索尼：量子點(diǎn)技術(shù) 應(yīng)用于液晶電視中發(fā)光板部分的新技術(shù)

時(shí)間：2020-07-28 16:39:01

關(guān)鍵字： LED 索尼量子點(diǎn)

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[導(dǎo)讀] 2013年，索尼公布了Bravia電視新技術(shù)“特麗魅彩（TRILUMINOS）”，這是一項(xiàng)應(yīng)用于液晶電視中發(fā)光板部分的新技術(shù)。它可以讓液晶電視屏幕顯示的色域覆蓋率達(dá)到NT

2013年，索尼公布了Bravia電視新技術(shù)“特麗魅彩（TRILUMINOS）”，這是一項(xiàng)應(yīng)用于液晶電視中發(fā)光板部分的新技術(shù)。它可以讓液晶電視屏幕顯示的色域覆蓋率達(dá)到NTSC標(biāo)準(zhǔn)的111.97%。但是關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的原理究竟是什么，和傳統(tǒng)用芯片來模擬廣色域的顯示效果又有何不同呢？

不依靠多色 LED，不同直徑的量子點(diǎn)給你精準(zhǔn)的顏色

背光一直是LCD螢?zāi)徊豢苫蛉钡囊画h(huán)，良好的背光以及頻譜表現(xiàn)基本上就決定了1片LCD面板的好壞。目前市面上的藍(lán)光LED＋黃色螢光粉的發(fā)光模式，雖可讓人感覺到白光，不過缺乏紅光和綠光使得混色較為困難?，F(xiàn)在有種量子點(diǎn)科技可讓藍(lán)光精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換為紅光和綠光……

量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)原理

一般而言，我們把長(zhǎng)寬高皆在100奈米（約幾個(gè)原子的大?。┮韵碌牟牧戏Q之為量子點(diǎn)或是奈米粒子（題外話：只有1維在100奈米以下稱為量子井（奈米薄膜）、只有2維在100奈米以下稱之為奈米線（奈米棒）），因?yàn)槌叽缧〉木壒?，表面積和體積比起來相當(dāng)大，作用快速，而且表面未鏈結(jié)電子也越多，活性越強(qiáng)。

若是將材料制成量子點(diǎn)的大小，則電子容易受到激發(fā)而改變能階，與電洞結(jié)合后就會(huì)放出光；而后又發(fā)現(xiàn)，發(fā)出光的能量強(qiáng)度（波長(zhǎng)）和量子點(diǎn)的大小成正比，越小的量子點(diǎn)所發(fā)出的能量越高、波長(zhǎng)越短，越大的量子點(diǎn)發(fā)出的能量越低、波長(zhǎng)越長(zhǎng)（藍(lán)移現(xiàn)象）。

這種狀況稱為量子局限效應(yīng)，一般來說當(dāng)材料尺寸很大時(shí)，電子能階之間距離?。芟缎。?，可以用古典力學(xué)的方式解釋。但是當(dāng)材料很小時(shí)，諸如量子點(diǎn)的尺寸，其電子的能隙就會(huì)比較大，從而表現(xiàn)出與大尺度材料截然不同的特性。如矽本身為間接能隙，電子和電洞結(jié)合時(shí)不發(fā)光，但若切割至量子點(diǎn)的大小，矽將會(huì)變成直接能隙，通電后就會(huì)發(fā)光。

不同直徑的量子點(diǎn)在紫外線的照射下呈現(xiàn)出不同的顏色。

藉由尺寸改變發(fā)光頻率

無論你看不看得懂前面那一段，只需記住量子點(diǎn)直徑越小、激發(fā)后的光波長(zhǎng)越?。ㄆ{(lán)），直徑越大、激發(fā)后的光波長(zhǎng)越長(zhǎng)（偏紅），由此特性我們就可以控制量子點(diǎn)大小，發(fā)出藍(lán)、綠、紅3種顏色光。更進(jìn)一步的說，如果我們能夠混合不同直徑的量子點(diǎn)材料，甚至可以制造出類似太陽光、自然光那種連續(xù)光譜的光，或許未來有天能夠完全取代目前的人造光源光譜不連續(xù)的現(xiàn)象。

量子點(diǎn)大小和波長(zhǎng)的關(guān)系，（圖片取自Nanosys）

3家廠商競(jìng)爭(zhēng)制造

尺寸這么小的半導(dǎo)體材料制造困難，每年能夠制造出幾公斤的材料就已經(jīng)是相當(dāng)了不起的成就，而經(jīng)常采用的材料為硒化鎘CdSe、氧化鋅ZnO，以藍(lán)色LED光源照射在量子點(diǎn)上產(chǎn)生綠色和紅色光。整合量子點(diǎn)至LCD面板中目前有3種方式，第一種就是直接以量子點(diǎn)取代黃色螢光粉，直接和藍(lán)光LED封裝在一起（On-Chip）；第二種就是放在已經(jīng)真空處理的玻璃管內(nèi)，將玻璃管配置在背光源和面板之間（On-Edge）；第三種就是直接做出1片含有量子點(diǎn)的薄膜，取代目前LCD面板里的擴(kuò)散膜（On-Surface）。

世界上發(fā)展量子點(diǎn)技術(shù)的公司大致上可分為3家：Nanoco、Nanosys、QD Vision，Nanosys已經(jīng)和3M合作制造出On-Surface的產(chǎn)品，稱為QDEF（Quantum Dot Enhancement Film），由3M的保護(hù)材質(zhì)上下夾著量子點(diǎn)材料，避免環(huán)境的影響導(dǎo)致QDEF的使用壽命減少，外傳Apple也將在iPhone 6的面板中使用QDEF的技術(shù)。QD Vision則是商業(yè)化應(yīng)用較為快速，已經(jīng)在Sony新一代電視中采用On-Edge的方式整合（有TRILUMINOS Display字樣的型號(hào)）。

QDEF可取代LCD內(nèi)部擴(kuò)散膜的功能，以及將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為綠光以及紅光。（圖片取自Nanosys）

量子點(diǎn)除了當(dāng)作螢光粉使用外，也可制作成OLED和 QLED，就看未來能不能大量量產(chǎn)和降低價(jià)格，趕快取代目前悲劇的W-LED。