文章轉(zhuǎn)載自：顯示速遞

7月中旬京東方集團(tuán)中央研究院已取得了關(guān)于高分辨率QLED的突破，這次京東方的突破主要是突破了噴墨打印對分辨率的限制，讓PPI直接翻倍達(dá)到了500PPI以上，而色彩范圍也達(dá)到了114%NTSC色域（大家常見的sRGB只能蓋住72%左右的NTSC色域）。當(dāng)然，色域其實是這些新技術(shù)的傳統(tǒng)藝能。

這500PPI是什么概念呢？差不多接近手機(jī)上的2K級屏幕，像Galaxy S20+是525PPI，Note10+也才498PPI。

那QLED到底是什么東西呢？

QLED全稱是Quantum dot Light Emitting Diode，中文就是量子點發(fā)光二極管。而QLED顯示器，顧名思義就是用了這種技術(shù)的顯示器。在這里筆者要先解釋一下為什么量子點可以發(fā)光。

其原理是透過電流或者光能來刺激量子點，其內(nèi)里的部分電子會獲得足夠的能量來脫離原子并且達(dá)到更高能級，而這些電子在回歸到較低能級的過程中就會發(fā)光。

至于發(fā)出哪種顏色的光則是由量子點本身的大小決定的。一般來說，6nm的量子點由于能帶間隙較小，只需要少量能量就可以使電子脫離原子，其產(chǎn)生的波長也會因而會較長，因此會發(fā)出紅光；2nm的量子點則是相反，能帶間隙較大，因此波長會較短，產(chǎn)生的是藍(lán)光；而處位兩者之間大小的3-4nm量子點則會發(fā)出綠光。

QLED VS OLED

差之毫厘謬以千里，這句話常被用來形容兩件看起來相似其實完全不同的事物，QLED和OLED就是一對很好的模型。表面上看，兩者的區(qū)別就在于Organic與Quantum Dot，而實際上，兩者相差了幾乎一整個世界。

根據(jù)前面的表述，QLED就是通過無機(jī)物發(fā)光的LED，OLED就是通過有機(jī)物發(fā)光的LED。Q和O好像它們的父親，而LED就是它們的母親。LED——Light Emitting Diode發(fā)光二極管，這個裝置里面包含正負(fù)極，在電流從正極流向負(fù)極，通過二極管中的發(fā)光材質(zhì)時，電流激發(fā)它釋放光能，我們就看到它——亮了。

二極管電路示意圖（左）及LED燈珠構(gòu)造示意圖（右）

QLED的多層結(jié)構(gòu)示意圖

電子與空穴結(jié)合后放電發(fā)光過程示意圖

雖然都是基于發(fā)光二極管的原理，但是在發(fā)光效率，圖元密度，色彩表現(xiàn)，能耗控制等方面，QLED屏幕和OLED屏幕都遠(yuǎn)強(qiáng)于普通的LED顯示屏幕。這是因為LED燈珠的核心發(fā)光器件是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片，制造工藝比較簡單，就算是目前最 高工藝的高密度LED顯示屏（小間距LED）也只能做到0.7mm的點間距，以iPhone7手機(jī)的屏幕尺寸計算（138.3mm×67.1mm），屏幕分辨率只得197×95，直接淪為電子表。

QLED和OLED的制備工藝中，從材料到設(shè)備都有著科研級別的規(guī)格要求，以至于能夠涉足上游供應(yīng)鏈的僅少數(shù)德、日、韓等國企業(yè)，完全是以未來黑科技的標(biāo)準(zhǔn)在極高的技術(shù)壁壘中穩(wěn)步推進(jìn)，所呈現(xiàn)的效果必然非“作坊”式的產(chǎn)品可比。

另外，在生產(chǎn)的工藝上，OLED由于發(fā)光中心為有機(jī)分子，目前多采用蒸鍍工藝生產(chǎn)，即把發(fā)光材料高溫處理成小分子結(jié)構(gòu)，再使其在指定位置重新凝結(jié)的工藝，此方法對環(huán)境要求極高，且工序復(fù)雜，設(shè)備精密，最重要的是很難滿足大尺寸屏幕的生產(chǎn)需要。而QLED發(fā)光中心為半導(dǎo)體納米晶體，可溶于多種溶液，具備通過溶液制備的可能，一方面會有效降低制造成本，另一方面也可以突破在屏幕尺寸上的限制。

QLED路遙遙

但是！有一點很重要的是，以上所說的那些對比都是QLED在最終形態(tài)下才可以做到的。

當(dāng)前各大廠家借助品牌商不遺余力的宣傳，QLED（量子點）概念得到了極大的推廣，尤其是在選購平板電視的時候，大多數(shù)消費(fèi)者已經(jīng)產(chǎn)生了量子點電視更加先進(jìn)的認(rèn)知。而他們中的大多數(shù)可能不太清楚，同稱QLED電視，其實差別還是很大的。

市售QLED電視是借助無機(jī)量子點材料光致發(fā)光的特性，對液晶面板的背光源進(jìn)行改善的一種應(yīng)用，準(zhǔn)確的描述應(yīng)該是QD-BLU（量子點背光源技術(shù)）。

“達(dá)文西”無厘頭的發(fā)明“光致發(fā)光”原理手電筒，神貼合的解釋了QD-BLU技術(shù)（影片《國產(chǎn)凌凌漆》劇照）

真正的QLED電視則是依據(jù)無機(jī)量子點發(fā)光二極管電致發(fā)光的原理，使QLED材質(zhì)主動進(jìn)行發(fā)光，并通過控制無機(jī)物成分和顆粒尺寸等性狀來顯示不同的顏色，從而實現(xiàn)畫面顯示功能的一種應(yīng)用。

無機(jī)量子點材料

這也就造成了目前將QLED總共有三個階段，而現(xiàn)在QLED屏幕最大的生產(chǎn)廠商三星也只是剛剛踏進(jìn)第二個階段，之前也只是宣布了2021年可能會有基于第二階段QLED的產(chǎn)品面世而已。

這是因為QLED要做到上述超越OLED的效果難度很大，因此各家廠商只能先用一些可以比較容易實現(xiàn)QLED工作方式的方法來把QLED這個東西撐起來先。

圖片來源：Nanosys

那么，QLED的三個階段到底是哪幾個呢？我們可以來看看QLED龍頭老大Nanosys的這份QLED路線圖。雖然圖里總共有六種的演示方案，其實總結(jié)起來無非就是三種：量子點強(qiáng)化膜、量子點彩色濾光片以及主動矩陣發(fā)光二極管。

新手村：量子點增強(qiáng)膜

量子點增強(qiáng)膜（Quantum dot Enhancement Film）是QLED的首個階段，現(xiàn)在所有市面上QLED顯示器或者電視都是用這種技術(shù)。這個技術(shù)對于實現(xiàn)QLED是這樣的：既然要實現(xiàn)QLED依靠電流完全自發(fā)光還是有點難度，而量子點在電流或者光能的刺激下都可以發(fā)光，那么何不依靠一個外部的光源來為量子點提供能量？而傳統(tǒng)的LED背光源似乎就是目前來說最便捷的方案了。

因此各QLED廠家在這個階段的做法就是在LED背光源前加上一層量子點強(qiáng)化膜，然后通過LED背光來給膜上的量子點拖加能量，讓它們呈現(xiàn)出紅綠色彩。

但是如果是使用傳統(tǒng)的白光作為背光源的話，由于會有顏色串?dāng)_的問題，所以色彩會沒那么好。因此量子點增強(qiáng)膜后面會是一個藍(lán)光的LED背光源，這樣可以確保量子點產(chǎn)出的紅藍(lán)綠色不會被白光所干擾，以及保證藍(lán)光的純凈，從而給出更佳的色域。

最先運(yùn)用量子點增強(qiáng)膜技術(shù)的是索尼在2013年推出市面的TRILUMINOS電視。及后三星、LG以及TCL都推出了自家的量子點增強(qiáng)電視。再之后在2017年時，三星、TCL、海信以及Nanosys成立了QLED聯(lián)盟來推動QLED的發(fā)展。

不過，雖然說Nanosys對于量子點增強(qiáng)膜的期望值是大于百分之90的BT.2020色域，但是目前哪怕是目前最為高端的QLED電視也只能做到百分之80多一點的BT.2020色域。

進(jìn)階版：量子點彩色濾光片

量子點彩色濾光片（Quantum dot Color Converter）目前仍然處于實驗階段，而三星去年開始投資110億美元研發(fā)經(jīng)費(fèi)以及升級生產(chǎn)線為的也就是這個。

簡單來說，這項技術(shù)就是以量子點彩色濾光片來取代傳統(tǒng)的彩色濾光片，繼續(xù)使用藍(lán)光光源來獲得更好的色彩表現(xiàn)以及更高的亮度。傳統(tǒng)的彩色濾光片由于會過濾掉2/3的光，因此最 高亮度以及能耗比都不是最 好的。而如果換用量子點彩色濾光片的話，這個問題就會得到很大改善，因為是以量子點發(fā)光的形式而非依靠過濾掉其他光譜的光來來顯示出顏色。另外由于使用了量子點彩色濾光片后偏光片需要后移至前者后面，因此也有助于改善屏幕的可視角度。

而這項技術(shù)不僅僅可以應(yīng)用在LED屏幕上，這也是為什么筆者上面會說藍(lán)光光源而非背光源的原因，因為像OLED以及或是許會在不久后到來的Micro LED這些自發(fā)光的光源也可以用來為量子點色濾光片提供光能，也就是QD-OLED以及QD-Micro LED。

三星想在2021年推出的就是這里面的QD-OLED屏幕。OLED本身的色彩也是很不錯的，不過OLED屏幕的造價一直較貴，以及壽命比起LCD短不少。而QD-OLED則是以藍(lán)光OLED作光源，讓藍(lán)色以自發(fā)光方式產(chǎn)生，并且以此讓量子點彩色濾光片產(chǎn)生紅綠光。

這樣結(jié)合出來的結(jié)果就是理論上來說相比起純OLED屏幕造價可以降低不少之余又可以保留OLED的超高對比度度特性，但同時間也保留了OLED的缺點，那就是最 高亮度不會很高。

至于QD-Micro LED，這個嘛……先等Micro LED量產(chǎn)了再說吧。

終極體：主動矩陣量子點發(fā)光二極管

最后就是QLED的最終形態(tài)，也是真正的QLED，那就是AMQLED（Active-Matrix Quantum dot Light Emitting Diodes），因為上面的兩個階段量子點都需要借助光能來實現(xiàn)色彩。

正如這個階段的名稱以及Nanosys的路線圖所示，AMQLED是透過給量子點壓加電流來使其自發(fā)光從而制造顏色的，不需要依靠外部的光能來提供能量，因此色彩可以顯示得更加純凈，這也是為什么在AMQLED理論上可以達(dá)到百分百的BT.2020色域的原因。

對于AMQLED，筆者只想到兩個字：神器。因為理論上AMQLED有著比OLED更廣的色域、更加長久的壽命、不會有影像殘留的問題以及更重要的一點：以更低的成本來達(dá)成上述的優(yōu)勢。

其實AMQLED與OLED兩者在結(jié)構(gòu)上面可以說是差不多的，最主要的不同在于兩者的材料。因此AMQLED屏幕可以做得像OLED屏幕一樣薄，并且同樣具有快速響應(yīng)時間的特點。換言之，用AMQLED來打游戲的體驗也會是很好的。

至于實際應(yīng)用方面，早在2017年時京東方就表示他們研發(fā)出了5寸以及14寸的AMQLED屏幕，不過直至目前仍然沒有實際的產(chǎn)品應(yīng)用，可見AMQLED的實現(xiàn)難度之大。

上圖為5寸AMQLED，下圖為14寸AMQLED

不過隨著科技的進(jìn)步，在未來的幾年內(nèi)可能會出現(xiàn)真正用上京東方AMQLED的產(chǎn)品。而如果三星接下來的QD-OLED是可以成功投產(chǎn)的話，那么接下來也肯定會開始AMQLED的研發(fā)。