinkpad X1 yoga,小米NOTE2等热门产品纷纷采用OLED屏后,才意味着在小屏幕市场上,OLED屏已经对液晶屏发起了攻势,从现有情况来看,虽然很难说OLED已获得胜利,但的确是渐入佳境,市场份额逐步扩大,但在大屏,如电视市场上,OLED却踌躇不前,甚至是困难重重。继索尼退出OLED研发之后,连OLED的中流砥柱-三星,在今年也数度在OLED电视上,发布了一些相互矛盾的说法和表态,这至少说明三星对OLED电视的态度已经变得模糊,不再是全力推进。这样,OLED电视市场只剩下LG独自苦撑,这对OLED在电视这样的大屏端肯定发展必然产生不利影响。

OLED电视暗处细节完整,而液晶容易泛白。

小屏发力,大屏踌躇,OLED为什么在不同市场上,会是冰火两重天呢?难道大屏幕端不需要OLED的优势吗?其实,这一方面固然因为OLED屏如今还价格较高,在小屏上,绝对价格还相差有限,但在大屏市场,却有极大的差价,这让大屏端的普及变得困难。但更重要的是,现有的OLED技术使用的是真空蒸膜技术,其良品率本身就比较低,而且在同一片面板中,还容易出现坏点或是色点等问题。这样,在小屏切割时,可以较为方便的避开坏点区,而在大屏幕切割时,却难于避开坏点区,这就令面板的利用率大幅度降低。同时,OLED的有机膜在工作时,易氧化且怕潮湿,这样,OLED就需要复杂的封盖和并内置干燥剂以保证工作安全,但即便如此,其寿命依旧较短,常规的OLED屏寿命仅有五千小时,这对于使用年限只有两三年的手机,平板而言,可提供每天近八小时的使用时间,寿命问题并不大。但对于电视而言,其使用寿命往往会达到十年之久。五千小时的寿命远远不足,而即便是现有的OLED屏在提升封装技术后,寿命达到一万小时以上,也仅能提供十年,每天三小时的使用时间,对于重度用户来说,甚至有可能在两三年内耗尽屏幕的寿命,从而引发一系列的售后纠纷。在这种情况下,厂家一方面要增强面板品质,以延长寿命,这需要提高成本,另一方面,也限制了其向利润较为丰厚的商务领域推广OLED产品。

价格居高不下,在大屏幕端的应用,又让成本上的劣势雪上加霜,再加上寿命的软肋,这让OLED在大屏端处于十分不利的位置,在一般情况下,新产品与老产品具有三倍以上价差时,处于形象期,而2倍价差时,是导入期,只有到1.2~1.5倍价差才进入发展期。从这点来说,如今的OLED在电视领域,普遍比液晶电视高3倍以上,这也让其在现阶段,依旧是一个高高在上的“形象工程”。

量子点--现有的,只是背光技术

量子点是什么?简单的说吧,它就是一种直径2~10纳米的结晶颗粒,但这种纳米颗粒不仅可以在电或光线的激发下,可以发出光线,而且,随着量子点颗粒直径的改变,其发出的光线波长会随之改变,这样,就可以获得纯净颜色的光源。

量子点的纳米颗粒的结构及现有量子点背光原理

那么,量子点和显示有什么关系呢?其实,如今厂家大肆宣传的只是第一代量子点技术,即光致量子点,它是利用蓝色LED发出的光线,激发量子点颗粒二次发光,从而产生出光谱分布均匀的白色光线。也就是说,现有的量子点技术,并不是屏幕技术的改进,而只是基于液晶显示技术基础上的背光源进化。说到这,有人会说了,如今的液晶电视不是早就使用了LED光源,为什么还要多此一举,增加一层量子点发光层呢?实际上,这与LED的发光原理有关,我们知道,LED只能发出单色光线,而发光效率最高,成本最低的是蓝色LED,但单色背光是无法产生彩色图案的,在这种情况下,现有的液晶背光LED,基本上都是在蓝色LED中加入黄色荧光粉,从而令LED发出白光,以满足背光需求。但这种蓝光+黄色荧光粉的发光方式虽然我们眼睛会认为它是白光,但其内部光谱却极其不平衡,难于覆盖我们可见的光谱,那么,问题就来了,背光光谱不齐全,这就导致液晶屏的色域狭窄,难于显示出足够的色彩范围。同时,以蓝光LED为主发光源,这也导致了不少液晶屏蓝光含量高,从而加大了对使用者眼底视网膜的伤害。再加上其光谱并不契合液晶屏彩色滤光片的颜色的波长,这样,不少光线被滤光片滤出,从而导致了背光效率的降低,浪费了能源。同时,为降低液晶屏厚度,现在的电视背光都采用了侧入式背光,也就是说,背光放在显示屏侧面,在用均光片形成面状光源,在这种情况下,背光容易出现不均匀,显示中央偏暗等亮度不均的问题。

而在使用量子点技术后,LED背光存在的这些缺陷,将得到有效缓解,只要通过控制量子点的粒径,就可以精确的获得液晶屏所需的精确波长的红绿蓝三色光谱,如此一来,液晶屏的色域就可以大大扩展,而背光利用率也随之提高,增加光源利用率。再加上三色光谱平均,这样,蓝光比率降低,对于保护眼睛大有好处,再加上量子点激发发光的方式,更有利于背光亮度均匀,这就让显示画面亮度更均匀。

也就是说,现有的量子点技并不是完整的屏幕技术,而只是背光技术。它的存在,能够缓解传统LED背光存在的色域差,蓝光强,亮度不均的问题。但基于液晶技术,也让它难于摆脱液晶屏厚度较厚,难于做成异形或弯曲,暗场表现差等缺点。

而从市场的反应看,量子点技术近期在大屏市场是大红大紫,从显示器端的AOC,到电视端的三星,都纷纷推出量子点产品。更为难得的是,量子点技术在短短的时间内,已经完成了从高端形象期到快速普及期的切换过程,一些普及型产品,如6999的三星UA49KS7300JXXZ的量子点电视1499元的AOC I2771FM9量子点显示器,其价格都只比同品牌,同配置的LED电视和显示器略高一些而已。而国内厂商,海信,TCL的加入,也令量子点集团势力迅速膨胀,一场来自量子点的大屏冲击,已经到来。而相对而言,小屏市场却是量子点的软肋,除了索尼Xperia系列之外,主流厂家的手机几乎没有采用量子点技术的,这主要是因为在小屏幕产品中,由于背光所占的成本较低,在这种情况下,手机屏更多的使用RGB LED背光,其色域,三基色平衡上,都比大屏常见的蓝光LED+黄色荧光粉方案要好得多,在这种情况下,使用量子点技术,所得到的提升有限,却要付出产品线调整,新产品方案等代价,在这种情况下,量子点没有太大的优势,而成本和可靠性上却要付出一定的代价,再加上OLED的冲击在这种情况下,厂家自然不愿意冒这个风险,在小屏市场上大量使用量子点技术。

敌乎,友乎,显示未来谁做主

说起OLED和量子点,不少人的第一个反应是谁会是未来,谁将会统一显示市场,从现阶段来看,我们会发现,虽然二者间在市场上有一些重叠,但首先,它们最大的敌人依旧是传统的LED液晶显示器。同时,二者的发展重点也存在一些差异,OLED在小屏幕市场上上有更好的发展态势,而量子点的发展重点在于电视,显示器等大屏幕市场。因此,在短时间内,两种显示方式并不会出现短兵相接的战斗,在一定程度上,还是掀翻现有液晶显示器一统天下的“盟友”。

那么,未来会怎样,也许,OLED和量子点的关系不仅是朋友,甚至可能出现融合的情况。其实前一段三星宣布退出OLED电视市场,而大力发展QLED就可初见融合的端倪,那么,什么是QLED呢?其全称是量子点发光二极管,实际上,其核心依旧是量子点技术但第二代的量子点并不是采用光致发光技术,而是采用的是电致量子点,我们可以简单的把它理解为将OLED中的有机膜发光材料取出,用量子点材料替代,在电场作用下,用电子阶跃激发量子点发光。此时,量子点已经不再只是背光材料,而是可以直接成像的新屏幕技术。

QLED量子点二极管机构与制造流程

以量子点为显示核心,OLED制造技术与结构融合而形成的QLED则具有现有光致量子点和OLED二者之长,凭借量子点精确发光,免滤光片的优势,它既有色域宽,耗电低的优点,而类OLED的主动发光特性,又让其可根据画面,控制亮度,这样,暗场表现相当出色,再加上量子点自身极佳的稳定性,OLED的保护结构可以简化,这对于降低成本,延长屏幕使用寿命大有好处。

不过,QLED的发展也不可能一蹴而就,实际上,如今最大的困难就在于量子点粒径的控制,在作为背光使用时,量子点粒径便宜造成的影响并不大,而作为QLED,要求红绿蓝三基色的量子点进行精确的分离和粒径的高度一致,而量子点本身直径仅有2~10纳米,在纳米级单位上进行制造控制和分离,其难度就可想而知了。因此,QLED的普及,尚需时日,也许,在可预见的三五年时间内,显示市场依旧是液晶独霸,OLED和量子点背光蚕食市场的格局,静待QLED成熟,市场格局才会有大的变化。

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