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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，量子點顯示技術大火，各大廠商們趨之若鶩，紛紛開始生產量子點顯示器，但顯示器行業不可能一蹴而就，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體顆粒，只有幾納米大小，如此小，以致它們的光電性質不同于較大顆粒的光電性質。
發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，從而達到精確地調諧。
簡單通俗的說，量子點的光電性質與以往的發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性質，只是量子點叫起來更好聽啦。
不同大小尺寸的量子點會發出不同的顏色，量子點當受到光或電的刺激時，就發出有色光線，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。相比原來的顯示技術來說，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用
其實量子點技術并非新興的技術，早在1983年美國貝爾實驗室的科學家已經對其進行了研究。
只是經過數年之后，美國耶魯大學的物理學家馬克·里德將這種半導體微塊正式命名為“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，只是在最近幾年，以三星為首的顯示巨頭對量子點技術產生了濃厚的興趣。
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用，與傳統的LCD顯示屏和目前同樣很火的OLED又有什么區別。
LCD面板
LCD面板結構
我們先來看看歷史已久的LCD顯示技術，LCD顯示屏結構非常復雜，LCD 的構造是在兩片平行的玻璃基板當中放置液晶盒，下基板玻璃上設置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設置彩色濾光片，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，這兩者僅僅是背光光源的不同而已。
當然，關于液晶排列產生不同面板這里就不再深入了。
OLED面板
OLED面板結構
而OLED面板則與LCD面板大不相同，相比較而言會OLED面板結構會更簡單，OLED的全稱為有機發光二極管，也就是說，OLED面板的發光材料為有機材料，相比于無機材料，有機材料在壽命方面有天生的短板。
OLED顯示技術具有自發光的特性，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光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠節省電能。
因為自發光的特性，OLED在黑色方面表現的更純粹，因為材料只要不發光，那顯示的就是黑色，同時視角廣、對比高、耗電低、反應速率高都是OLED面板的特性。
量子點面板
量子點面板結構
量子點技術咱們前面已經說到了，就不再繼續贅述，現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出白色背光（上圖中的blue LEDs位置）。
這也是網絡上傳言甚廣“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，并不會造成網絡重大肆傳播的謠言，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（其實算起來應該算一個）：光致發光的原因，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膜中旅行時，重復反射通過QDEF的次數增多，所以QDEF還得放在離光源最近的地方，一但順序往上移，紅綠光的轉換不足，就會造成偏藍的現象。
同時，QDEF膜和藍光LED光源的應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。
量子點技術這么牛 實際體驗到底是怎么樣的呢？
其實量子點的技術前景非常廣，并不僅僅是改變背光方式而已，量子點技術正在朝著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穩定，實在是沒有這樣的資本。
在商業化的過程中，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，可發出接近連續光譜的光，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
我們網站也曾獲得授權轉載過某位網友的量子點顯示器體驗
但是我們看到優點，也必須看到目前量子點顯示的缺點。
在某電商平臺，就有許多網友在買了顯示器以后發現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無法規避的，只能說看各個廠家的品控了。
DIY老司機總結
量子點技術與OLED技術的對比
所以要講量子點是一個好技術么？小編看來，是一項好技術，網絡上一直有關于量子點技術與OLED技術的比較，未來也肯定是這兩個技術的PK。但就目前的實際的體驗而言，并不一定會比成熟的傳統LCD面板優秀，更別說OLED面板了。
量子點技術未來發展方向
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、取代傳統的發光熒光粉；二、去掉彩色濾光片；三正式成為發光層（也就是目前OLED的像素點自發光的形式）
未來的量子點技術必然會給顯示器行業帶來根本性的變化，甚至是革命，但就目前來說還有很長的一段路要走。
