LED titik kuantum

1. Apakah LED titik kuantum?

Quantum dot LED adalah alat pemancar cahaya organik kuantum dot dengan struktur baru yang dihasilkan dengan menggabungkan bahan organik atau cip LED dengan nanokristal bukan organik pemancar cahaya kecekapan tinggi. Berbanding dengan fosfor organik tradisional, titik-titik kuantum mempunyai panjang gelombang luminescence yang dapat disesuaikan (meliputi jalur yang dapat dilihat dan dekat-inframerah), kecekapan kuantum pendarfluor tinggi (boleh lebih besar daripada 90%), ukuran zarah kecil, tepu warna tinggi, dan pemprosesan penyelesaian kos rendah, Kestabilan tinggi dan kelebihan lain. Terutama diperhatikan bahawa ketulenan warna cahaya yang tinggi menjadikan gamut warnanya dapat melebihi segitiga warna standard HDTV. Oleh itu, diod pemancar cahaya berdasarkan titik kuantum diharapkan dapat digunakan dalam paparan dan pencahayaan panel rata generasi akan datang.

Huraikan parameter fotolistrik titik kuantum:

1. Spektrum Photoluminescence (spektrum PL): Spektrum photoluminescence mencerminkan hubungan antara panjang gelombang cahaya yang dipancarkan dan intensiti bercahaya. Dari spektrum PL, maklumat optik asas seperti monokromatik warna cahaya, cahaya mekanisme komposit, ukuran zarah dan keseragaman taburan titik-titik kuantum, dan panjang gelombang puncak pelepasan intrinsik dapat diperoleh. Semakin sempit lebar setengah ketinggian spektrum fotoluminesen kuantum dot, semakin baik monokromatik pelepasan cahaya titik kuantum, dan semakin sedikit kecacatan dan kekotoran peranti yang digabungkan untuk memancarkan cahaya.

2. Spektrum penyerapan yang dapat dilihat oleh ultraviolet: Spektrum penyerapan yang dapat dilihat oleh ultraviolet dari titik-titik kuantum mencerminkan tahap penyerapan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeza oleh titik-titik kuantum. Jurang jalur titik kuantum dapat dikira dari kedudukan puncak penyerapan dalam spektrum. Pergeseran antara puncak penyerapan pertama spektrum penyerapan titik kuantum dan puncak pelepasan spektrum cahaya cahaya adalah peralihan Stokes. Semakin besar peralihan Stokes, semakin lemah penyerapan diri titik kuantum dan semakin tinggi intensiti pendarfluor titik kuantum. .

3. Hasil kuantum Photoluminescence: Hasil kuantum photoluminescence larutan kuantum dot diukur dengan membandingkan dengan intensiti pendarfluor suatu bahan pendarfluor standard (umumnya Rhodamine 6G). Hasil kuantum titik kuantum yang tinggi dapat meningkatkan kecekapan bercahaya peranti dengan berkesan, tetapi hasil kuantum titik kuantum nuklear tulen yang disimpan ke dalam filem nipis akan menjadi 1 hingga 2 pesanan magnitud lebih rendah daripada hasil kuantum dalam larutan. Titik kuantum juga mempunyai fenomena pendinginan pendarfluor, yang disebabkan oleh exciton pada titik kuantum dengan taburan ukuran yang tidak rata melalui pemindahan tenaga Foster ke titik tidak bercahaya untuk penggabungan semula bukan radiasi.

Kedua, skema aplikasi LED quantum dot dalam paparan pencahayaan

Titik kuantum mempunyai puncak pelepasan sempit, panjang gelombang pelepasan yang dapat disesuaikan, kecekapan pendarfluor tinggi, dan tepu warna yang baik, dan sangat sesuai untuk bahan pencahayaan untuk peranti paparan. Penerapan kuantum LED dalam bidang paparan pencahayaan merangkumi dua aspek: a. Teknologi lampu latar Quantum dot berdasarkan ciri-ciri cahaya cahaya titik-titik kuantum (QD-BLU, iaitu LED kuantum titik putih yang disebabkan oleh foto); b. Teknologi diod pemancar cahaya Quantum dot berasaskan Quantum (QLED) dengan ciri-ciri dot electroluminescence.

(1) Teknologi lampu latar kuantum

Teknologi lampu latar Quantum dot, iaitu LED kuantum dot putih yang disebabkan oleh foto, adalah teknologi lampu latar berdasarkan ciri-ciri cahaya cahaya titik-titik.

(1) Prinsip asas teknologi lampu latar kuantum dot

Prinsip quantum dot photoluminescence (PL): lapisan titik kuantum memperoleh tenaga di bawah sumber cahaya luaran, dan elektron menyerap tenaga foton teruja untuk beralih dari pita valensi ke jalur konduksi. Elektron-elektron di bahagian bawah jalur konduksi dan lubang-lubang di bahagian atas pita valensi dapat menghasilkan pencahayaan pengumpulan semula sisi-band. Sebahagian daripada elektron dan lubang ditangkap oleh tahap pengotor yang agak cetek, dan elektron dan lubang yang ditangkap oleh tahap pengotor dapat bergabung semula secara langsung untuk menghasilkan cahaya. Atau peralihan ke kecacatan yang lebih dalam. Pelepasan tepi jalur adalah mekanisme utama pencahayaan peranti. Pencahayaan gabungan kecacatan dan kekotoran akan mempengaruhi pencahayaan titik kuantum. Terdapat kira-kira dua skema pelaksanaan untuk LED cahaya putih kuantum dot foto warna murni:

1. Penukaran warna

Mekanisme penukaran warna adalah untuk menggabungkan cip LED biru dengan titik kuantum hijau dan merah untuk menyediakan LED putih kuantum. Berbanding dengan pencampuran warna untuk menghasilkan cahaya putih-pencampuran elektroluminesensi titik kuantum dengan pelbagai warna, penukaran warna untuk menghasilkan cahaya putih adalah bahawa cahaya biru yang dipancarkan oleh cip LED diserap oleh titik-titik kuantum dan ditukar menjadi cahaya hijau dan cahaya merah . Prinsip RGB digabungkan dengan cahaya biru yang tersisa untuk membentuk cahaya putih.

2. Cahaya putih langsung

Mekanisme cahaya putih langsung bermaksud bahawa hanya ada satu jenis titik kuantum pemancar cahaya di lapisan pemancar cahaya, yang teruja oleh cahaya ultraviolet yang dipancarkan oleh cip LED ultraviolet untuk memancarkan cahaya lebih dari satu warna, dan kemudian secara langsung bergabung semula untuk menghasilkan cahaya putih. Mekanisme pencampuran warna dan penukaran warna untuk menghasilkan cahaya putih melibatkan masalah mencampurkan dan mengimbangkan beberapa warna cahaya, dan ketidakcocokan setiap cahaya warna akan mempengaruhi kualiti cahaya LED cahaya putih secara serius. Oleh itu, orang mempunyai minat yang besar untuk menggunakan fosfor yang secara langsung memancarkan cahaya putih untuk pencahayaan keadaan pepejal. Oleh kerana sebahagian besar pelepasan cahaya titik-titik cahaya putih langsung melibatkan kecacatan permukaan, kecekapannya rendah. Untuk merealisasikan penerapan titik kuantum cahaya putih langsung, meningkatkan kecekapan bercahaya adalah kunci penyelidikan.

(2) Aplikasi praktikal teknologi lampu latar kuantum dot

Penerapan teknologi cahaya latar kuantum dalam praktiknya adalah untuk menggabungkan cip LED biru dengan bahan titik kuantum untuk menggantikan LED putih, sumber cahaya latar panel kristal cecair tradisional. Panel kristal cecair yang dihasilkan juga disebut LCD kuantum titik.

Terdapat tiga cara untuk merangkum titik kuantum dalam paparan kristal cair. Yang pertama ialah" On-Chip" kaedah di mana bahan titik kuantum diletakkan secara langsung pada cip LED biru. Yang kedua adalah menutup titik kuantum dalam tiub kaca nipis. Kaedah "On-Edge" dipasang pada port masuk lampu LED pada plat panduan lampu latar. Kaedah ketiga adalah kaedah "On-Edge" di mana bahan lembaran dengan titik kuantum terjepit di antara filem ditampal antara plat panduan cahaya dan panel kristal cair. Permukaan" kaedah.

Sumber: NANOCO, Jabatan Penyelidikan Sekuriti China Galaxy

1. Rancangan reka bentuk syarikat 3M di Amerika Syarikat dan syarikat Nanosys di Jerman

Pada tahun 2012, 3M dan Nanosys bersama-sama mengembangkan sebuah filem quantum dot thickened (QDEF) yang terbuat dari bahan kuantum dot yang dapat memperluas gamut warna paparan. Dengan menggabungkan LED biru dan QDEF, NTSC (National Television Standards Committee) dapat direalisasikan dengan mudah. Gamut warna yang luas dengan nisbah 100% mencapai kekuatan ekspresi warna yang sama dengan EL organik, sedangkan gamut warna standard dari produk asal adalah nisbah NTSC 70%.

QDEF menyebarkan titik kuantum dengan diameter 3nm dan 7nm ke dalam filem nipis, dan kemudian menjepit titik kuantum melalui filem pelindung (dua lapisan filem penghalang oksigen). QDEF terpasang di antara plat panduan cahaya lampu latar dan panel LCD (kaedah &; On-Surface &;), dan sumber lampu latar menggunakan LED biru untuk menggantikan LED putih yang asli. Titik kuantum 3nm mengubah cahaya biru menjadi cahaya hijau di bawah penyinaran LED biru, sementara titik kuantum 3nm mengubah cahaya biru menjadi cahaya merah di bawah penyinaran LED biru, dan mencampurkan dengan sebahagian cahaya biru yang melewati filem untuk mendapatkan cahaya putih . Berbanding dengan LED putih asli dengan ciri panjang gelombang yang stabil, gabungan LED biru dan QDEF dapat menghasilkan sumber cahaya merah, hijau dan biru dengan puncak tajam, yang dapat meningkatkan ketepatan warna LCD dengan berkesan. Berbanding dengan teknologi gamut warna tinggi tradisional, teknologi titik kuantum dapat meningkatkan gamut warna LCD sebanyak 30% tanpa meningkatkan ketebalan filem CF. Sebaliknya, ia juga dapat meningkatkan kecerahan lampu latar dan menjimatkan tenaga.

Sumber: Nanosys, Jabatan Penyelidikan Sekuriti China Galaxy

2. Rancangan reka bentuk syarikat QDVision di Amerika Syarikat

QDVision percaya bahawa bahan mentah titik kuantum dapat digunakan dalam paparan kristal cair dengan skala pasaran yang besar, dan mempromosikan" warna yang lebih terang" TV LCD kuantum dot. Mengambil TV 42 inci sebagai contoh, kira-kira 100 tan bahan kuantum titik diperlukan setiap tahun. Untuk mengatasi kenaikan pasaran yang pesat, kaedah yang berkesan adalah memasang bahan titik kuantum di pintu masuk plat panduan cahaya (& quot; On-Edge" method) dan bukannya lampu plat panduan dan panel LCD. Di antara (& quot; On-Surface" method), jumlah bahan titik kuantum yang digunakan dalam kaedah ini hanya 1/50 dari itu ketika menggunakan metode On-Surface, dan tiub kaca yang murah dan stabil dapat digunakan untuk merangkum bahan titik kuantum. Kelebihan kos yang besar. Di samping itu, walaupun" On-Chip" kaedah meletakkan bahan titik kuantum di permukaan cip LED dapat mengurangkan output tahunan hingga satu seperseribu (10kg / tahun), memandangkan penjanaan haba LED," On-Edge" kaedah adalah pilihan terbaik. selamat.

Pada Pameran Elektronik Pengguna Antarabangsa (CES) pada Januari 2013, Sony menunjukkan TV LCD yang dilengkapi dengan bahan optik kuantum titik QDVisions "ColorIQ". TV LCD ini diberi nama "Triluminos" dan nisbah gamut warna NTSC 70% lebih tinggi daripada yang asal. Meningkat hingga 100%, menggunakan teknologi kuantum titik QDVision&# 39, dapat memperoleh kekuatan ekspresi warna yang sama dengan EL organik.

3. Rancangan reka bentuk Nanoco British

Nanoco, pembekal bahan kuantum titik Britain, telah bekerjasama dengan Dow Chemical dalam bidang teknologi bebas kadmium untuk menyebarkan pasar titik kuantum. Pada masa ini, teknologi teras syarikat' pengeluaran" CFQD" (titik kuantum bebas kadmium) yang tidak mengandungi unsur toksik kadmium (Cd) masih terhad kepada beberapa kilogram per tahun, yang tidak mencukupi untuk memenuhi pasaran yang sedang berkembang berpusat pada panel LCD. memerlukan. Untuk mewujudkan sistem pengeluaran berskala besar, syarikat itu menandatangani perjanjian pelesenan eksklusif dengan Dow Chemical. Tujuannya adalah untuk menggunakan kapasiti pengeluaran dan rantaian bekalan Dow Chemical&# 39 dalam bidang kimia untuk mempersiapkan pengembangan pasaran masa depan. Teknologi yang digunakan oleh kedua-dua rakan kongsi tersebut adalah" On-Surface" kaedah di mana bahan lembaran dengan titik kuantum terjepit di antara filem ditampal antara lampu latar dan panel LCD. Memandangkan kestabilan bahan titik kuantum dan ciri-ciri mudah tertanam dalam panel kristal cair, kaedah On-Surface diadopsi untuk memenangkan pasaran.

(2) Teknologi diod pemancar cahaya kuantum

Teknologi diod pemancar cahaya kuantum dot, teknologi QLED, adalah jenis teknologi pembuatan LED baru berdasarkan ciri-ciri elektrolininesensi titik kuantum, dan ini adalah diod pemancar cahaya kuantum dot sebenar. Teknologi lampu latar berasaskan kuantum titik pada dasarnya adalah LCD kuantum dot, iaitu panel kristal kuantum ditambah titik, yang merupakan peningkatan LCD yang ada, bukan QLED dalam arti sebenarnya.

(1) Prinsip asas teknologi QLED

Prinsip quantum dot electroluminescence (EL): Elektroluminesensi QLED umumnya dikaitkan dengan penggabungan suntikan pembawa langsung, pemindahan tenaga resonans Forster, atau gabungan keduanya. Setelah elektron dan lubang disuntik, terdapat dua cara untuk mencapai tahap elektroluminasi: a. Elektron dan lubang disuntik secara langsung ke titik kuantum yang sama untuk merealisasikan pencahayaan pengumpulan semula sinaran pada titik kuantum; b. Suntikan elektron dan lubang dalam bahan organik. Lubang membentuk exciton, dan kemudian memindahkan tenaga ke titik kuantum dalam bentuk pemindahan tenaga resonans Forster. Exciton, pasangan lubang elektron, dihasilkan dalam titik kuantum, dan akhirnya pasangan lubang elektron bergabung kembali untuk memancarkan foton. Kedua pendekatan ini wujud pada masa yang sama, yang dapat memaksimumkan kecekapan bercahaya QLED.

(2) Empat jenis struktur asas QLED

Sejak QLED yang didorong oleh elektro diciptakan pada tahun 1994, peranti ini telah mengalami empat perkembangan dan perubahan struktur, dan kecerahan dan kecekapan kuantum luarannya telah bertambah baik.

1. TypeI: gunakan polimer sebagai lapisan pengangkutan cas

Struktur ini menggunakan polimer sebagai lapisan pengangkutan pembawa dan merupakan struktur peranti QLED yang paling awal. Struktur peranti khasnya terdiri daripada titik-titik kuantum nuklear murni CdSe dan lapisan ganda polimer atau campuran keduanya, terjepit di antara dua elektrod. Struktur ini menggunakan CdSe teras tulen dengan hasil kuantum rendah, dan terdapat parasit elektroluminesen yang jelas dalam polimer, sehingga peranti ini mempunyai kecekapan kuantum luaran (EOE) yang lebih rendah dan kecerahan maksimum yang lebih kecil.

2. TypeII: Gunakan molekul kecil organik sebagai lapisan pengangkutan cas

Pada tahun 2002, Coe et al. mencadangkan struktur peranti QLED Jenis II yang menggabungkan titik kuantum lapisan tunggal dan OLED lapisan dua, menggunakan bahan molekul kecil organik sebagai lapisan pengangkutan pembawa. Struktur ini memungkinkan penambahan lapisan titik kuantum tunggal berdasarkan OLED untuk memisahkan proses pengangkutan pembawa dan proses pemancar cahaya melalui lapisan organik, sehingga meningkatkan kecekapan kuantum luaran OLED.

Menggabungkan struktur OLED dengan satu lapisan titik kuantum membolehkan orang ramai melihat harapan untuk meningkatkan kecekapan QLED. Peranti berstruktur ini tidak hanya memiliki semua kelebihan OLED, tetapi juga dapat meningkatkan kemurnian spektrum peranti dan mewujudkan penyesuaian warna bercahaya. Walau bagaimanapun, penggunaan lapisan organik menyebabkan penurunan kestabilan peranti di udara. Seperti OLED tradisional, QLED dengan struktur ini perlu dikemas, yang meningkatkan kos pengeluaran dan menghadkan fleksibiliti. Selain itu, penebat bahan semikonduktor organik itu sendiri menghadkan pengoptimuman lebih lanjut mengenai ketumpatan arus peranti, yang seterusnya menghadkan kecerahan pemancar cahaya peranti, dan spektrum pemancar cahaya yang luas dari bahan semikonduktor organik tidak kondusif untuk mengoptimumkan kesucian warna peranti.

3. TypeIII: Semua lapisan pengangkutan pembawa bukan organik

Berbanding dengan jenis struktur TypeII, jenis struktur ini menggantikan lapisan pengangkutan pembawa organik dengan lapisan pengangkutan pembawa bukan organik. Ini sangat meningkatkan kestabilan peranti di udara dan membolehkan peranti menahan ketumpatan arus yang lebih tinggi. Caruge et al. menggunakan kaedah sputtering untuk menyediakan QLED semua-anorganik dengan zink timah oksida dan nikel oksida sebagai lapisan pengangkutan elektron dan lubang. Ketumpatan arus maksimum yang dapat ditahan oleh peranti mencapai 4Acm-2, tetapi kecekapan kuantum luaran kurang dari 0.1%. Kecekapan peranti yang rendah disebabkan oleh pemusnahan titik-titik kuantum semasa pemancaran lapisan oksida, ketidakseimbangan suntikan pembawa, dan pendinginan pendarfluor titik kuantum yang dihasilkan ketika titik-titik kuantum dikelilingi oleh oksida logam konduktif.

4. TypeIV: Lapisan pengangkutan lubang organik dicampurkan dengan lapisan pengangkutan elektron bukan organik

Jenis struktur TypeIV menggunakan lapisan pengangkutan pembawa campuran organik dan bukan organik untuk membuat peranti QLED. Strukturnya umumnya menggunakan semikonduktor oksida logam anorganik jenis N sebagai lapisan pengangkutan elektron dan semikonduktor organik jenis P sebagai lapisan pengangkutan lubang. QLED struktur hibrid mempunyai kecekapan kuantum luaran yang tinggi dan kecerahan tinggi pada masa yang sama. Antaranya, Qian et al. melaporkan bahawa kecekapan kuantum luaran adalah 1.7%, 1.8%, 0.22%, dan kecerahan maksimum adalah 31000cdm-2, 68000cdm-2, 4200cdm-2 struktur campuran merah, hijau, dan biru QLED.

Baru-baru ini, paparan warna QD-LED 4 inci telah dikembangkan menggunakan struktur hibrid Jenis IV. Dengan menggunakan teknologi percetakan kontak mikro, resolusi paparan warna QLED yang larut mencapai 1000 ppi (ukuran piksel adalah 25 μm).

Berbanding dengan jenis struktur TypeII, ketebalan filem titik kuantum yang digunakan dalam jenis struktur TypeIII dan TypeIV melebihi satu lapisan hingga 50nm. Oleh itu, mekanisme kerja jenis struktur TypeIV lebih memfokuskan pada mekanisme suntikan pembawa dan bukannya mekanisme pemindahan tenaga Forster.

(3) Kaedah penyediaan peranti QLED

Dalam kaedah penyediaan peranti QLED, teknologi penyediaan yang telah berjaya dibuktikan termasuk teknologi pemisahan fasa, teknologi inkjet dan teknologi pemindahan.

1. Teknologi pemisahan fasa

Teknologi pemisahan fasa dapat menyediakan titik-titik kuantum monolayer koloid yang diperintahkan dengan luas. Filem titik kuantum boleh dibuat dari larutan campuran kuantum titik bahan aromatik organik dan bahan alifatik dengan menggunakan kaedah pelapisan putaran. Semasa pengeringan pelarut, dua bahan yang berbeza dipisahkan untuk membentuk titik kuantum lapisan tunggal yang dikehendaki di permukaan semikonduktor organik. Kaedah ini boleh dipercayai, fleksibel, dan dapat dikawal dengan tepat pada masa yang sama dengan kebolehulangan yang baik. Kepekatan larutan, nisbah larutan, taburan ukuran titik kuantum, dan bentuk titik kuantum semuanya mempengaruhi struktur filem. Mengawal faktor-faktor ini dengan baik dapat memperoleh QLED dengan kecekapan tinggi dan tepu warna yang tinggi. Namun, kerana kaedah ini menggunakan lapisan putaran, ia hanya dapat menghasilkan skrin paparan monokromatik.

2. Teknologi Inkjet

Untuk paparan warna penuh, diharapkan dapat mencari proses penyediaan yang dapat menghasilkan corak titik kuantum lapisan tunggal tanpa meletakkan lebih banyak keperluan pada struktur bahan dan peranti. Proses inkjet adalah teknologi penyediaan yang memenuhi syarat-syarat ini. Teknologi Inkjet adalah menggunakan muncung cetakan tahap mikron untuk menyemburkan" ink" yang telah disiapkan; dengan fungsi khas pada

Unit piksel terbentuk pada substrat ITO berpola. Penggunaan kaedah penyemprotan dapat dengan tepat mengendalikan jumlah dan posisi pengedaran atas permintaan, yang dapat mengurangi biaya produksi, dan juga dapat mewujudkan luas dan ukuran layar yang besar.

3. Memindahkan teknologi

Teknologi pemindahan adalah terlebih dahulu melapisi larutan titik kuantum pada plat silikon, kemudian menguap, dan kemudian menekan bahagian yang menonjol ke dalam lapisan titik kuantum, mengeluarkan lapisan permukaan dan memindahkannya ke substrat kaca atau substrat plastik. Proses ini mencapai pemindahan sub-titik paling banyak ke substrat.

(4) Masalah utama QLED semasa

1. Kos penyediaan

Kos pembuatan peranti QLED dapat dibahagikan secara kasar kepada kos bahan mentah dan kos pembuatan memproses bahan tersebut. Oleh kerana QLED pada masa ini menggunakan teknologi pemprosesan filem tipis kotak alat yang serupa, seperti percetakan inkjet dan mikro-kontak, kuantifikasi penyejatan haba dan sputtering, dan lain-lain, walaupun QLED mempunyai kos yang jauh lebih rendah daripada OLED dari segi struktur dan teknologi pembuatan, mereka memerlukan tinggi -meminta persekitaran pembuatan. Masih ada jarak antara ia dan pengkomersialan.

2. Hayat perkhidmatan

Pada masa ini, jangka hayat peranti QLED pada kecerahan video terendah (100cd / m2) hanya 100-1000 jam, yang jauh lebih rendah daripada jangka hayat yang diperlukan oleh paparan (lebih dari 10,000 jam). Oleh kerana kurangnya kajian teori yang mendalam pada masa ini, mungkin terdapat banyak faktor yang menyebabkan jangka hayat peranti ini pendek. Oleh kerana peranti QLED berkembang berdasarkan OLED hingga tahap tertentu, ketidakstabilan bahan organik yang wujud sebagai lapisan pengangkutan cas QLED mungkin menjadi sebab jangka hayat peranti mereka yang pendek. Atas dasar ini, peningkatan kestabilan bahan organik dalam peranti telah menjadi petunjuk penyelidikan untuk meningkatkan jangka hayat QLED.

Ketiga, penerapan LED kuantum dot

Quantum dot LED terutamanya mempunyai dua arah aplikasi: satu adalah LCD kuantum dot menggunakan teknologi lampu latar kuantum, dan yang lain adalah diod pemancar cahaya kuantum QLED. Dalam dua arah aplikasi ini, penerapan quantum dot LCD relatif sederhana dan matang, dan beberapa produk telah muncul, sementara QLED masih dalam pengembangan dan peningkatan yang berterusan.

(1) Kelebihan aplikasi LED kuantum dot

Oleh kerana LED kuantum titik menggunakan bahan titik kuantum, secara semula jadi mereka mempunyai banyak kelebihan berbanding bahan pendarfluor organik.

(2) Gambaran keseluruhan pengembangan aplikasi LED kuantum dot

(1) Pada tahun 2010

LG menunjukkan jenis panel baru di Persidangan Maklumat Paparan Antarabangsa SID. Panel menggunakan LED titik kuantum sebagai sumber cahaya latar belakangnya. Ketulenan warna panel LCD akan ditingkatkan lagi, sehingga memperluas gamut warna paparan panel sebanyak 30%.

(2) 2011

NanoPhotonica, pengembang bahan canggih, telah membuat terobosan besar dan layak dalam teknologi paparan LED kuantum dot, yang akan segera digunakan dalam pengeluaran besar-besaran paparan. Paparan yang dihasilkan dengan teknologi NanoPhotonica-QLED akan mempunyai kualiti gambar yang lebih baik, sementara penggunaan kuasa akan dikurangkan sebanyak 30%, harga akan dikurangkan sebanyak 75%, dan jangka hayat perkhidmatan akan dua kali lipat. Ini memiliki berbagai kegunaan dan dapat digunakan dalam paparan berbagai ukuran. Di sebalik pelbagai penggunaan adalah teknologi percetakan inkjet yang menjimatkan dan tidak memerlukan penyejatan vakum.

Samsung Electronics menggunakan lapisan organik dan lapisan anorganik sebagai lapisan pengangkutan elektron dan lubang dari lapisan pemancar cahaya kuantum dot, masing-masing, untuk membuat diod pemancar cahaya kuantum dot. Dengan membuat corak filem quantum dot dengan kaedah pemindahan, Samsung Electronics telah menghasilkan prototaip peranti paparan QLED matriks aktif penuh warna 4-inci.

QDVision menunjukkan paparan LED kuantum dot warna penuh 4 inci pada SID. Kualiti gambar dan kecekapan paparan telah mencapai tahap OLED yang ada. QDVision menjangka akan menghasilkan pengeluaran besar-besaran paparan LED kuantum dot dalam 3-5 tahun.

Nanosys menunjukkan teknologi QDEF filem peningkatan titik kuantum di SID pada tahun 2011. Teknologi ini menambah filem peningkatan titik kuantum antara unit lampu latar paparan LCD dan modul paparan, yang dapat meningkatkan gamut warna paparan LCD yang ada sebanyak 50%. %, mencapai tahap gamut warna dengan OLED.

Pada tahun 2011, Nanosys mengembangkan TV LCD HD penuh 47 inci dengan gamut warna 80% NTSC menggunakan filem pemancar cahaya kuantum dot eksitasi LED biru sebagai sumber cahaya latar.

(3) 2013

Pada bulan Jun 2013, Sony melancarkan model TV LCD kelas atas yang menggunakan teknologi quantum dot pada lampu latar. Pada bulan Oktober tahun yang sama, Amazon melancarkan komputer tablet yang menggunakan titik kuantum di lampu latar LCD.

(4) 2014

Pada bulan April, VS2457sml ViewSonic, jenama teknologi global terkemuka di Amerika Syarikat, merupakan wakil teknologi quantum dot. Dengan teknologi paparan titik kuantum, jumlah warna yang dapat ditampilkan dapat ditingkatkan lebih jauh, dan gamut warna paparan panel dapat ditingkatkan menjadi 99% AdobeRGB, LCD Kemurnian warna panel juga telah ditingkatkan, dan kualiti gambar telah ditingkatkan, dengan itu memberikan pengguna paparan warna yang profesional dan sangat realistik.

Pada bulan September, Samsung Electronics, LGE dan TCL semuanya mempamerkan TV LCD menggunakan teknologi lampu latar kuantum untuk pertama kalinya di International Consumer Electronics Show (IFA) di Berlin. Antaranya, Samsung Electronics akan menghasilkan TV QDLCD secara besar-besaran pada suku pertama tahun depan. SDC akan menyediakan Opencell. Kumpulan produk yang pertama akan berukuran 55 inci dan 66 inci, dan akan diletakkan di pasaran kelas atas.

TCL akan menggunakan panel UHD Huaxing 55-inci dan 3MQDEF, dengan gamut warna 105%, dan merancang untuk menghasilkannya pada awal tahun 2014. LGE juga telah bekerjasama dengan QDvision untuk mengembangkan teknologi lampu latar kuantum dan merancang untuk melancarkan TV QDLCD, tetapi strategi produknya pada tahun 2015 masih akan menumpukan pada produk OLED. Sony juga mempunyai rancangan untuk melancarkan produk TV QDLCD lebih dari 55 inci.

Pada awal tahun 2014, Pejabat Paten dan Tanda Dagangan Amerika Syarikat meluluskan paten yang disebut" Quantum Dot Enhanced Display with Dichroic Filter" difailkan oleh Apple pada tahun 2012. Paten tersebut memperincikan teknologi kuantum dot dan bagaimana teknologi ini diterapkan dalam Pada peranti mudah alih seperti iPhone.

(5) 2015

Samsung dengan bersungguh-sungguh mempromosikan quot&baru; SUHDTV" siri di Pameran Elektronik CES2015, menonjolkan kelebihannya dalam kecerahan, pembiakan warna, dan persembahan terperinci, yang juga berbeza dengan TV UHD (Ultra HD) biasa. Tetapi pada dasarnya, SUHD juga didasarkan pada teknologi titik kuantum, tetapi Samsung telah mengoptimumkan mesin pemprosesan nanokristal dan gambar, yang kelihatan lebih baik daripada TV lampu latar 4KLED sebelumnya.

Pada CES2015, TCL Group juga mengadakan persidangan promosi produk baru di pameran itu, dan melancarkan TV H9700 quantum dot pertama China&# 39 untuk pasaran Amerika Utara, yang menjadi sorotan pameran CES 2015 di Amerika Syarikat .

(6) 2016

Pada pameran IFA 2016, Samsung mempamerkan pelbagai TV skrin besar baru. Quantum dot TV berdasarkan SUHD telah mengejutkan setengah langit - di samping 19 TV quantum dot baru yang meliputi 43 inci hingga 88 inci, Samsung juga Melancarkan paparan permainan melengkung kuantum dot pertama.

Pada bulan September, TCL melancarkan barisan produk musim luruh yang penting, melancarkan sub-jenama mewah" Chuangyi" (Nama bahasa Inggeris" Xess"), dan TV kuantum dotnya, komputer tablet, telefon bimbit dan produk terminal lain, di antaranya kuantum TV X2 digunakan sebagai produk unggulan yang diharapkan dijangka secara rasmi dilancarkan di pasaran dalam tiga bulan.

(3) Analisis pasaran aplikasi Quantum dot LED

Pasaran aplikasi LED kuantum dot dibahagikan kepada QLED dan LCD kuantum dot. Oleh kerana pengkomersialan QLED tidak cukup matang, pasaran aplikasi kuantum dot LED semasa pada dasarnya diduduki oleh LCD kuantum dot.

(1) Ramalan pasaran aplikasi QLED global

Walaupun sekarang semua mata tertuju pada LCD quantum dot, QLED adalah diod pemancar cahaya kuantum dot sebenar, yang diharapkan dapat menjadi generasi teknologi paparan OLED yang akan datang. Menurut ramalan IDTechExResearch yang berpandangan ke depan, ukuran pasaran QLED dapat mencapai 11,2 miliar dolar AS pada tahun 2026, dan ukuran pasar bidang paparan adalah 9,6 miliar dolar AS, menyumbang sekitar 85%.

Gambar 26: Ramalan skala pasaran aplikasi QLED

(2) Ramalan Pasaran Aplikasi Global Quantum Dot LCD

Teknologi paparan kuantum telah wujud sejak tahun 1990-an, tetapi baru-baru ini menjadi popular di pasaran TV. Panel LCD telah dikembangkan selama beberapa dekad, dan peningkatan utama terletak pada pengembangan teknologi lampu latar. Lampu latar LED kini telah menjadi arus perdana dan mempunyai kesan paparan yang lebih baik daripada lampu latar pendarfluor katod sejuk tradisional. Tetapi jelas lampu latar LED bukanlah ubat mujarab. Yang disebut" WhiteLED" mempunyai spektrum yang sangat luas. Oleh itu, untuk menampilkan warna merah, hijau, dan biru yang lebih tepu, diperlukan teknologi peredupan yang lebih tepat, dan terdapat juga beberapa halangan. OLED bercahaya sendiri mempunyai kesan pembiakan warna yang lebih baik, tetapi biayanya sangat tinggi, penerimaan pasaran rendah, dan pengeluaran besar-besaran dalam skala besar sangat tidak realistik. Titik kuantum adalah teknologi paparan yang lebih cekap dalam teknologi paparan kristal cecair. Titik kuantum dapat mengubah sumber cahaya biru tulen menjadi merah dan hijau, menekan warna cor, dan mencapai output yang lebih seimbang dari ketiga warna utama. Pada masa yang sama, penggunaan dan kosnya juga lebih rendah daripada OLED. Memandangkan teknologi titik kuantum dapat menghasilkan kecekapan tenaga dan prestasi warna yang lebih tinggi, sementara juga mengurangkan kos, LCD kuantum dot akan segera menjadi pilihan paling popular di pasar TV kelas atas.

Ukuran pasaran LCD quantum dot pada tahun 2015 adalah 77.6 juta dolar AS, dan diharapkan pasaran akan mencapai 477 juta dolar AS pada tahun 2020, peningkatan tahun ke tahun sebanyak 515%. Ini dapat dilihat bahawa ukuran pasaran LCD kuantum dot akan menunjukkan pertumbuhan yang meletup dalam lima tahun ke depan, dengan potensi besar.

Gambar 27: Ramalan saiz pasaran LCD Quantum

Quantum dot LCD mempunyai tiga bentuk pembungkusan: On-Surface, On-Edge dan On-Chip. Pada masa ini, dua kaedah pertama adalah bentuk pembungkusan utama kuantum LCD dot. Pada tahun 2015, ukuran pasaran LCD kuantum dot yang dibungkus dalam bentuk On-Surface dan bentuk On-Edge masing-masing AS $ 69,5 juta dan US $ 8,1 juta, dan ukuran pasaran dijangka AS $ 425,4 juta dan US $ 16,1 juta pada tahun 2020, masing-masing. Saiz pasaran format On-Surface meningkat dari tahun ke tahun, dan ukuran pasaran format On-Edge pada tahun 2018 dijangka mencapai 20,2 juta dolar AS, diikuti oleh tren penurunan. LCD kuantum yang dibungkus dalam format On-Chip dijangka mempunyai ukuran pasaran 7 juta dolar AS pada tahun 2018 dan mencapai 3570 dolar AS pada tahun 2020, yang akan melebihi ukuran pakej format On-Edge. Pembungkusan permukaan adalah pilihan utama untuk LCD kuantum titik. Bahagian pasaran pada tahun 2015 adalah 89.6%, dan dijangka menyumbang 89.1% pada tahun 2020.

Oleh kerana prestasi yang sangat baik, LCD kuantum akan digunakan secara meluas dalam paparan televisyen (TV), paparan pemantauan (monitor), paparan komputer notebook (notebook), paparan komputer tablet (tablet) dan paparan telefon bimbit (telefon pintar). Pada tahun 2015, ukuran pasar untuk TV, monitor dan tablet masing-masing adalah 73.5 juta dolar AS, 3.5 juta dolar AS dan 500.000 dolar AS, dan pengiriman masing-masing 1.4 juta, 400.000 dan 100,000 unit. Saiz pasaran dijangka masing-masing menjelang tahun 2020 Untuk 41,3 juta dolar AS, 24,2 juta dolar AS dan 19,3 juta dolar AS, pengiriman adalah 24,5 juta unit, 3,2 juta unit dan 4,7 juta unit. Pada tahun 2016, ukuran pasaran notebook adalah 700,000 dolar AS, dengan penghantaran 100,000 unit. Dianggarkan pada tahun 2020, ukuran pasar akan menjadi 4 juta dolar AS, dengan pengiriman 800.000 unit. Ukuran pasaran untuk telefon pintar pada 2018 adalah 1,1 juta dolar AS, dengan penghantaran 500,000 unit. Dianggarkan pada tahun 2020, ukuran pasar akan menjadi 13.5 juta dolar AS, dengan pengiriman 7.4 juta unit. Quantum dot TV adalah bidang aplikasi utama kuantum LCD dot, merangkumi sekitar 94.8% dari keseluruhan pasaran pada tahun 2015, dan dijangka sekitar 87.2% pada tahun 2020.

Gambar 31: Ramalan penghantaran untuk aplikasi LCD kuantum dot

Dalam lima tahun akan datang, TV quantum dot akan menempati sebahagian besar pasaran untuk aplikasi LCD quantum dot. Pada tahun 2015, penghantaran TV quantum dot 40-49 inci berjumlah 100,000 unit, 50-59 inci 800,000 unit, dan 60-69 inci dihantar. Inci adalah 400,000 unit, dan penghantaran menjelang 2020 dijangka mencapai 8,3 juta unit, 11,9 juta unit dan 3,9 juta unit masing-masing. Dianggarkan bahawa penghantaran TV kuantum dot lebih besar dari 70 inci akan menjadi 100,000 unit pada tahun 2017 dan 400,000 unit pada tahun 2020. 40-60 inci adalah permintaan arus perdana untuk TV kuantum, merangkumi 69.2% daripada jumlah penghantaran pada tahun 2015 dan 82.5 % pada tahun 2020. Sebaliknya, permintaan lebih dari 70 inci adalah kecil.

Gambar 33: Ramalan penghantaran pelbagai saiz TV kuantum dot

4. Pengeluar titik kuantum global utama

Pada masa ini, terdapat sekitar 60 unit di dunia yang melakukan penyelidikan titik kuantum, termasuk perusahaan, universiti, institusi penyelidikan, dan lain-lain. Di antaranya, tiga pengeluar bahan kuantum dot terkemuka di dunia-Nanoco di United Kingdom, QDVision di Amerika Syarikat dan Nanosys di Jerman, secara beransur-ansur Membentuk keadaan berkaki tiga, ketiga syarikat ini hampir memecah belah pasar, dan Hangzhou Nanojing Technology Co., Ltd. adalah satu-satunya perusahaan domestik dengan kemampuan penyelidikan dan pengembangan teknologi kuantum dot.

(1) Syarikat besar kuantum asing

(1) Nanoco, UK

Nanoco British ditubuhkan pada tahun 2001, dan kedudukan pasarannya adalah menjadi pengeluar dan pembekal titik kuantum bebas kadmium (CFQD) yang mesra alam. Ia bekerjasama dengan Dow Chemical di Amerika Syarikat untuk menghasilkan paparan kristal cair menghasilkan percubaan menggunakan titik kuantum bebas kadmium (Cd) pada tahun 2014 Ia ditunjukkan semasa" SID2014" pada 2 Jun dan mengadopsi" On-Surface" borang pakej, tetapi belum ada laporan umum mengenai produk aplikasi. Sebagai tambahan, pengeluaran besar-besaran Samsung dari bahan lampu latar kuantum akan datang terutamanya dari Nanoco dan Dow Chemical. Permodalan pasaran semasa syarikat&adalah $ 196 juta.

Pendapatan operasi dan keuntungan bersih Nanoco&# 39 masing-masing adalah 3.2 juta dolar AS dan 12.9 juta dolar AS. Selama enam tahun berturut-turut, keuntungan bersih adalah negatif dan berkembang, dan mengalami kerugian. Pendapatan operasinya pada tahun 2015 berasal dari tiga bahagian: pendapatan royalti dan lesen, bahan kuantum dan perkhidmatan teknikal, di mana bahan titik kuantum menyumbang 21.9% daripada pendapatan operasinya.

Gambaran keseluruhan perniagaan bahan nano kuantum:

1. Paparan lampu latar: CFQD dapat meningkatkan gamut warna paparan dengan ketara (meningkat 30%) untuk menjadikan gambar lebih hidup, warnanya lebih cantik, dan tidak perlu mengubah mod proses paparan LCD dan LED yang ada, harganya lebih rendah, dan lebih mudah digunakan oleh kebanyakan LCD (LED) Diterima oleh pengeluar. Arahan aplikasi: panel telefon bimbit, komputer tablet, paparan komputer, TV, dll.

2. Pencahayaan: Dengan mengawal ukuran CFQD, suhu warna dan indeks rendering warna cahaya dapat disesuaikan dengan tepat, sehingga dapat memenuhi kebutuhan individu pelanggan untuk cahaya. Di samping itu, kerana kecekapan penukaran fotolistrik CFQD yang lebih baik, penggunaan sumber cahaya LED dapat dikurangkan untuk mencapai lebih banyak tujuan penjimatan tenaga. Arahan aplikasi: Pembungkusan LED, peranti pencahayaan LED, lampu LED, produk pencahayaan LED, dll.

3. Tenaga suria filem tipis: Nanopartikel (CIGS) yang dihasilkan oleh Nanoco mempunyai kecekapan penukaran fotolistrik yang sangat baik. Berbeda dengan kaedah pemprosesan semasa, nanopartikel dapat digunakan untuk menghasilkan sel surya filem tipis dengan kaedah penyelesaian, dan kadar penggunaan bahan mencapai 90%, yang jauh lebih tinggi daripada kaedah penyejatan semasa dan sputtering

Kaedah menembak

4. Bioperubatan: CFQD larut dalam air dan CFQD berfungsi, arahan aplikasi: bioimaging, in vivo dan in vitro in vivo diagnosis.

(2) QDVision, Amerika Syarikat

QDVision Amerika Syarikat ditubuhkan pada tahun 2004 oleh penyelidik dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) yang terkenal di dunia, termasuk Moungi Bawendi, bapa kepada teknologi paparan titik kuantum. Selain memiliki lebih dari 250 paten dan paten yang belum selesai, ia juga telah mendapat kelulusan dari Amerika Syarikat. Banyak anugerah termasuk&terkenal; Anugerah Kimia Hijau Presiden" dikeluarkan oleh Badan Perlindungan Alam Sekitar. Ia bekerjasama dengan Nexxus Lighting dari Amerika Syarikat untuk melancarkan sumber pencahayaan titik kuantum komersial pada tahun 2009. Tiub lampu latar kuantum dot yang dikeluarkan pada tahun 2013 diterapkan pada set TV Sony Corporation di Jepun, dengan menggunakan" On-Edge" kaedah pembungkusan. QDVision mendakwa bahawa output bulanan komponen optik dot kuantum dapat mencapai 1 juta.

QDVision adalah peneraju dalam bidang teknologi paparan titik kuantum. Teknologi paparan kuantum titik ColorIQ menyediakan penyelesaian komponen unik yang membolehkan paparan menghasilkan" gamut penuh" warna. Sejak tahun 2013, syarikat ini telah menjual lebih dari satu juta alat optik ColorIQ dan terus bekerjasama dengan jenama di pasaran TV dan paparan termasuk TCL, Hisense, Philips dan Konka. TV dan paparan Quantum dot menggunakan teknologi ColorIQ mempunyai Ia disenaraikan di China, Jepun dan Eropah.

Teknologi paparan kuantum dot ColorIQ adalah teknologi semikonduktor pemancar cahaya maju yang dikembangkan oleh QDVision. Produk berkaitan diperbuat daripada bahan titik kuantum, yang dapat memancarkan cahaya merah, hijau, dan biru lebar jalur sempit yang sangat suci dan tepu. Melalui penyatuan komponen optik ColorIQ dan teknologi paparan Pelanggan, TV LCD dapat mencapai gamut warna yang lebih luas dan standard NTSC 100%. Arahan aplikasi: TV LCD skrin besar, komputer peribadi, monitor stesen kerja, telefon pintar, medan pencahayaan, dll.

(3) Nanosys, Jerman

Nanosys Jerman ditubuhkan pada tahun 2001 dan merupakan salah satu peneraju teknologi paparan titik kuantum. Syarikat ini mempunyai lebih daripada 300 paten berkaitan paparan dot kuantum. Pada tahun 2012, ia bekerjasama dengan 3M untuk mengembangkan teknologi filem tebal kuantum (QDEF). , Penggunaan teknologi QDEF tidak hanya dapat memperluas gamut warna dari 70% NTSC hingga 100%, tetapi juga meningkatkan kecekapan bercahaya yang dinyatakan oleh nisbah kecerahan panel LCD dengan kekuatan lampu latar sekitar 50%. Ia menggunakan" On-Surface" Borang pakej.

Perniagaan bahan kuantum titik Nanosys terutamanya merangkumi konsentrat titik kuantum dan teknologi QDEF. Syarikat ini kini mempunyai pangkalan pengeluaran terbesar di dunia untuk konsentrat titik kuantum dengan output tahunan 25 tan dan bekalan tahunan sebanyak 6 juta TV kuantum dot 60 inci.

Dengan kemampuan bahan sub-dot, rangkaian produk kuantum titik baru, seperti paip titik kuantum, akan dilancarkan selepas tahun 2015. Syarikat ini telah menjalin kerjasama erat dengan beberapa jenama komputer dan monitor terkenal seperti 3M, Samsung, Sharp dan LG, dan produknya banyak digunakan di komputer tablet, TV, telefon pintar, dll.

(2) Syarikat besar kuantum dalam negeri

(1) Hangzhou Najing Technology Co., Ltd.

Teknologi Najing ditubuhkan pada bulan Ogos 2009. Ia adalah syarikat teknologi tinggi nasional dengan bahan baru semikonduktor kuantum titik sebagai teknologi utamanya. Perniagaan utamanya adalah penyelidikan, pembuatan dan teknologi aplikasi dan pengembangan produk bahan baru kuantum dot. Reka bentuk, sintesis dan pengubahsuaian permukaan dot material&# 39 berada dalam kedudukan terkemuka di dunia, dan ini adalah satu-satunya syarikat domestik yang tersenarai di New Third Board. Ia mempunyai kemampuan penyelidikan saintifik yang kuat dan nilai pasaran semasa adalah 1.63 bilion yuan.

Pendapatan operasi dan keuntungan bersih Teknologi Najing pada tahun 2015 masing-masing adalah 7.31 juta yuan dan -4.9 juta yuan. Keuntungan bersih selama empat tahun berturut-turut adalah negatif, tetapi kerugian dalam tiga tahun terakhir telah menurun. Bahan titik kuantum&syarikat dan aplikasinya berada dalam tempoh pengenalan dan pengesahan pasaran. Walaupun mempunyai kelebihan daya saing teknologi yang tidak dapat diganti, dan produk aplikasinya termasuk tabung kuantum telah memulakan pengeluaran besar-besaran, masih ada kerugian yang berterusan sebelum pendapatan operasi objektif terbentuk. Risiko operasi. Pendapatan operasi pada tahun 2015 berasal dari lima bahagian: produk lampu, bahan cahaya semikonduktor, perkhidmatan teknikal, produk biologi dan produk paparan. Pendapatan operasi masing-masing merangkumi 56.8%, 26.2%, 11.4%, 4.7% dan 1%. Paparkan produk Nisbahnya kecil.

Gambaran keseluruhan perniagaan utama Teknologi Najing&# 39:

1. Bahan kuantum: dibahagikan kepada empat sistem produk-reagen kuantum dot yang mengandungi kadmium, reagen kuantum dot bebas kadmium, nanokristal logam dan nanokristal oksida, yang banyak digunakan dalam alat pemancar cahaya, sel suria, pemangkinan, biomarker dan biomedik Penyelidikan asas dan pengembangan aplikasi dalam bidang lain.

2. Teknologi paparan kuantum dot ColorIn: Produk merangkumi alat penukaran cahaya titik kuantum (Q-LCD) dan filem penukaran cahaya kuantum dot (QLCF), yang banyak digunakan dalam produk terminal seperti TV, monitor, dan telefon bimbit.

3. QLED: Pusat penyelidikan proyek percetakan dan paparan OLED telah didirikan, dan pengembangan industri teknologi percetakan dan paparan QLED sedang dipromosikan secara aktif.

4. Bioperubatan: Menubuhkan anak syarikat milik penuh, Beijing Najing Biotechnology Co., Ltd., yang didedikasikan untuk aplikasi dan promosi titik-titik kuantum dalam bidang sains kehidupan. Produk merangkumi penanda titik kuantum, kit pelabelan titik kuantum, platform pemeriksaan cepat kuantum, dll.

5. Cahaya semula jadi kristal nano: Dengan menggunakan kristal kuantum dot nano eksklusif yang digabungkan dengan teknologi eksitasi jarak jauh global CREE Amerika Syarikat, sebuah alat pemancar cahaya topeng sfera silikon 3D berdasarkan teknologi simulasi spektrum cahaya semula jadi dikembangkan, yang bertindih lebih banyak daripada 95% kawasan cahaya semula jadi dan cahaya yang sihat. Sejauh ini adalah sumber cahaya buatan yang paling dekat dengan cahaya semula jadi.