DIY老司机(9):量子点显示器这么火 是不是真的强
2017年11月20日 00:20
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《DIY老司机系列栏目》至今第九期了,直播了这么久终于回归做图文了。这一期,老司机来聊一聊最近显示器比较火的量子点显示器,那这么火的量子点显示器,到底好不好,性能表现上又有什么提升?前方高能,老司机带路,快快打卡上车!

  【PConline DIY老司机】最近的显示器行业,量子点显示技术大火,各大厂商们趋之若鹜,纷纷开始生产量子点显示器,但显示器行业不可能一蹴而就,量子点显示器横空出世,究竟好不好,历不厉害,今天就深入浅出的带大家来看看什么是量子点,什么是量子点显示器。


什么是量子点


  首先,我们需要了解什么是量子点(QD)。量子点是非常小的半导体颗粒,只有几纳米大小,如此小,以致它们的光电性质不同于较大颗粒的光电性质。发光原理是通过电或光对量子点材料施加刺激,量子点的材料将发射特定频率的光,并且这些频率可以通过改变量子点的尺寸大小和形状进行改变,从而达到精确地调谐。

  简单通俗的说,量子点的光电性质与以往的发光显示颗粒大不一样,量子点因为颗粒非常小,以纳米为单位,导致量子点的显示颜色是以改变颗粒的大小形状而进行改变,也正因为如此,理论上来讲,量子点显示的色谱更具有连续性,成本也会更低。

  其实就是纳米级别的颗粒啦,我们知道,许多材料在纳米级别上会有不一样的物理化学性质,只是量子点叫起来更好听啦。


  不同大小尺寸的量子点会发出不同的颜色,量子点当受到光或电的刺激时,就发出有色光线,光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定,一般颗粒越小,会吸收长波,颗粒越大,会吸收短波。2nm大小的量子点可吸收长波的红色,显示出蓝色;8nm大小的量子点可吸收短波的蓝色,呈现出红色。这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。相比原来的显示技术来说,量子点显示的RGB三原色会更加纯净。

目前量子点在显示器上的应用

  其实量子点技术并非新兴的技术,早在1983年美国贝尔实验室的科学家已经对其进行了研究,只是经过数年之后,美国耶鲁大学的物理学家马克·里德将这种半导体微块正式命名为“量子点”并沿用至今,所以严格意义上讲这并不是一个新的技术,只是在最近几年,以三星为首的显示巨头对量子点技术产生了浓厚的兴趣。

  好了了解完量子点的由来和特性,我门来看看目前量子点在显示器上的应用,与传统的LCD显示屏和目前同样很火的OLED又有什么区别。

  LCD面板


LCD面板结构

  我们先来看看历史已久的LCD显示技术,LCD显示屏结构非常复杂,LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒,下基板玻璃上设置TFT(薄膜晶体管),上基板玻璃上设置彩色滤光片,通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向,从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。而按照背光的光源,LCD显示器又分为CCFL(冷阴极荧光灯管)和LED(发光二极管)两种,我们普遍认为的LCD和LED是两种显示屏的认识是错误的,完全是广大厂商的误导,这两者仅仅是背光光源的不同而已。当然,关于液晶排列产生不同面板这里就不再深入了。

  OLED面板


OLED面板结构

  而OLED面板则与LCD面板大不相同,相比较而言会OLED面板结构会更简单,OLED的全称为有机发光二极管,也就是说,OLED面板的发光材料为有机材料,相比于无机材料,有机材料在寿命方面有天生的短板。OLED显示技术具有自发光的特性,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光,而且OLED显示屏幕可视角度大,并且能够节省电能。因为自发光的特性,OLED在黑色方面表现的更纯粹,因为材料只要不发光,那显示的就是黑色,同时视角广、对比高、耗电低、反应速率高都是OLED面板的特性。

  量子点面板


量子点面板结构

  量子点技术咱们前面已经说到了,就不再继续赘述,现在就来说量子点显示器都有哪些不同。

  其实就目前的量子点屏幕来说,与传统的LCD面板仅仅是做了背光方式上的改变,是作为LCD面板的延伸,并没有什么根本上的改变。通俗点说,目前的量子点显示器就是在VA面板中加了一张膜,也就是上图中的那张QDEF膜。

  我们都知道,目前LED背光方式中,为了显现出三原色,有两种背光方法:其一是直接通过RGB LED灯光进行背光,这样成本非常高基本没有显示器在使用;其二是目前商用显示器的普遍背光方式:伪白光LED背光,利用像素点的荧光粉显色,什么是伪白色LED背光呢,就是通过在蓝光LED中加入黄色荧光粉的方式发出白色背光(上图中的blue LEDs位置)。

  这也是网络上传言甚广“屏幕有蓝光伤眼”的来源,但有句话叫做“抛开剂量谈毒性都是耍流氓”,只要是符合安全标准的显示器,同时合理用眼的话,并不会造成网络重大肆传播的谣言,所以不必过多担心啦。


量子点面板显示原理

  但如果是通过量子点进行显色的话,就不需要进行白光背光,原因有两个(其实算起来应该算一个):光致发光的原因,蓝光量子点无法登场,所以在背光中必须加入蓝色光源,其二,是因为目前的量子点只负责产生绿光和红光,所以必须将原背光模组中的白光LED换成蓝光LED。于此同时QDEF层连摆放位置很计较,为了让光在层层光学膜中旅行时,重复反射通过QDEF的次数增多,所以QDEF还得放在离光源最近的地方,一但顺序往上移,红绿光的转换不足,就会造成偏蓝的现象。同时,QDEF膜和蓝光LED光源的应用也是量子点显示器色彩显示比普通显示器更纯净的原因之一。

  所以这里才会说,就目前的量子点显示技术而言,仅仅是对屏幕的背光方式进行了改变,加了一层膜而已。

量子点技术这么牛 实际体验到底是怎么样的呢?

  其实量子点的技术前景非常广,并不仅仅是改变背光方式而已,量子点技术正在朝着LED封装上进步(将量子点材料封装进LED中)。

  目前的QDEF膜也并不便宜,以一张55寸的电视来说,一张QDEF的报价就是100美金左右。其中很大一部分来源是因为材料需要阻水氧,量子点因为是无机物,所以在宣传上宣称自己比OLED稳定,但事实上纳米尺寸的量子点很敏感,不只跟荧光粉一样怕热,还和OLED一样怕水氧,大肆宣传自己比OLED稳定,实在是没有这样的资本。在商业化的过程中,许多精力和成本都被消耗在阻水氧上。以3M与Nanosys推出的QDEF为例,QDEF厚度大约210μm,其中上下两片Barrier Film(阻水氧层)就占了110μm,成本也占了整张膜的一半。


普通显示器(左)和量子点显示器(右)对比

  那这么贵的膜,带来的实际体验是什么呢?前面我们也说到了,因为量子点材料的特殊性质,可发出接近连续光谱的光,也就是量子点显示的颜色可以更细腻,色域可以更广,这也是目前众多量子点显示器厂商所大力宣称的,实际我们评测室也测过相应的量子点显示器,确实色域上比非量子点显示器要好的多。这也是量子点的材料特性决定的。


网友评论某品牌27寸2K分辨率量子点显示器颗粒感严重


我们网站也曾获得授权转载过某位网友的量子点显示器体验

  但是我们看到优点,也必须看到目前量子点显示的缺点。在某电商平台,就有许多网友在买了显示器以后发现量子点显示器的颗粒感非常重,即使显示器的分辨率达到了2K(27寸)级别,仍然有非常重的颗粒感,原因未知。

  同时,因为目前的量子点技术依然是在VA屏(LCD)面板上进行一个延伸,那LCD面板的漏光和偏色的毛病同样也在量子点显示器上存在,这是目前量子点背光技术无法规避的,只能说看各个厂家的品控了。

PConline DIY老司机总结


量子点技术与OLED技术的对比

  所以要讲量子点是一个好技术么?小编看来,是一项好技术,网络上一直有关于量子点技术与OLED技术的比较,未来也肯定是这两个技术的PK。但就目前的实际的体验而言,并不一定会比成熟的传统LCD面板优秀,更别说OLED面板了。


量子点技术未来发展方向

  当然目前的量子点并不能让人特别满意,但是如果看到未来量子点的未来以及发展方向,必然有非常广阔的空间。大致可以分为三个阶段:一、取代传统的发光荧光粉;二、去掉彩色滤光片;三正式成为发光层(也就是目前OLED的像素点自发光的形式)。未来的量子点技术必然会给显示器行业带来根本性的变化,甚至是革命,但就目前来说还有很长的一段路要走。

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