量子点被应用于显示屏的发展过程
摘要: 量子点由锌、镉、硒和硫原子组合而成。量子点有一个与众不同的特性:当受到电或者光(诸如LED产生的光)的刺激时就会发光,产生亮光和纯色,其发出的光线颜色由量子点的组成材料和大小、形状所决定。
关键字: 量子点, 显示屏, 晶体, 三星, 手机, MP3
量子点这个名词开始被人们熟知。据美国物理学家组织网2010年报道,美国、韩国和比利时的科学家将携手研发基于量子点发光二极管(QLED)的有源矩阵显示屏。与目前的显示屏相比,新显示屏在大大提高了亮度和画面鲜艳度的同时,还减少了能耗。这种技术中用到的量子点(Quantum Dots)是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体,晶体中的颗粒直径不足10纳米。量子点由锌、镉、硒和硫原子组合而成。量子点有一个与众不同的特性:当受到电或者光(诸如LED产生的光)的刺激时就会发光,产生亮光和纯色,其发出的光线颜色由量子点的组成材料和大小、形状所决定。
去年,三星成功开发业界首款全彩量子点显示屏。据了解,相比目前手机、MP3使用屏幕,量子点显示屏更亮、更节能、价格也更低廉。目前大多数显示器和电视都使用的是功耗较大的液晶屏,虽然OLED屏能够呈现更加出色的画质,并且十分节能,但是它目前还只适用于小屏产品,对于电视这样的显示屏价格过于昂贵,而且其使用的有机材料寿命也短。
三星研究员金台镐(Tae-Ho Kim)称,量子点屏功耗不到液晶屏的五分之一,并且比OLED屏更亮、寿命更长。更重要的是,它的生产成本还不到液晶屏和OLED屏的一半。量子点屏存在的巨大潜力已经吸引了其它主要制造商的的关注,除三星外,LG也在和美国QD Vision公司合作开发量子点LED屏。为了制造该显示屏的原型产品,三星研究人员首先将量子点溶液涂在硅板上,然后蒸发,再将突起部分进行压制成量子点层,去掉表层后转压到玻璃基板或塑料基板上,该过程就实现了量子点到基板的转移。在全彩显示屏中,每个像素还包含了红、绿、蓝三个子像素,这些不同颜色像素通过组合产生了上百万种色彩。经过使用反复冲压技术后,研究人员就可以创造出由红绿蓝条纹组成的图案。当然这些条纹形成的幕后功臣就是薄膜晶体管阵列,三星使用的薄膜晶体管阵列由非结晶铪铟锌氧化物组成,相比传统非晶硅晶体管,它们能够提供更加稳定的电流。其驱动的子像素宽度在50微米,长度100微米,小到足够手机显示屏使用。
QD Vision创始人和首席技术官(CTO)斯·柯伊-沙利文(Seth Coe-Sullivan)称:“这是一个令人震撼的展示,虽然从单个技术上来讲并不算新,但是三星确实做了大量出色的工程研究并将这这些技术组合到了一起,给人留下了深刻的印象。”不过他仍旧谨慎表示,还有很多研究/工程领域的问题需要解决,量子点屏距离量产还需要三年的时间。目前最好的量子点设备节能型还不能与OLED相媲美,而且持久性上还需要进一步提高。目前的量子点屏在10000小时后就会亮度大减。当然,研发人员的最终目的还是低成本制造、大规模量产。
至2011年末,据报道称,量子电视可卷起来放入口袋。媒体《MailOnline》报道,一组英国科学家开发出 QD (quantum dot,量子点) 技术,将可用来制造超薄电视。目前业界如三星 已在研发可弯曲的 OLED 屏幕,但QD 屏幕将比它更薄、更容易卷起。
QD 的狭义定义为尺度小于10 奈米之零维半导体芯体,它的大小只有人类头发的 1/100,000。科学家研究出把这种芯体印刷到柔韧有弹性的的塑料上,可便于携带,甚至印刷到更大张的薄板上创造出巨型屏幕。由于 QD 的体积非常小,因此制造商能自由决定放射波长,即人眼所见的光的颜色,可在生产过程中调整任何颜色,做出彩色屏幕。据悉,研发出这个技术的科学家小组隶属于曼彻斯特 Nanoco 集团,他们目前正与亚洲电子大厂合作,预计明 (2012) 年底就会发布应用此项崭新技术的超薄彩色电视。至于可卷起放进口袋的屏幕得再等等,预计3 年内上市。
具体说,QD(quantum dot,量子点)技术,将可用来制造超薄电视。目前业界如三星已在研发可弯曲的OLED萤幕,但QD萤幕将比它更薄、更容易卷起。QD的狭义定义为尺度小于10奈米之零维半导体晶体,它的大小只有人类头发的1/100,000。科学家研究出把这种晶体印刷到柔韧有弹性的的塑料上,可便于携带,甚至印刷到更大张的薄板上创造出巨型萤幕。由于QD的体积非常小,因此制造商能自由决定放射波长,即人眼所见的光的颜色,可在生产过程中调整任何颜色,做出彩色萤幕。当前市面上多数电视是使用由LED(发光二极管)作为背光源的LCD萤幕,厚度多为数公厘。应用QD技术,电视将达到史上最轻、最薄的境界,影像质量也较LCD和OLED萤幕来得好,并维持得更久。
Nanoco 集团不会未透露正与哪家电子公司合作,但一般相信索尼、夏普、三星和乐金都投入QD 技术研究。 当前市面上多数电视是使用由 LED (发光二极管) 作为背光源的 LCD (液晶) 屏幕,厚度多为数公厘。应用 QD 技术,电视将达到史上最轻、最薄的境界,影像质量也较 LCD屏幕来得好,并维持得更久。 Nanoco 集团发言人告诉《周日电讯报(Sunday Telegraph)》,QD 最大的优势是可以被印刷在能够卷起的塑料片上。一开始可能先应用在个人的小型电子设备上。另外,我们正在尝试用印有 QD 的材料做成壁纸或窗帘。
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