觸摸未來科技量子點顯示技術

技術宅

納米晶體是上世紀80年代由研究人員發現的，它有著特別的電學特性并被命名為量子點。但是量子點自發現以來一直處于默默無聞的狀態，直到索尼發布納米晶體液晶電視，量子點才日漸火熱起來，并且被專家視為全球顯示技術的制高點，也被視為影響全球的顯示技術革命。

認識量子點

量子點（Quantum Dots，簡稱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。量子點受到電或光的刺激，會根據量子點的直徑大小，發出各種不同顏色的單色光。可以借助量子點發出能譜集中、非常純正的高質量紅/綠單色光。利用這個特性，電視和顯示器廠商把量子點光源作為背光源，通過用藍色LED照射就能發出全光譜的光，通過對背光進行精細調節，大幅提升色域表現，讓色彩更加鮮明，從而制作出具有優越顯示性能的量子點顯示器和量子點電視（圖1）。

?具有優越顯示性能的量子點電視

優越性能的背后——量子點技術解密

要了解量子點的顯示效果為什么優秀，我們就要先來了解一下LCD顯示技術的發展歷史。最早的LCD（Liquid-Crystal Display）顯示是通過背光源照射液晶面板，RGB三色液晶分子通過不同排布完成成像的，它的背光源是CCFL冷陰極背光燈。不過由于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節能，色域范圍寬，而且體積小，現在市面上的顯示器大多使用LED顯示。不過隨著科技的進步和人們對色彩要求的不斷提高，逐漸出現了OLED顯示技術，它和LED相比具有更優越的顯示性能，但是制造成本居高不下，因此OLED顯示一直無法普及（圖2）。

?三星曲面OLED電視

OLED顯示性能優越，但是價格一直居高不下。為了能夠找到比LED更好的顯示、價格也更親民的顯示技術，顯示器廠商推出了量子點顯示技術，也稱之為QLLED。它和LED的電視原理類似，只不過背光電源使用了量子點。它和其他顯示技術相比具有如下的優越性：

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。我們平時在PC上的顯示屬性的顏色管理中經常會看到sRGB設置，這個sRGB也是一種色彩空間（圖3）。

?顯示屬性中的sRGB參數

不過sRGB在現代的顯示標準中，它只是個很小的色彩范圍。現在電視廠商經常使用NTSC色彩空間作為比較的基準。

量子點顯示技術的色域則可以達到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，色域擴大的效果是在終端顯示擁有更靚麗的色彩表現，比如索尼的Xperia Z3+達到101% NTSC色域顯示效果（圖4）。

?量子點和OLED色光的形成對比圖解

其次，量子點技術擁有更精準的色彩控制。如上所述，量子點在藍色光源的照射下會發出非常純正的高質量紅/綠單色光，這樣顯示中的紅、綠、藍三基色都非常純凈，可以組合成更豐富、純正的各種顏色。而OLED顯示屏是通過濾鏡得到純色，因為是過濾得到的純色，因此不可避免會發生失真。量子點并不需要過濾，也就不會出現顏色失真的情況（圖5）。

此外，量子點可以在更低的電壓下工作，因此還可以降低顯示器的能耗，而且由于量子點電視使用的無機材料不易被氧化，因此其顯像壽命比OLED多出兩萬小時。所以量子點顯示技術很可能會成為未來的顯示王者。

?采用量子點技術擁有101% NTSC色域的索尼Xperia Z3+

量子點顯示帶來什么改變

隨著大家對顯示的要求越來越高，我們都希望自己的設備（手機、電腦、電視）能夠擁有更靚麗的顯示。量子點技術更廣的色域可以讓顯示的色彩更豐富，這樣我們在使用量子點顯示技術的手機、平板或者電視上觀看照片、視頻的時候就可以獲得更愉悅的視覺體驗。

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

不過我們也應該看到，作為一項新的技術，量子點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，比如說色彩均勻度、對比度等，與OLED還是無法比擬。

當然，隨著科技的進步，我們希望能早日用上物美價廉的量子點顯示設備。