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(diǎn)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(diǎn)可以發(fā)光。
其原理是透過電流或者光能來刺激量子點(diǎn),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(diǎn)本身的大小決定的。一般來說,6nm的量子點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)則會發(fā)出綠光。
QLED VS OLED
有朋友看到這可能會問了:「那么QLED不就是與OLED差不多嗎?」從不需要LED背光、自發(fā)光這一點(diǎn)上來說,QLED和OLED的確是很相似的,兩者都是通過電流來使單個(gè)像素來發(fā)光以及顯示顏色的。
由于是自發(fā)光,因此理論上QLED與OLED一樣是不需要有LED背光源,因此QLED顯示器可以做得很薄。另外由于QLED可以顯示出非常純正的顏色,以及可以做到與OLED一樣完全關(guān)閉像素來達(dá)到純黑的超高對比度效果,因此QLED顯示器的色域是可以做到非常廣的,甚至理論上可以覆蓋接近全部的BT.2020色域。
并且相對于OLED來說,QLED還有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn),那就是其不易留下影像殘影以及超高亮度。由于用的不是有機(jī)材料,因此其單個(gè)像素不會衰弱得那么快。雖然說OLED屏幕只要不是每天都長時(shí)間在放同一個(gè)靜止畫面的話那么基本上不會出現(xiàn)影像殘留的問題,但是相對于QLED始終還是會有影像殘留的風(fēng)險(xiǎn)在。
同時(shí)也是因?yàn)椴牧蠁栴},OLED屏幕的亮度普遍都不會很高,目前來說1000至1400 nits左右的峰值亮度就已經(jīng)是最高的了。而QLED則亮得多,目前有的QLED電視已經(jīng)可以做到3000 nits的超高亮度了。
QLED路遙遙
但是!有一點(diǎn)很重要的是,剛才所說的那些對比都是QLED在最終形態(tài)下才可以做到的。是的沒錯(cuò),QLED總共有三個(gè)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(gè)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?yàn)镼LED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(shí)現(xiàn)QLED工作方式的方法來把QLED這個(gè)東西撐起來先。
那么,QLED的三個(gè)階段到底是哪幾個(gè)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(shí)總結(jié)起來無非就是三種:量子點(diǎn)強(qiáng)化膜、量子點(diǎn)彩色濾光片以及主動矩陣發(fā)光二極管。
新手村:量子點(diǎn)增強(qiáng)膜
量子點(diǎn)增強(qiáng)膜(Quantum dot Enhancement Film)是QLED的第一個(gè)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(gè)技術(shù)對于實(shí)現(xiàn)QLED是這樣的:既然要實(shí)現(xiàn)QLED依靠電流完全自發(fā)光還是有點(diǎn)難度,而量子點(diǎn)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(gè)外部的光源來為量子點(diǎn)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(gè)階段的做法就是在LED背光源前加上一層量子點(diǎn)強(qiáng)化膜,然后通過LED背光來給膜上的量子點(diǎn)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(diǎn)增強(qiáng)膜后面會是一個(gè)藍(lán)光的LED背光源,這樣可以確保量子點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)增強(qiáng)電視。再之后在2017年時(shí),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(diǎn)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(diǎn)的BT.2020色域。
進(jìn)階版:量子點(diǎn)彩色濾光片
量子點(diǎn)彩色濾光片(Quantum dot Color Converter)目前仍然處于實(shí)驗(yàn)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(gè)。
簡單來說,這項(xiàng)技術(shù)就是以量子點(diǎn)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(diǎn)彩色濾光片的話,這個(gè)問題就會得到很大改善,因?yàn)槭且粤孔狱c(diǎn)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(diǎn)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(xiàng)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?yàn)橄馩LED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(diǎn)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(cuò)的,不過OLED屏幕的造價(jià)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(diǎn)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(jià)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(shí)間也保留了OLED的缺點(diǎn),那就是最高亮度不會很高。
至于QD-Micro LED,這個(gè)嘛……先等Micro LED量產(chǎn)了再說吧。
終極體:主動矩陣量子點(diǎn)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?yàn)樯厦娴膬蓚€(gè)階段量子點(diǎn)都需要借助光能來實(shí)現(xiàn)色彩。
正如這個(gè)階段的名稱以及Nanosys的路線圖所示,AMQLED是透過給量子點(diǎn)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(gè)字:神器。因?yàn)槔碚撋螦MQLED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(diǎn):以更低的成本來達(dá)成上述的優(yōu)勢。
其實(shí)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(shí)間的特點(diǎn)。換言之,用AMQLED來打游戲的體驗(yàn)也會是很好的。
至于實(shí)際應(yīng)用方面,早在2017年時(shí)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(shí)際的產(chǎn)品應(yīng)用,可見AMQLED的實(shí)現(xiàn)難度之大。
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)。
總結(jié):QLED理論上是顯示技術(shù)下一個(gè)巔峰
QLED由于自身的特性,使其可以擁有目前眾多種顯示技術(shù)中最廣闊的色域,以及如OLED般快速的響應(yīng)時(shí)間。不過目前市面上應(yīng)用的QLED技術(shù)都只是最初階的,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒到AMQLED這種可以真正稱為QLED的水平,因此實(shí)際上的效果如果還需要拭目以待。
而在AMQLED到來之前,大家如果想要體驗(yàn)一下QLED顯示器的話,筆者建議還是等一等,等到明年三星(或許)出了QD-OLED屏幕之后再買也不遲。因?yàn)槟壳笆忻嫔系腝LED顯示器雖然色域也都基本達(dá)到了120% sRGB,但是傳統(tǒng)的LCD顯示器也有不少可以達(dá)到這個(gè)水平,所以也沒有很充分的理由要購買目前使用量子點(diǎn)增強(qiáng)膜技術(shù)的QLED顯示器。
至于電視的話倒是可以嘗試一下,因?yàn)槟壳安簧貿(mào)LED電視的亮度都可以輕易地達(dá)到2000 nits以上,對于觀看HDR這種需要高對比度度的內(nèi)容來說也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。