實(shí)現(xiàn)未來顯示器的材料：可大幅擴(kuò)大液晶面板色域的量子點(diǎn)

    國(guó)際顯示器會(huì)議“SID 2013”上發(fā)布了一些旨在將液晶顯示器色域大幅擴(kuò)大至與有機(jī)EL同等水平的技術(shù)，吸引了眾多聽眾的關(guān)注。其中，美國(guó)3M公司公開演示了采用量子點(diǎn)的薄膜“QDEF”。

3M公司展區(qū)的QDEF演示。左側(cè)是原產(chǎn)品(NTSC比69%)，中間是配備QDEF的產(chǎn)品(NTSC比98%)，右側(cè)是配備有機(jī)EL的產(chǎn)品(NTSC比103%)。

    3M的QDEF與藍(lán)色LED組合使用，NTSC比達(dá)到100%

    3M公司以前一直通過以“DBEF”為代表的各種背照燈薄膜來提高液晶顯示器的顯示性能，這次則將向市場(chǎng)投放新產(chǎn)品——采用量子點(diǎn)、可大幅擴(kuò)大液晶顯示器色域的QDEF薄膜。通過組合使用藍(lán)色LED和QDEF，可以輕松實(shí)現(xiàn)NTSC比為100%的廣色域。

    在展會(huì)上，3M公司進(jìn)行了將QDEF薄膜用于移動(dòng)終端液晶面板的演示(圖1)�，F(xiàn)場(chǎng)還進(jìn)行了比較，原產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)色域?yàn)镹TSC比70%，QDEF則提高到了與有機(jī)EL同等的NTSC比100%。3M還通過大尺寸電視，演示了原產(chǎn)品與QEDF配備產(chǎn)品之間的差異(圖2)。配備QDEF的大尺寸電視試制品被展會(huì)主辦方授予了“BEST IN SHOW DISPLAY WEEK 2013”大獎(jiǎng)。

    QDEF擁有將直徑分別為3nm和7nm的量子點(diǎn)分散到薄膜中，通過保護(hù)膜將其夾住的構(gòu)造。QDEF貼在背照燈的導(dǎo)光板和液晶面板之間。背照燈光源采用藍(lán)色LED取代原來的白色LED。通過3nm量子點(diǎn)將藍(lán)色光轉(zhuǎn)換成綠色光，通過7nm量子點(diǎn)將藍(lán)色光轉(zhuǎn)換成紅色光。據(jù)介紹，與原來擁有平穩(wěn)波長(zhǎng)特性的白色LED相比，藍(lán)色LED可憑借擁有尖銳峰值的紅綠藍(lán)光源，獲得鮮艷的色彩。

    這項(xiàng)技術(shù)是3M從2012年開始與德國(guó)Nanosys公司共同開發(fā)出來的。目前正在進(jìn)行用戶評(píng)測(cè)，計(jì)劃2013年第三季度開始產(chǎn)品供貨。

    QD Vision的量子點(diǎn)制造戰(zhàn)略：考慮全面用于液晶

    另外，關(guān)于采用量子點(diǎn)技術(shù)的QD Vision公司光學(xué)材料“Color IQ”，色域NTSC比由原來的70%提高至100%，其中采用了QD Vision公司的量子點(diǎn)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)以藍(lán)色LED為光源，將采用量子點(diǎn)的光學(xué)材料放入背照燈與液晶面板之間，從而可以通過擁有尖銳峰值的紅綠藍(lán)光獲得鮮艷的色彩。據(jù)介紹，由此可以獲得與有機(jī)EL同等的色彩表現(xiàn)力。

    QD Vision在研討會(huì)上以“Quantum Dot Manufacturing Requirements for the High Volume LCD Market”為題，就量子點(diǎn)原材料的制造戰(zhàn)略發(fā)表了演講，量子點(diǎn)原材料可用于市場(chǎng)規(guī)模巨大的液晶顯示器。QD Vision認(rèn)為，與其等待目前產(chǎn)量寥寥無幾的有機(jī)EL電視崛起，倒不如在市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)超過兩億臺(tái)的液晶電視上采用該技術(shù)，這樣更能有效推廣“色彩鮮艷的電視”。另外，量子點(diǎn)原材料存在的課題是當(dāng)在背照燈和液晶面板之間導(dǎo)入該光學(xué)材料時(shí)，需要事先制作出大量的材料，因?yàn)橹圃炝�徑整齊的量子點(diǎn)原材料需要時(shí)間。比如，以42英寸電視為例進(jìn)行計(jì)算，每年必須制造100噸的量子點(diǎn)原材料。而且，如果移動(dòng)產(chǎn)品、個(gè)人電腦和顯示器用途也包括在內(nèi)的話，需要的量子點(diǎn)原材料數(shù)量會(huì)更龐大。

    要想應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的迅速崛起，有效方法是將采用量子點(diǎn)的材料設(shè)置在導(dǎo)光板入口而非背照燈與液晶面板之間的“On-edge”方法。如果采用該方法，可以將所需要的年產(chǎn)量削減至1/100。另外，采用量子點(diǎn)的材料設(shè)置在LED芯片表面的“On-chip”方法的話，可將年產(chǎn)量削減至萬分之一(10kg/年)。但考慮到LED的發(fā)熱問題，還是On-edge方式最為穩(wěn)妥。

    該技術(shù)與之前提到的3M的薄膜和量子點(diǎn)不僅能為液晶顯示器的性能提高做出貢獻(xiàn)，還會(huì)給液晶顯示器與有機(jī)EL顯示器之間的競(jìng)爭(zhēng)帶來重大影響。