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新型量子點顯示技術QLED正在悄然崛起
發佈時間:2014-07-11 08:37:39
在智能手機的技術發展潮流上，蘋果手機一直是獨領風騷，把三星、諾基亞、黑莓、HTC等手機巨頭遠遠甩在身後。據傳，如今蘋果爲了更好的提升iPhone的顯示效果，將采用量子點顯示技術(英文簡稱QLED)。隨著iPhone 6的即將發布，這一顯示技術將與全球消費者見面，屆時將帶給消費者更加驚豔的顯示效果。就算iPhone 6變成了大屏幕，在像素和顯示效果上也會有較大提升，對于期待大屏iPhone的果粉們來說，無疑是個好消息。
蘋果在iPhone 6上使用量子點顯示技術作爲迎合消費者的殺手锏，其實對消費者來說並不感到意外，因爲量子點顯示技術早被應用在一些移動設備上，例如亞馬遜的Kindle Fire HDX 7。而此前，量子點技術還被用在了下一代電視設備上，如索尼在2013年6月推出了在背照燈中采用量子點技術的液晶電視的高端機型;亞馬遜也于2013年10月推出了液晶屏背照燈采用量子點的平板電腦。目前，量子點顯示技術是不可忽視的一個發展方向。DisplayMate顯示屏測試公司的專家Raymond Soneira預言，這項技術將在2014年將得到更廣泛的應用。
蘋果在量子點顯示技術方面早已布局，從美國專利商標局(USPTO)公布蘋果公司提交的四項專利技術中可以看出，四項新專利集中對量子點顯示技術的細節、工作原理進行描述。當前蘋果的多款産品，包括iPhone、iPad、iPod Touch和MacBook Pro在內，都使用了視網膜顯示屏，而蘋果最新獲得的量子點顯示技術，可提升視網膜顯示屏的色彩精準度，改善圖像畫質。
蘋果在自己的産品上使用量子點顯示技術，只是爭奪該顯示技術的衆多企業之一，很多企業早已布局多年。
量子點顯示技術的爭奪戰
量子點是一種由數十個原子所構成的納米材料，其三個維度的尺寸都在100納米以內，不同材料組成大小的量子點，放光波長不同。自1990年代問世以來，這類材料曾被用在發光二極體或單色光源裝置上，取代傳統的螢光粉，直到2000年以後，科學家才開始探究其運用在顯示上的可能性。
近年來，量子點作爲可解決液晶顯示器色彩表現性課題的技術備受關注，並引起企業對量子點顯示技術的爭奪戰。目前量子點顯示相關的專利主要掌握在Nanosys公司手上，該公司共握有超過300項相關專利，三星電子爲該公司的主要投資者之一。全球三大量子點材料制造商英國Nanoco、德國Nanosys及美國QD Vision在量子點顯示技術方面的研究和技術領先業界。
英國量子點材料供應商Nanoco在無鎘技術方面與陶氏化學合作，布局量子點市場。據Nanoco公司的創始人、首席技術官Nigel Pickett介紹，該公司的核心技術——完全不含毒性元素鎘(Cd)的“CFQD”(無鎘量子點)的産量還僅限于每年幾千克的水平，還不足以滿足以液晶面板爲中心日益擴大的市場需求，必須建立起大規模生産體制，因此該公司與陶氏化學簽訂了排他性授權協議，目的是利用陶氏化學在化學領域的生産能力和供應鏈，爲今後的市場擴大做準備。合作雙方所使用的技術是將薄膜之間夾有量子點的片狀材料貼在背照燈與液晶面板之間的“On-Surface”方式。鑒于量子點材料的穩定性和容易嵌入液晶面板的特性，采用了On-Surface方式的目是贏得市場。
德國Nanosys爲了贏得量子點顯示市場，除與3M合作外，還將通過新聯盟擴大市場。據Nanosys公司的首席執行官Jason Hartlove，介紹，Nanosys公司現在的産量爲每年2萬kg(含量子點的濃縮液)，到2014年將産能擴大到每年5萬kg以應對市場。另外他還宣布，爲穩定供應，除了現在的業務合作夥伴3M公司外，該公司2013年還在與新的合作夥伴洽談結盟事宜，而且，2014年將與新的量子點制造商結盟。
爲滿足市場需求，該公司正在開發無Cd材料。關于在液晶顯示器中封裝量子點的方法，Jason Hartlove表示，Nanosys公司在考慮了On-Chip、On-Edge、On-Surface三種方式之後，根據色轉換效率、光提取效率、波長利用效率三個特性認爲On-Surface方式最佳。該公司在實際調查了55英寸電視機采用與3M合作開發的量子點膜“QDEF”的效果後發現，通過采用QDEF，不僅色域由NTSC比70%擴大到100%，用液晶面板亮度與背照燈功率之比表示的發光效率也提高了約50%。
美國QD Vision將在On-Edge用量子點方面建立全球供應鏈。美國QD Vision由麻省理工學院注資的一家公司，並與LGD合作共同開發利用量子點作爲像素的顯示器。也與一家比利時化學公司Solvay合作，建立了一個印制QLED顯示屏的平臺。QD Vision公司的副總裁Matt Mazzuchi介紹了該公司的産品“Color IQ”。該産品已經配備在了索尼的10款42～65英寸的液晶電視機上。並且，今後其用途還將由電視機擴大到顯示器、平板電腦、智能手機乃至照明領域。Matt Mazzuchi表示，爲了應對今後將日益擴大的市場，該公司將在全球範圍內建立供應鏈。將建立在美國生産量子點材料、在臺灣組裝采用量子點材料的光學部件等供應體制。這樣一來，今後就能夠使量子點光學部件的産量由現在的月産100萬個擴大到2倍甚至4倍。
目前，國內在量子點顯示技術的研發和産業還無法和外國企業相比，隨著量子點顯示技術日益受到關注，本土企業開始關注該顯示技術在産業化方面的進程。
認識量子點顯示技術
量子點本身也是一種有機材料，因此量子點顯示技術跟OLED有許多共通的問題，例如接觸到空氣後，材料會迅速劣化;此外，這類材料的耐熱性有限，若與會發出高熱的零組件接鄰，例如背光，也引發材料劣化的問題。但量子點作爲一項既可讓液晶屏的色彩變得鮮豔，還能降低功耗的技術而備受關注。
量子點在液晶顯示屏背光燈上發揮的作用是對藍色LED發出的光波長進行轉換，從而獲得滿意的光色。其特點是通過量子點的粒子(晶體)大小來控制發光顔色，只要是波長較長的光，就能自由控制。由于粒子大小決定帶隙，因此，只要有大小一致的量子點，便可獲得光譜峰形尖銳、色純度高的發光。這樣就能提高顯示屏的色彩表現性及降低功耗。
這種特點似還可用于液晶屏背光燈以外的用途。比如，用于投影儀的光源，可有助于提高投影儀的亮度、色彩表現性以及對比度等。而且，量子點還設想用于可彎曲照明及自發光顯示器等用途。且將量子點技術向二次電池領域展開也成爲關注焦點。日本的Micronics Japan和Guala Technology兩家公司共同開發出了基于新原理的二次電池“battenice”的量産技術。這種電池屬于采用量子技術的物理電池而非化學電池，充電層采用了用絕緣膜包裹的n型金屬氧化物半導體微粒。據Micronics介紹，這種電池具有以下優點：全部由固體構成，無需擔心漏液;不使用可燃性材料，無需擔心過熱起火;不使用稀有金屬和稀土材料，無需擔心資源采購等。可見，量子點技術今後的發展不容忽視。
目前，LCD顯示屏的一個重要問題就是産生廣譜白光LED很難做到準確的色彩飽和度，而量子點顯示技術所采用的藍色LED相比而言卻能夠産生高飽和度的原色，這一點和三星主打的AMOLED顯示屏有些相似。不僅如此，量子點顯示技術在生産時更容易校準，因此也帶來了更準確的色彩表現。測試表明，采用量子點技術的Kindle Fire HDX 7英寸版本與采用IGZO顯示屏的iPad mini 2相比在色彩飽和度方面的表現確實優秀不少。據悉，量子點是極其微小的納米晶體，能夠在其他物質中發出特定波長的光，意味著其能夠更有效、更準確地顯示圖像色彩。
蘋果量子點顯示技術專利通過使用“RGB”(紅藍綠顔色法)波長對該技術進行測試。蘋果指出，未采用量子點技術的視網膜顯示屏，在藍色波長下可以呈現精準的色彩顯示，而在綠色和紅色波長下，顯示效果跟黃色和橙色波長下的顯示效果均有所下降。但在采用量子點，按照RGB波長，可潛在提高顯示屏色彩的顯示精確度。
QLED優勢明顯 發展需構建全球供應鏈
在視覺的明度和節能方面，很少有顯示技術能與AMOLED顯示技術媲美。目前，AMOLED顯示技術正大規模地應用手機等小型的顯示設備上，正努力量産顯示器、電視等大型化設備用AMOLED面板。而比AMOLED顯示技術有更高的亮度和節能特性的量子點顯示技術如今開始受到越來越多的關注。
目前，雖然小型AMOLED顯示屏有很好的市場潛力，但還有很多未解決的挑，而QLED(量子點顯示)技術將或許是一個很好的解決途徑，而制造OLED時，需要使用一個“陰罩”，當屏幕尺寸變大時，陰罩板容易發生熱脹冷縮，會使得色彩等不夠精確。而QLED的制造過程不需要使用陰罩，因此不會出現精確度減少的問題。另外，量子點還可懸停在液體中，並使用多種技術讓其沈積，包括將其噴墨打印在非常薄的、柔性或者透明的襯底上。
QLED的這種物理特性，可以通過硒化鎘實現，也可以通過不含鎘的半導體實現。這一點，使它成爲OLED的強有力替代品。另外，OLED還有一處不足，其純色需用彩色過濾器才能産生，而QLED從一開始就能産生各種不同純色，也在將電子轉化爲光子方面優于OLED，因此能效更高，制造成本更低。在同等畫質下，QLED的節能性有望達到OLED屏的2倍，發光率將提升30%至40%。同時，QLED可以達到與無機半導體材料一樣的穩定性、可靠性。不過，QLED的發展也面臨著兩個挑戰，其一是壽命短，最好的QLED壽命僅爲1萬小時，這對大尺寸顯示屏來說還不夠。其二是需要確保色彩能始終如一地再現。
QLED相比OLED顯示技術優勢更爲明顯，但要發展QLED産業需要構建全球供應鏈。目前，量子點材料産量排在第一位和第二位的Nanosys和QD Vision的供貨量加起來，2013年內共向幾百萬臺電視機供應了量子點材料。2014年以後，量子點顯示市場剛剛興起，目前還很難準確預測未來的市場規模，致力于量子點顯示産業發展的企業應盡快在全球範圍確立供應鏈。
總結：
目前，量子點有英國、德國、美國的三家企業競相開發技術和爭奪市場。且這三家企業都想以自己爲核心、與合作夥伴結成戰略聯盟，在全球建立供應鏈。這種多家企業競相建立供應鏈的情況跟液晶顯示器發展成巨大産業的過程相同。諸多企業開展競爭和合作並在全球範圍內建立供應鏈是液晶産業發展的最大原動力。量子點在形成國際聯盟和建成供應鏈以後，會使液晶顯示市場進一步擴大。
建亞電子/燦達HR (Joint Tech Electronic)是集連接器產品研發、製造、銷售一體的專業HR連接器(HR Connector)製造型企業，產品有環保無鹵電子連接器、端子連接器、Housing、Wafer、Terminal、小間距FFC/FPC 連接器及連接器模具研發製造,連接器廠家（燦達電子）為客戶提供定制化服務，專案開發。
官網：//gsjsf.cn，產品諮詢400-0769-458,0769-83970035.
蘋果在iPhone 6上使用量子點顯示技術作爲迎合消費者的殺手锏，其實對消費者來說並不感到意外，因爲量子點顯示技術早被應用在一些移動設備上，例如亞馬遜的Kindle Fire HDX 7。而此前，量子點技術還被用在了下一代電視設備上，如索尼在2013年6月推出了在背照燈中采用量子點技術的液晶電視的高端機型;亞馬遜也于2013年10月推出了液晶屏背照燈采用量子點的平板電腦。目前，量子點顯示技術是不可忽視的一個發展方向。DisplayMate顯示屏測試公司的專家Raymond Soneira預言，這項技術將在2014年將得到更廣泛的應用。
蘋果在量子點顯示技術方面早已布局，從美國專利商標局(USPTO)公布蘋果公司提交的四項專利技術中可以看出，四項新專利集中對量子點顯示技術的細節、工作原理進行描述。當前蘋果的多款産品，包括iPhone、iPad、iPod Touch和MacBook Pro在內，都使用了視網膜顯示屏，而蘋果最新獲得的量子點顯示技術，可提升視網膜顯示屏的色彩精準度，改善圖像畫質。
蘋果在自己的産品上使用量子點顯示技術，只是爭奪該顯示技術的衆多企業之一，很多企業早已布局多年。
量子點顯示技術的爭奪戰
量子點是一種由數十個原子所構成的納米材料，其三個維度的尺寸都在100納米以內，不同材料組成大小的量子點，放光波長不同。自1990年代問世以來，這類材料曾被用在發光二極體或單色光源裝置上，取代傳統的螢光粉，直到2000年以後，科學家才開始探究其運用在顯示上的可能性。
近年來，量子點作爲可解決液晶顯示器色彩表現性課題的技術備受關注，並引起企業對量子點顯示技術的爭奪戰。目前量子點顯示相關的專利主要掌握在Nanosys公司手上，該公司共握有超過300項相關專利，三星電子爲該公司的主要投資者之一。全球三大量子點材料制造商英國Nanoco、德國Nanosys及美國QD Vision在量子點顯示技術方面的研究和技術領先業界。
英國量子點材料供應商Nanoco在無鎘技術方面與陶氏化學合作，布局量子點市場。據Nanoco公司的創始人、首席技術官Nigel Pickett介紹，該公司的核心技術——完全不含毒性元素鎘(Cd)的“CFQD”(無鎘量子點)的産量還僅限于每年幾千克的水平，還不足以滿足以液晶面板爲中心日益擴大的市場需求，必須建立起大規模生産體制，因此該公司與陶氏化學簽訂了排他性授權協議，目的是利用陶氏化學在化學領域的生産能力和供應鏈，爲今後的市場擴大做準備。合作雙方所使用的技術是將薄膜之間夾有量子點的片狀材料貼在背照燈與液晶面板之間的“On-Surface”方式。鑒于量子點材料的穩定性和容易嵌入液晶面板的特性，采用了On-Surface方式的目是贏得市場。
德國Nanosys爲了贏得量子點顯示市場，除與3M合作外，還將通過新聯盟擴大市場。據Nanosys公司的首席執行官Jason Hartlove，介紹，Nanosys公司現在的産量爲每年2萬kg(含量子點的濃縮液)，到2014年將産能擴大到每年5萬kg以應對市場。另外他還宣布，爲穩定供應，除了現在的業務合作夥伴3M公司外，該公司2013年還在與新的合作夥伴洽談結盟事宜，而且，2014年將與新的量子點制造商結盟。
爲滿足市場需求，該公司正在開發無Cd材料。關于在液晶顯示器中封裝量子點的方法，Jason Hartlove表示，Nanosys公司在考慮了On-Chip、On-Edge、On-Surface三種方式之後，根據色轉換效率、光提取效率、波長利用效率三個特性認爲On-Surface方式最佳。該公司在實際調查了55英寸電視機采用與3M合作開發的量子點膜“QDEF”的效果後發現，通過采用QDEF，不僅色域由NTSC比70%擴大到100%，用液晶面板亮度與背照燈功率之比表示的發光效率也提高了約50%。
美國QD Vision將在On-Edge用量子點方面建立全球供應鏈。美國QD Vision由麻省理工學院注資的一家公司，並與LGD合作共同開發利用量子點作爲像素的顯示器。也與一家比利時化學公司Solvay合作，建立了一個印制QLED顯示屏的平臺。QD Vision公司的副總裁Matt Mazzuchi介紹了該公司的産品“Color IQ”。該産品已經配備在了索尼的10款42～65英寸的液晶電視機上。並且，今後其用途還將由電視機擴大到顯示器、平板電腦、智能手機乃至照明領域。Matt Mazzuchi表示，爲了應對今後將日益擴大的市場，該公司將在全球範圍內建立供應鏈。將建立在美國生産量子點材料、在臺灣組裝采用量子點材料的光學部件等供應體制。這樣一來，今後就能夠使量子點光學部件的産量由現在的月産100萬個擴大到2倍甚至4倍。
目前，國內在量子點顯示技術的研發和産業還無法和外國企業相比，隨著量子點顯示技術日益受到關注，本土企業開始關注該顯示技術在産業化方面的進程。
認識量子點顯示技術
量子點本身也是一種有機材料，因此量子點顯示技術跟OLED有許多共通的問題，例如接觸到空氣後，材料會迅速劣化;此外，這類材料的耐熱性有限，若與會發出高熱的零組件接鄰，例如背光，也引發材料劣化的問題。但量子點作爲一項既可讓液晶屏的色彩變得鮮豔，還能降低功耗的技術而備受關注。
量子點在液晶顯示屏背光燈上發揮的作用是對藍色LED發出的光波長進行轉換，從而獲得滿意的光色。其特點是通過量子點的粒子(晶體)大小來控制發光顔色，只要是波長較長的光，就能自由控制。由于粒子大小決定帶隙，因此，只要有大小一致的量子點，便可獲得光譜峰形尖銳、色純度高的發光。這樣就能提高顯示屏的色彩表現性及降低功耗。
這種特點似還可用于液晶屏背光燈以外的用途。比如，用于投影儀的光源，可有助于提高投影儀的亮度、色彩表現性以及對比度等。而且，量子點還設想用于可彎曲照明及自發光顯示器等用途。且將量子點技術向二次電池領域展開也成爲關注焦點。日本的Micronics Japan和Guala Technology兩家公司共同開發出了基于新原理的二次電池“battenice”的量産技術。這種電池屬于采用量子技術的物理電池而非化學電池，充電層采用了用絕緣膜包裹的n型金屬氧化物半導體微粒。據Micronics介紹，這種電池具有以下優點：全部由固體構成，無需擔心漏液;不使用可燃性材料，無需擔心過熱起火;不使用稀有金屬和稀土材料，無需擔心資源采購等。可見，量子點技術今後的發展不容忽視。
目前，LCD顯示屏的一個重要問題就是産生廣譜白光LED很難做到準確的色彩飽和度，而量子點顯示技術所采用的藍色LED相比而言卻能夠産生高飽和度的原色，這一點和三星主打的AMOLED顯示屏有些相似。不僅如此，量子點顯示技術在生産時更容易校準，因此也帶來了更準確的色彩表現。測試表明，采用量子點技術的Kindle Fire HDX 7英寸版本與采用IGZO顯示屏的iPad mini 2相比在色彩飽和度方面的表現確實優秀不少。據悉，量子點是極其微小的納米晶體，能夠在其他物質中發出特定波長的光，意味著其能夠更有效、更準確地顯示圖像色彩。
蘋果量子點顯示技術專利通過使用“RGB”(紅藍綠顔色法)波長對該技術進行測試。蘋果指出，未采用量子點技術的視網膜顯示屏，在藍色波長下可以呈現精準的色彩顯示，而在綠色和紅色波長下，顯示效果跟黃色和橙色波長下的顯示效果均有所下降。但在采用量子點，按照RGB波長，可潛在提高顯示屏色彩的顯示精確度。
QLED優勢明顯 發展需構建全球供應鏈
在視覺的明度和節能方面，很少有顯示技術能與AMOLED顯示技術媲美。目前，AMOLED顯示技術正大規模地應用手機等小型的顯示設備上，正努力量産顯示器、電視等大型化設備用AMOLED面板。而比AMOLED顯示技術有更高的亮度和節能特性的量子點顯示技術如今開始受到越來越多的關注。
目前，雖然小型AMOLED顯示屏有很好的市場潛力，但還有很多未解決的挑，而QLED(量子點顯示)技術將或許是一個很好的解決途徑，而制造OLED時，需要使用一個“陰罩”，當屏幕尺寸變大時，陰罩板容易發生熱脹冷縮，會使得色彩等不夠精確。而QLED的制造過程不需要使用陰罩，因此不會出現精確度減少的問題。另外，量子點還可懸停在液體中，並使用多種技術讓其沈積，包括將其噴墨打印在非常薄的、柔性或者透明的襯底上。
QLED的這種物理特性，可以通過硒化鎘實現，也可以通過不含鎘的半導體實現。這一點，使它成爲OLED的強有力替代品。另外，OLED還有一處不足，其純色需用彩色過濾器才能産生，而QLED從一開始就能産生各種不同純色，也在將電子轉化爲光子方面優于OLED，因此能效更高，制造成本更低。在同等畫質下，QLED的節能性有望達到OLED屏的2倍，發光率將提升30%至40%。同時，QLED可以達到與無機半導體材料一樣的穩定性、可靠性。不過，QLED的發展也面臨著兩個挑戰，其一是壽命短，最好的QLED壽命僅爲1萬小時，這對大尺寸顯示屏來說還不夠。其二是需要確保色彩能始終如一地再現。
QLED相比OLED顯示技術優勢更爲明顯，但要發展QLED産業需要構建全球供應鏈。目前，量子點材料産量排在第一位和第二位的Nanosys和QD Vision的供貨量加起來，2013年內共向幾百萬臺電視機供應了量子點材料。2014年以後，量子點顯示市場剛剛興起，目前還很難準確預測未來的市場規模，致力于量子點顯示産業發展的企業應盡快在全球範圍確立供應鏈。
總結：
目前，量子點有英國、德國、美國的三家企業競相開發技術和爭奪市場。且這三家企業都想以自己爲核心、與合作夥伴結成戰略聯盟，在全球建立供應鏈。這種多家企業競相建立供應鏈的情況跟液晶顯示器發展成巨大産業的過程相同。諸多企業開展競爭和合作並在全球範圍內建立供應鏈是液晶産業發展的最大原動力。量子點在形成國際聯盟和建成供應鏈以後，會使液晶顯示市場進一步擴大。
建亞電子/燦達HR (Joint Tech Electronic)是集連接器產品研發、製造、銷售一體的專業HR連接器(HR Connector)製造型企業，產品有環保無鹵電子連接器、端子連接器、Housing、Wafer、Terminal、小間距FFC/FPC 連接器及連接器模具研發製造,連接器廠家（燦達電子）為客戶提供定制化服務，專案開發。
官網：//gsjsf.cn，產品諮詢400-0769-458,0769-83970035.
