量子点显示器精确控制色彩


  有一款最前沿的可操作全彩色量子点显示器亮相本周大会,一家新公司正在致力于商业化这项技术。

  量子点就是纳米粒子,它的制备采用无机材料,可非常有效地发出特定颜色的光(这取决于量子点的大小),它们的激发可采用一束光或一股电流。量子点显示器有望降低功耗,具有丰富美观的色泽,很像有机发光二极管显示器(OLEDs:organic light-emitting diode displays)。但量子点视觉公司(QD Vision)展示了这种显示器的样机,而且相信,他们也会证明较便宜就可生产,比有机发光二极管显示器便宜,因为庞大的规模会受益于显示器制造商。

  本周,量子点视觉公司展示了一款4英寸的量子点发光二极管(QLED:quantum-dot light-emitting diode)显示器,是在信息显示器学会(Society for Information Display)显示周(Display Week)会议上展示的,地点是洛杉矶。这家公司的创始人之一兼首席技术官塞思•科-沙利文(Seth Coe-Sullivan)警告说,这款显示器只是一种早期原型,但是他说,它可以匹敌效率和色彩质量上的有机发光二极管显示器。他说,还有一些工程上的障碍,公司将不得不努力克服,然后把显示器推向市场,这将需要三至五年。对公司展示的反应是积极的,但也持谨慎态度。

  人们希望,量子点发光二极管将提供一种更清晰,更节能的替代技术,取代今天的主流技术,也就是液晶显示器(LCD),而又不会更昂贵。从方式上看,液晶显示器工作时,过滤的光来自背光,可创造彩色子像素,这就需要发出一些光,因而会模糊图片,浪费电力。有机发光二极管利用电流激发材料,发出红,绿,蓝光,具有丰富鲜艳的色彩,而且耗费较少电力。但是,到目前为止,有机发光二极管不能在价格上竞争。这是因为显示器产业制造液晶显示器时,采用的是巨大的玻璃面板,有时大得像车库门,然后进行切割,把它们制成所需要的各种尺寸,这是因为规模经济。有机发光二极管的制造不能采用这种规模,太多的材料被浪费,而且太昂贵。

  有一些公司生产有机发光二极管材料及制造设备,其中包括杜邦公司(Dupont)和卡提瓦公司(Kateeva),他们正在研究各种方法,来印刷这些设备,可以采取大尺度,而且减少浪费,但是,科-沙利文希望,打印量子点发光二极管显示器会跨越有机发光二极管。

  量子点具有独特的优势。通过改变量子点的大小,就可以精确控制这些显示器产生的颜色,而且,调整这一点,可以使人眼感知最好,这就使显示器更加有效。其他材料不能提供这种灵活性。量子点也可制成油墨,进行打印,使用相对便宜、较少浪费的技术。

  量子点视觉公司不是第一家公司展示这种显示器,就是采用电激发量子点,用作发光元件。三星的研究者们今年春天也做了。但是,量子点视觉公司是唯一的一家公开承诺使用量子点作为发光元件,而且是在商业展示中。LG已联合量子点视觉公司,帮助它开发这种量子点发光二极管显示器。

  与此同时,量子点视觉公司与另外两家公司,就是纳米系统公司(Nanosys)和纳米科公司(Nanoco),已经开发出量子点产品,根据设计可添加到液晶显示器上,可采用不同格式,提高传统发光二极管背光的效率。所有这些系统都使用量子点,转化的光来自蓝色液晶显示器背光,这更省电,胜过白光,就转化为红色和绿色的光,这样就形成白光,随后会通过所有常规过滤器,以及液晶显示器的其他层。这个市场的规模约为每年20亿美元,纳米科公司首席执行官迈克尔•爱德曼(Michael Edelman)估计。到目前为止,纳米科公司正在集中搞这项,以及其他应用的量子点,包括照明。

  有机发光二极管业务并不会受到震动。简尼斯•马洪(Janice Mahon)是有机发光二极管材料公司通用显示器公司(Universal Display Corporation)技术商品化副总裁。他表示,量子点仍无法击败最好的有机发光二极管材料,特别是在使用寿命方面。但她指出,这是一项年轻的技术,而且材料将变得更好,就像以前的有机发光二极管材料一样。

  简-伯恩•帕克(Jae-Byung Park)是三星LCD韩国研发中心首席工程师,他一直参与公司的量子点工作,认为有另一个关键的技术障碍。“主要问题是镉(cadmium),”他说。最有效的量子点会采用这种有毒元素,帕克说。欧洲安全标准不容许长期使用镉,而日本市场尤其厌恶这种材料。纳米科公司停止使用镉做材料是在几年前。量子点视觉公司正在致力于无镉材料,就像纳米系统公司一样;纳米科公司的材料已经无镉好几年了。