QLED VS OLED：两大新技术及应用对比解析

2013年10月23～25日在太平洋横滨国际会展中心举行的显示器展会“FPDInternational2013”以及12月4～6日在札幌会议中心举行的显示器国际会议“20thInternationalDisplayWorkshops（IDW'13）”汇集了显示器领域的众多专家学者，为各位与会者做了精彩的报告。这次介绍IDW'13上的热门话题量子点技术，请从液晶显示器产业的创始期开始就一直以技术人员的身份活跃于该领域的TechandBiz公司的北原洋明为大家介绍。

“InternationalDisplayWorkshop（IDW'13）”上发布了很多OLED（OLED）方面的最新技术，但也有很多内容让人感觉液晶产业还有优势。在这种背景下，此次会议围绕有可能大大改变OLED开发方向的“量子点”，组织了研讨会。讨论的主题是印刷形成了量子点层来取代OLED有机发光层的“QLED（quantum-dotlightemittingdiode）”。QLED保留了OLED“自发光、容易减薄”的特点，并且能够印刷形成量子点层等各层，因此还能简化制造工艺。

QLED演讲不断，与OLED进行比较

大会第二天举行了“MEET（面向未来显示器和设备的MEMS和新兴技术，MEMSandEmergingTechnologyforFutureDisplayandDevices）”研讨会，在上午的“MEET2”上，美国QDVision公司、韩国首尔大学、日本静冈大学、韩国三星尖端技术研究所（SAIT）分别做了演讲，在下午的“MEET3”上，韩国庆熙大学（KyungHeeUniversity）JinJang教授、QDVision公司和东京大学做了演讲。其中，上午的四场演讲和下午第一场演讲共五场演讲均跟QLED有关。MEET3的第二场演讲，也就是QDVision公司的发表内容是关于量子点在液晶面板背照灯上的应用的，MEET3的最后一场演讲是由东京大学介绍Dressed光子。另外，除MEET研讨会以外，在第三天“FMC（FPD制造、材料和元件，FPDManufacturing,MaterialsandComponents）”的八场演讲中，美国3M也发表了关于将量子点应用于液晶面板背照灯的演讲。

MEET2的第一位演讲者——QDVision公司的SethCoe-Sullivan首先介绍了量子点的两种模式。即利用光激发量子点、使其释放出波长发生改变的光的光致发光（PL模式），以及利用电能激发量子点、使其发光的电致发光（EL模式）。过去QDVision公司在液晶显示器上采用的量子点模式是前者。此次，介绍了采用EL模式的自发光型显示器技术。该公司指出通过印刷形成量子点取代OLED的发光层，能够实现全彩的“AM-QLED”（有源矩阵驱动的QLED）。

第二位演讲者——韩国首尔大学的ChangheeLee首先介绍了QLED的材料和构造。他指出随着材料研究10多年的发展，外部量子效率逐渐提高，现在红色材料的效率已跟磷光OLED相当，绿色和蓝色材料的效率也不断提高，已经达到荧光OLED的水平。

第三个发表演讲的日本静冈大学指出，采用转印金属模具技术制成的QLED的发光特性比在平面上形成的QLED显著提高。第四位演讲者——SAIT的ByoungLyongChoi介绍了利用不使用溶剂转印量子点层的“Pick-and-PlaceTransferMethod”方法制成的4英寸全彩QLED。

下午的第一位演讲者——韩国庆熙大学的JinJang教授根据量子点的基本特性介绍了其在QLED上的应用，然后指出从2007年以后的研究论文可以看出量子点的发光效率正在稳步提高，还介绍了利用涂布工艺形成了AZO（作为阴极缓冲层的Al-Zn氧化物层）的成果、半透明QLED的试制结果以及全部利用涂布工艺制作的QLED的结果等。他指出“与OLED相比，QLED不仅利用涂布工艺的制造成本具有优势，颜色控制性也有优势”，对今后的发展充满期待。

量子点是决定液晶和OLED发展方向的重要材料

除此以外，还有两场演讲介绍了过去备受关注的量子点应用于液晶面板的进展情况。QDVision公司和3M公司的内容已在很多场合介绍过了，在此不再赘述，此次IDW上围绕量子点应用于显示器的研讨会上发表的内容足以让人感到量子点的潜力之大和对今后显示器技术的影响之大。

以前“非自发光型液晶vs自发光型OLED”的技术开发竞争备受业内关注，现在又增加了“OLEDvsQLED”的竞争。感觉形成了由量子点掌握三方竞争关键的格局。但是，最终的结局不是哪种技术胜出，而是象上篇所介绍的那样，显示器技术一直是在相互竞争中发展起来的。今后也将伴随着多种技术的竞争而继续发展。

量子点显示技术解析

量子点（QuantumDots）是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体，是一种粒径不足10纳米的颗粒。通常说来，量子点是由锌、镉、硒和硫原子组合而成。1983年美国贝尔实验室的科学家首次对其进行了研究，但却“忘了”给它起名字，数年后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。

量子点有一个与众不同的特性：每当受到光或电的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。

值得注意的是，量子点能够将LED光源发出的蓝光完全转化为白光，而不是像YAG荧光体那样只能吸收一部分，这意味着在同样的灯泡亮度下，量子点LED灯所需的蓝光更少，在电光转化中需要的电力自然更少，更高效的表现令其在节能减排方面更胜一筹。

量子像素是一种新的显示屏，运用量子点作为像素(如图所示)。这项技术比有机发光二极管更易生产。来源：QDVision现在，QDVision公司——一家由麻省理工学院注资的公司——已经发布了一项基于量子点(quantumdots)的技术，其相对于OLED技术更易生产，甚至能够有更高的亮度和节能特性。

据悉，这家马萨诸萨州的公司宣布与大型显示设备生产商LG公司建立合作关系，共同开发利用量子点作为像素的显示器。十一月初，QDVision公司同时与一家比利时化学公司Solvay合作，建立了一个印制QLED显示屏的平台。

量子点是能够发光的纳米级半导体晶体，当暴露在可见光下(光致发光，photoluminescence)或电流(电致发光，Electroluminescence)时，将会发出明亮的有光谱纯色的可见光。QDVision公司的首个产品，是一个量子点镜片。它让LED台灯发出的普通刺眼亮光转变成柔和的光亮，依靠的正是光致发光的原理。LED台灯发出的光激发量子点时，量子点就会产生颜色。

另一家硅谷的公司Nanasys也从事量子点研究，它希望自己的量子点技术产品能在2011年初推出。Nanosys公司在液晶显示器的背光源上添加了一条量子点，以改善色彩质量和提高能效。QDVision公司正在开发与其相似的产品。

量子点QLED将应用于LED显示屏

为了让量子点在显示器中用作主要部分，晶体需要被电子而不是光子激发。QDVision公司首席技术官赛斯.柯伊-沙利文(SethCoe-Sullivan)表示：“我们长期以来一直在研究量子点的电致发光问题，现在正是将其商业应用的时候。”

他们的目标正是OLED市场。“虽然小型oled显示屏有很好的市场潜力，”柯伊-沙利文说，“但是，还是有很多未解决的挑战摆在OLED显示屏面前，而QLED(量子点显示)技术在我们看来，将是一个很好的解决途径。”他表示，QLED显示屏之间进行对决的最大优势正是在生产上。“虽然有很多将OLED显示屏大范围应用的提议，但没有一个奏效。”

当OLED显示屏被沉积时，需要被摹制。传统上，这一过程需要在一个叫荫罩(shadowmask)的设备帮助下实现。但是由于OLED的化学特性，荫罩技术用在大尺寸显示屏时并不足够精确。相反，QLED不需要荫罩。它可以在一种液体溶液中悬停，这样，它就可以用任何种类的技术进行沉积，包括喷墨印刷技术。

QLED的这种物理特性，可以通过硒化镉实现，也可以通过不含镉的半导体实现。这一点，使它成为OLED的强有力替代品。

柯伊-沙利文又指出，某些OLED显示屏要通过滤色镜得到纯色，但QLED一开始就能发出纯的、明亮的颜色。不仅如此，QLED在将电子转化为光子的阶段明显优于OLED，这就意味着，量子点显示屏可以在更低的电压下工作。

“如果他们能够让电致发光技术起到作用，我们认为这对该行业来说是一件好事。”詹森.哈特莱(JasonHartlove)说到，他是Nanosys公司的CEO，该公司也开发电致发光量子点技术。“我个人的观点可能和业内的一些人士的观点相左，我认为，OLED显示屏永远不可能得到完全的市场应用。将会有新的技术出现，我们希望它就是放射性量子点。”

“QLED技术仍然处于早期阶段，我认为这个技术非常有前景，我希望明年我们就能够看到全彩屏样品。”市场研究公司DisplaySearch的分析师詹妮弗.科勒格威(JenniferColegrove)说到。“

柯伊-沙利文正在犹豫是否为QLED生产设置一个固定时间线。QDVision公司成立后，在提高电致发光量子点的发光时长方面取得了长足发展，而这要得益于化学和工程上的调整。但目前，最好的QLED只有10000小时的寿命，这对于大型显示设备还是不够。柯伊-沙利文还表示，对于显示器开发商来说，其他挑战还包括：保证整个光谱统一的色彩表现性能，以及保证显示器其他部分不需要消耗太多能量。

柯伊-沙利文说：“QDVision公司已经取得很大的进展，QLED即将实现巨大的商业价值，我们正向这一目标迈进。”

据美国物理学家组织网12月14日(北京时间)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(QuantumDots)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。

美国QDVision公司首席技术官赛斯.科-沙利文表示，该产品能够进行商业化生产并能同有机发光显示屏(OLED)相竞争。他解释说，制造OLED时，需要使用一个“阴罩”，当屏幕尺寸变大时，阴罩板容易发生热胀冷缩，会使得色彩等不够精确。而QLED的制造过程不需要使用阴罩，因此不会出现精确度减少的问题。另外，量子点还可悬停在液体中，并使用多种技术让其沉积，包括将其喷墨打印在非常薄的、柔性或者透明的衬底上。

沙利文指出，OLED还有一处不足，其纯色需用彩色过滤器才能产生，而QLED从一开始就能产生各种不同纯色，也在将电子转化为光子方面优于OLED，因此能效更高，制造成本更低。在同等画质下，QLED的节能性有望达到OLED屏的2倍，发光率将提升30%至40%。同时，OLED可以达到与无机半导体材料一样的稳定性、可靠性。

不过，QLED的发展也面临着两个挑战，其一是寿命短，最好的QLED寿命仅为1万小时，这对大尺寸显示屏来说还不够。其二是需要确保色彩能始终如一地再现。沙利文表示，该公司已经在这两方面取得了很大进步，QLED即将开始商业化生产。

据悉，QDVision公司将与韩国LG显示器公司、比利时化学品公司Solvay合作，研发和制造这种新的QLED有源矩阵显示屏。QDVision公司将提供量子点技术，而LG则负责产品生产。

QDVision并非唯一一家研发量子点显示屏技术的公司，位于美国硅谷的Nanosys公司也在研发相关新产品，其产品中的一个液晶显示屏背光灯上有很多量子点，以提高能效和色质。