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從1980年代開始發展量子點(Quantum Dot,簡稱QD)技術起,現在量子點已經可以應用在顯示技術上,提供顯示裝置更廣的顏色顯示範圍,以及更低的耗電,突破液晶顯示器顯示顏色先天不如電漿與OLED的缺點。而且相關技術也可應用在OLED的顯示與照明上,增加OLED顯示技術的可能性,降低生產成本。
量子點技術,是把電子束縛在一定範圍內的半導體奈米材料結構技術,由大小在1~100奈米(nm)範圍內的超小化合物晶體構成,在照明與顯示領域的應用,是利用其改變入射光波長的性質,可利用不同大小結晶體控制波長,只要能精確控制晶體大小,便可精確控制顏色,且有相當廣泛的發色範圍。目前顯示系統的量子點技術,一般是以青色LED入射光,轉為紅色與綠色等2種顏色的反射光,依美國化工大廠3M的資料顯示,青色光入射直徑7奈米的半導體鎘化物粒子,便可轉為紅色光;入射直徑3奈米的半導體鎘化物粒子,便可轉為綠色光。用這種方式,可以把單色LED背光,變成3色LED背光。現有的液晶顯示技術,是以濾光片將單色背光轉為3色,濾光片透光率高則發色範圍窄,透光率低則需要較強的背光,耗電高;量子點顯示技術可直接呈現3色背光,濾光片只負責擴大發色範圍,可以採用高透光率的CF72濾光片,不需要現行的CF90+濾光片,理論上可節省電力5成。
不過目前量子點技術的顯示應用,還有3個較明顯的缺點:首先,相關材料較不耐熱,怕氧化酸蝕,產品壽命仍須加強;其次,目前量產材料多為含鎘材料,屬於有毒材料,並不環保,無鎘材料最快2014年才開始生產;最後則是生產價格仍高。 雖然量子點顯示技術,可讓液晶顯示擁有OLED顯示等級的發色與省電能力,但量子點技術在OLED照明與顯示的應用,也已開始研發,且因量子點製造技術主流是化學溶液生長法,利於製成塗抹生產法用的溶液,可有效降低OLED生產價格,故也成為有很大可能性的OLED顯示技術。
蘋果新一代iPhone面板傳可能採用QD技術
量子點(Quantum Dot,簡稱QD)顯示技術,因美國行動裝置大廠蘋果(Apple)將可能在次世代iPhone中採用的傳言,而再度成為眾人注目的焦點,其實相關技術在2011年,已由南韓電子巨擘三星電子(Samsung Electronics)展出,日本家電巨擘Sony與美國電子書大廠亞馬遜也在2013年進行相關產品的量產。
目前採用量子點顯示技術的產品,其結構設計有兩類:一是將量子點材料裝在螢幕邊緣,如Sony液晶電視的Tri-Luminance Display技術,由美國奈米材料廠QD Vision公司提供;二是將量子點材料裝在螢幕表面,如亞馬遜的KindleFire HDX,由美國化工大廠3M公司提供。
裝在螢幕邊緣背光前方的方式,在大螢幕產品上使用時,可以節省量子點材料的用量,不論從減低造價還是環保的角度而言,都有益處,而且可以減低量子點材料接觸空氣或外來酸蝕物質的機率,延長壽命。但因直接裝在背光前,受熱影響高,需要耐熱較高的材料,是這種安裝方式的缺點。
QD Vision強調自身的量子點材料,在攝氏140度的溫度下,發光強度僅減低3%,因此適用于螢幕邊緣安裝方式;未來將開發透光率更高的材料,讓現在必須安裝在螢幕左右兩側的奈米點材料,變成隻要安裝在其中一側,進一步降低材料用量與價格。亞馬遜將量子點薄膜裝在螢幕表面,可以遠離發熱的背光板部位,有助於減低材料受熱的問題,不管大螢幕還是小螢幕都可使用;但螢幕表面須追加額外的抗氧化膜,減低酸蝕問題,電視用的大型量子點螢幕材料,預計要在2014年前半才能推出。
除了QD Vision與3M以外,美國化學材料廠Dow Chemical與英國奈米材料廠Nanoco Group,在2013年1月簽約,共同研發無鎘奈米點材料,製造表面安裝式量子點液晶顯示器,預定2014年內出貨,目前正就發色範圍與抗氧化技術,進行努力。由於量子點顯示技術可增大螢幕發色範圍,因此蘋果提出3個相關專利,于2014年2月被美國專利商標局(USPTO)公佈,據信蘋果將把相關技術,採用在次世代智慧型手機上。 |