量子點(diǎn)顯示技術(shù)科普，詳解量子點(diǎn)優(yōu)勢(shì)及畫(huà)質(zhì)解析技術(shù)

月光光つ · 發(fā)表于 2015-11-5 14:04

　　納米晶體是上世紀(jì)80年代由研究人員發(fā)現(xiàn)的，它有著特別的電學(xué)特性并被命名為量子點(diǎn)。但是量子點(diǎn)自發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直處于默默無(wú)聞的狀態(tài)，直到索尼發(fā)布納米晶體液晶電視，量子點(diǎn)才日漸火熱起來(lái)，并且被專(zhuān)家視為全球顯示技術(shù)的制高點(diǎn)，也被視為影響全球的顯示技術(shù)革命。本文將為你揭示量子點(diǎn)技術(shù)，以及它如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的顯示。

　　認(rèn)識(shí)量子點(diǎn)

　　量子點(diǎn)（Quantum Dots，簡(jiǎn)稱(chēng)QD）是肉眼看不到的一種納米材料，其晶粒直徑在2納米～10納米之間。量子點(diǎn)受到電或光的刺激會(huì)根據(jù)量子點(diǎn)的直徑大小，發(fā)出各種不同顏色的單色光。可以借助量子點(diǎn)發(fā)出能譜集中、非常純正的高質(zhì)量紅/綠單色光。利用這個(gè)特性，電視和顯示器廠(chǎng)商把量子點(diǎn)光源作為背光源，通過(guò)用藍(lán)色LED照射就能發(fā)出全光譜的光，通過(guò)對(duì)背光進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，大幅提升色域表現(xiàn)，讓色彩更加鮮明，從而制作出具有優(yōu)越顯示性能的量子點(diǎn)顯示器和量子點(diǎn)電視（圖1）。

量子點(diǎn)顯示技術(shù)科普，詳解量子點(diǎn)優(yōu)勢(shì)及畫(huà)質(zhì)解析技術(shù)

圖1 具有優(yōu)越顯示性能的量子點(diǎn)電視

　　優(yōu)越性能的背后——量子點(diǎn)技術(shù)解密

　　要了解量子點(diǎn)的顯示效果為什么優(yōu)秀，我們就要先來(lái)了解一下LCD顯示技術(shù)的發(fā)展歷史。最早的LCD（Liquid-Crystal Display）顯示是通過(guò)背光源照射液晶面板，RGB三色液晶分子通過(guò)不同排布完成成像的，它的背光源是CCFL冷陰極背光燈。不過(guò)由于CCFL冷陰極背光燈不僅占用體積，而且壽命也短，因此逐漸被使用LED作為背光源的LED顯示器替代，LED節(jié)能，色域范圍寬，而且體積小，現(xiàn)在市面上的顯示器大多使用LED顯示。不過(guò)隨著科技的進(jìn)步和人們對(duì)色彩要求不斷提高，逐漸出現(xiàn)OLED顯示技術(shù)，它和LED相比具有更優(yōu)越的顯示性能，但是制造成本居高不下，因此OLED顯示一直無(wú)法普及（見(jiàn)圖2）。

圖2 三星曲面OLED電視

　
　　OLED顯示性能優(yōu)越，但是價(jià)格一直居高不下。為了能夠找到比LED更好的顯示，價(jià)格也更親民的顯示技術(shù)，顯示器廠(chǎng)商推出了量子點(diǎn)顯示技術(shù)也稱(chēng)之為QLLED。它和LED的電視原理類(lèi)似，只不過(guò)背光電源使用了量子點(diǎn)。它和其他顯示技術(shù)相比具有如下的優(yōu)越性：

首先是它擁有更廣的色域。色域是指屏幕所能顯示的色彩范圍，比如在三基色的紅色最紅能夠顯示到多紅，這就是顯示器的色域，也叫色彩空間。我們平時(shí)在PC上的顯示屬性的顏色管理中經(jīng)常會(huì)看到sRGB設(shè)置，這個(gè)sRGB也是一種色彩空間（見(jiàn)圖3）。

圖3 顯示屬性中的sRGB參數(shù)

　　不過(guò)sRGB在現(xiàn)代的顯示標(biāo)準(zhǔn)中，它只是個(gè)很小的色彩范圍。現(xiàn)在電視廠(chǎng)商經(jīng)常使用NTSC色彩空間作為比較的基準(zhǔn)。

　　量子點(diǎn)顯示技術(shù)的色域則可以達(dá)到NTSC的110%，也就是NTSC色域的1.1倍（OLED在85%～100%之間）。因此它擁有比OLED更寬廣的色域，色域擴(kuò)大的效果是在終端顯示擁有更靚麗的色彩表現(xiàn)，比如索尼的Xperia Z3+達(dá)到101% NTSC色域顯示效果（見(jiàn)圖4）。

圖4 采用量子點(diǎn)技術(shù)擁有101% NTSC色域的索尼Xperia Z3+

　　其次，量子點(diǎn)技術(shù)擁有更精準(zhǔn)色彩控制。如上所述，量子點(diǎn)在藍(lán)色光源的照射下會(huì)發(fā)出非常純正的高質(zhì)量紅/綠單色光，這樣顯示中的紅、綠、藍(lán)三基色都非常純凈，可以組合成更豐富、純正的各種顏色。而OLED顯示屏是通過(guò)濾鏡得到純色，因?yàn)槭沁^(guò)濾得到的純色，因此不可避免會(huì)發(fā)生失真。量子點(diǎn)并不需要過(guò)濾，也就不會(huì)出現(xiàn)顏色失真的情況（見(jiàn)圖5）。

圖5 量子點(diǎn)和OLED色光的形成對(duì)比圖解

　　此外，量子點(diǎn)可以在更低的電壓下工作，因此還可以降低顯示器的能耗，而且由于量子點(diǎn)電視使用的無(wú)機(jī)材料不易被氧化，因此其顯像壽命比OLED多出兩萬(wàn)小時(shí)。所以量子點(diǎn)顯示技術(shù)很可能會(huì)成為未來(lái)的顯示王者。

　　小知識(shí)：sRGB和NTSC有什么關(guān)系？

　　兩者都是一個(gè)色域的標(biāo)準(zhǔn)，sRGB是微軟與惠普、EPSON等公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一個(gè)彩色語(yǔ)言協(xié)議，PC顯示器上的顏色顯示就經(jīng)常使用sRGB。NTSC則是美國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的一個(gè)色域空間，它的廣度要比sRGB大得多，一般來(lái)說(shuō)，sRGB色彩范圍只有NTSC的72%。

量子點(diǎn)顯示帶來(lái)什么改變

　　隨著大家對(duì)顯示的要求越來(lái)越高，我們都希望自己的設(shè)備（手機(jī)、電腦、電視）能夠擁有更靚麗的顯示。量子點(diǎn)技術(shù)更廣的色域可以讓顯示的色彩更豐富，這樣我們?cè)谑褂昧孔狱c(diǎn)顯示技術(shù)的手機(jī)、平板或者電視上觀(guān)看照片、視頻的時(shí)候就可以獲得更愉悅的視覺(jué)體驗(yàn)。

　　另一方面，由于目前顯示器成本在普通的手機(jī)、平板等設(shè)備中占比仍然很高（OLED居高不下的價(jià)格正是其普及的攔路虎）。而現(xiàn)在的量子點(diǎn)顯示技術(shù)仍然處在LCD液晶屏的范疇內(nèi)，只是換掉了背光，但其他包括光通過(guò)液晶層等主體架構(gòu)未變，因此可以有效降低量子點(diǎn)顯示設(shè)備的成本，可以讓我們買(mǎi)到更多物美價(jià)廉的電子產(chǎn)品。

　　不過(guò)我們也應(yīng)該看到，作為一項(xiàng)新的技術(shù)，量子點(diǎn)的普及目前仍然面臨諸多困難。即便色域更廣闊，液晶顯示屏的一些頑疾仍然存在，比如說(shuō)色彩均勻度、對(duì)比度等，與OLED還是無(wú)法比擬。

　　當(dāng)然，隨著科技的進(jìn)步，我們希望能早日用上物美價(jià)廉的量子點(diǎn)顯示設(shè)備。

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人見(jiàn)百態(tài) · 發(fā)表于 2015-11-5 14:13

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