LED dióda s kvantovými bodmi

1. Čo je LED dióda s kvantovými bodmi?

Quantum dot LED je zariadenie s organickým vyžarovaním svetla s kvantovou bodkou s novou štruktúrou vyrobené kombináciou organických materiálov alebo LED čipov s vysoko účinnými anorganickými nanokryštálmi vyžarujúcimi svetlo. V porovnaní s tradičnými organickými fosformi majú kvantové bodky nastaviteľnú luminiscenčnú vlnovú dĺžku (pokrývajúcu viditeľné a blízke infračervené pásma), vysokú kvantovú účinnosť fluorescencie (môže byť väčšia ako 90%), malú veľkosť častíc, vysokú sýtosť farieb a lacné riešenie pri spracovaní, Vysoká stabilita a ďalšie výhody. Zvlášť stojí za zmienku, že vysoká farebná čistota svetla spôsobuje, že jeho farebný rozsah môže prekročiť štandardný farebný trojuholník HDTV. Preto sa očakáva, že svetelné diódy založené na kvantových bodoch budú použité v ďalšej generácii plochých panelových displejov a osvetlenia.

Charakterizujte fotoelektrické parametre kvantových bodiek:

1. Fotoluminiscenčné spektrum (PL spektrum): Fotoluminiscenčné spektrum odráža vzťah medzi vlnovou dĺžkou vyžarovaného svetla a svetelnou intenzitou. Zo spektra PL je možné získať základné optické informácie, ako je monochromatickosť farby luminiscencie, mechanizmus kompozitnej luminiscencie, veľkosť častíc a rovnomernosť distribúcie kvantových bodiek a vlnová dĺžka vnútornej emisnej špičky. Čím užšia je polovičná šírka fotoluminiscenčného spektra kvantových bodiek, tým lepšia je monochromatickosť svetelnej emisie kvantovej bodky a tým menej defektov a nečistôt zariadenia kombinovaného na vyžarovanie svetla.

2. Absorpčné spektrum viditeľné ultrafialovým žiarením: Absorpčné spektrum ultrafialovo viditeľných kvantových bodiek odráža stupeň absorpcie svetla rôznych vlnových dĺžok kvantovými bodkami. Pásmová medzera kvantových bodiek sa dá vypočítať z polohy píku absorpcie v spektre. Posun medzi prvým absorpčným píkom absorpčného spektra kvantových bodiek a emisným vrcholom fotoluminiscenčného spektra je Stokesov posun. Čím väčší je Stokesov posun, tým slabšia je vlastná absorpcia kvantovej bodky a vyššia je intenzita fluorescencie kvantovej bodky. .

3. Fotoluminiscenčný kvantový výťažok: Fotoluminiscenčný kvantový výťažok roztoku kvantových bodiek sa meria porovnaním s intenzitou fluorescencie štandardnej fluorescenčnej látky (spravidla Rhodamine 6G). Vysoký kvantový výťažok kvantových bodiek môže účinne zlepšiť svetelnú účinnosť zariadenia, ale kvantový výťažok čistých jadrových kvantových bodiek uložených do tenkého filmu bude o 1 až 2 rády nižší ako kvantový výťažok v roztoku. Kvantové bodky majú tiež fenomén samozhášania fluorescencie, ktorý je spôsobený excitónmi v kvantových bodoch s nerovnomerným rozložením veľkostí prostredníctvom prenosu energie Foster na neiluminiscenčné body pre neradiačnú rekombináciu.

Za druhé, aplikačná schéma kvantových bodových LED diód na svetelnom displeji

Kvantové body majú úzke emisné špičky, nastaviteľné emisné vlnové dĺžky, vysokú fluorescenčnú účinnosť a dobrú sýtosť farieb a sú veľmi vhodné pre luminiscenčné materiály pre zobrazovacie zariadenia. Aplikácia kvantových bodových LED v oblasti svetelného displeja zahŕňa predovšetkým dva aspekty: a. Technológia podsvietenia kvantových bodiek založená na fotoluminiscenčných charakteristikách kvantových bodiek (QD-BLU, tj. Fotoindukovaná biela LED dióda s kvantovými bodkami); b. Technológia diód vyžarujúcich svetlo s kvantovým bodom (QLED) s bodovými elektroluminiscenčnými charakteristikami.

(1) Technológia podsvietenia kvantovými bodkami

Technológia podsvietenia kvantových bodiek, konkrétne fotoindukovaná biela LED dióda s kvantovými bodkami, je technológia podsvietenia založená na fotoluminiscenčných charakteristikách kvantových bodiek.

(1) Základné princípy technológie podsvietenia kvantových bodov

Princíp fotoluminiscencie s kvantovými bodkami (PL): vrstva kvantových bodiek získava energiu pod vonkajším zdrojom svetla a elektrón absorbuje energiu excitovaného fotónu na prechod z valenčného pásma do vodivého pásma. Elektróny v spodnej časti vodivého pásu a otvory v hornej časti valenčného pásu môžu produkovať luminiscenciu na strane pásu. Časť elektrónov a dier je zachytená relatívne malou hladinou nečistôt a elektróny a diery zachytené hladinou nečistôt sa môžu priamo rekombinovať, aby vytvorili luminiscenciu. Alebo prechod k hlbším defektom. Emisia na okraji pásma je hlavným mechanizmom luminiscencie zariadenia. Kombinovaná luminiscencia defektov a nečistôt ovplyvní luminiscenciu kvantových bodiek. Existujú zhruba dve implementačné schémy pre LED diódy bieleho svetla s kvantovým bodom indukované čistou farbou:

1. Konverzia farieb

Mechanizmus konverzie farieb má kombinovať modré LED čipy so zelenými a červenými kvantovými bodkami a pripraviť biele LED diódy s kvantovými bodkami. V porovnaní s miešaním farieb na produkciu bieleho svetla vhodne miešajúceho elektroluminiscenciu kvantových bodiek rôznych farieb je konverzia farieb na produkciu bieleho svetla taká, že modré svetlo vyžarované LED čipom je absorbované kvantovými bodkami a prevedené na zelené a červené svetlo . Princíp RGB sa kombinuje so zostávajúcim modrým svetlom a vytvára biele svetlo.

2. Priame biele svetlo

Mechanizmus priameho bieleho svetla znamená, že vo vrstve vyžarujúcej svetlo je iba jeden druh kvantovej bodky vyžarujúcej svetlo, ktorá je excitovaná ultrafialovým svetlom vyžarovaným ultrafialovým LED čipom, aby vyžarovalo svetlo viac ako jednej farby, a potom priamo rekombinuje za vzniku bieleho svetla. Mechanizmus miešania farieb a konverzie farieb na generovanie bieleho svetla zahŕňa problém zmiešania a vyváženia niekoľkých farieb svetla a nesúlad každého farebného svetla vážne ovplyvní kvalitu svetla bieleho svetla LED. Ľudia majú preto veľký záujem používať na polovodičové osvetlenie fosfory, ktoré priamo vyžarujú biele svetlo. Pretože väčšina svetelných emisií kvantových bodiek priameho bieleho svetla zahŕňa povrchové chyby, účinnosť je nízka. Na realizáciu konečnej aplikácie kvantových bodiek priameho bieleho svetla je zlepšenie svetelnej účinnosti kľúčom k výskumu.

(2) Praktická aplikácia technológie podsvietenia kvantových bodov

Aplikácia technológie podsvietenia kvantových bodov v praxi spočíva v kombinovaní modrých LED čipov s materiálmi s kvantovými bodkami, ktoré nahradia biele LED diódy, zdroj svetla na pozadí tradičných panelov z tekutých kryštálov. Výsledné panely z tekutých kryštálov sa nazývajú aj LCD s kvantovými bodkami.

Existujú tri spôsoby zapuzdrenia kvantových bodiek do displejov z tekutých kryštálov. Prvým je&"On-Chip &"; metóda, pri ktorej je materiál s kvantovými bodkami umiestnený priamo na modrý LED čip. Druhým je utesnenie kvantových bodiek v tenkej sklenenej trubici. Metóda „On-Edge“ je nainštalovaná na vstupnom otvore svetla LED na vodiacej doske podsvietenia. Treťou metódou je metóda „On-Edge“, pri ktorej je listový materiál s kvantovými bodkami vložený medzi filmy vložený medzi svetlovodnú dosku a panel z tekutých kryštálov. Povrch" metóda.

Zdroj: NANOCO, oddelenie pre výskum cenných papierov v Číne Galaxy

1. Plán návrhu spoločnosti 3M v USA a spoločnosti Nanosys v Nemecku

V roku 2012 spoločnosti 3M a Nanosys spoločne vyvinuli film zosilnený kvantovými bodkami (QDEF) vyrobený z materiálov s kvantovými bodkami, ktoré môžu výrazne rozšíriť farebný rozsah displeja. Kombináciou modrých LED a QDEF je možné ľahko realizovať NTSC (Národný výbor pre štandardy televízie). Široký farebný gamut s pomerom 100% dosahuje rovnakú silu výrazu farieb ako organický EL, zatiaľ čo štandardný farebný gamut pôvodného produktu je pomer NTSC 70%.

QDEF rozptýli kvantové bodky s priemerom 3 nm a 7 nm do tenkého filmu a potom kvantové body upne cez ochranný film (dve vrstvy kyslíkovej bariérovej fólie). QDEF je pripevnený medzi dosku svetlovodu podsvietenia a panel LCD (metóda &; metóda On-Surface &) a zdroj podsvietenia používa na nahradenie pôvodných bielych diód LED modré diódy LED. 3 nm kvantové body premieňajú modré svetlo na zelené svetlo pri ožarovaní modrých LED diód, zatiaľ čo 7 nm kvantové bodky prevádzajú modré svetlo na červené svetlo pri ožarovaní modrých LED diód a miešajú sa s časťou modrého svetla, ktoré prechádza filmom, aby sa získalo biele svetlo . V porovnaní s pôvodnou bielou LED diódou so stabilnými charakteristikami vlnových dĺžok môže kombinácia modrej LED a QDEF vytvárať zdroje červeného, ​​zeleného a modrého svetla s ostrými špičkami, ktoré môžu účinne zlepšiť sýtosť farieb LCD. V porovnaní s tradičnou technológiou vysokého farebného gamutu môže technológia kvantových bodov zvýšiť farebný rozsah LCD o 30% bez zvýšenia hrúbky filmu CF. Na druhej strane môže tiež zvýšiť jas podsvietenia a ušetriť energiu.

Zdroj: Nanosys, oddelenie pre výskum cenných papierov v Číne

2. Plán návrhu spoločnosti QDVision v USA

Spoločnosť QDVision je presvedčená, že suroviny kvantových bodiek je možné použiť na displejoch z tekutých kryštálov v obrovskom meradle na trhu a propaguje&„živšie farby &“; LCD televízory s kvantovými bodkami. Ak vezmeme ako príklad 42-palcový televízor, každý rok je potrebných asi 100 ton materiálov s kvantovými bodkami. Aby sa vyrovnal s rýchlym vzostupom trhu, je účinnou metódou nainštalovať materiály s kvantovými bodkami na vstup do dosky svetlovodu (metóda &; On-Edge &) namiesto svetla. vodiacu dosku a panel LCD. Medzi metódou (&; On-Surface&") je množstvo materiálu kvantových bodiek použitého pri tejto metóde iba 1/50 množstva pri použití metódy On-Surface a lacné a stabilné sklenené trubice môžu použiť na zapuzdrenie materiálov s kvantovými bodkami. Veľká výhoda nákladov. Navyše, hoci&"On-Chip &"; spôsob umiestnenia materiálov s kvantovými bodkami na povrch LED čipu môže znížiť ročný výkon na jednu desaťtisícku (10 kg/rok), vzhľadom na generovanie tepla LED&„On-Edge &“; metóda je najlepšia voľba. bezpečné.

Na medzinárodnej výstave spotrebnej elektroniky (CES) v januári 2013 spoločnosť Sony predviedla LCD televízor vybavený kvantovým bodovým optickým materiálom QDVisions „ColorIQ“. Tento LCD televízor má názov „Triluminos“ a pomer farebného gamutu NTSC je o 70% vyšší ako pôvodný. Zvýšením na 100%pomocou technológie kvantových bodiek QDVision' môžete získať rovnakú silu výrazu farieb ako organický EL.

3. Návrhový plán spoločnosti British Nanoco

Nanoco, britský dodávateľ materiálov s kvantovými bodkami, spolupracoval so spoločnosťou Dow Chemical v oblasti technológie bez kadmia na nasadení trhu s kvantovými bodkami. V súčasnej dobe je hlavnou technológiou spoločnosti'-výroba&"CFQD &"; (kvantové body bez kadmia), ktoré neobsahujú toxický prvok kadmium (Cd), je stále obmedzené na niekoľko kilogramov ročne, čo nestačí na uspokojenie rastúceho trhu zameraného na LCD panely. potrebovať. Aby sa zaviedol rozsiahly výrobný systém, spoločnosť podpísala exkluzívnu licenčnú zmluvu so spoločnosťou Dow Chemical. Cieľom je využiť výrobnú kapacitu a dodávateľský reťazec spoločnosti Dow Chemical' v chemickej oblasti na prípravu na budúcu expanziu trhu. Technológia, ktorú obaja partneri používajú, je&"On-Surface &"; metóda, pri ktorej sa listový materiál s kvantovými bodkami vloženými medzi filmy vloží medzi podsvietenie a panel LCD. Vzhľadom na stabilitu materiálov s kvantovými bodkami a vlastnosti ľahkého zabudovania do panelov z tekutých kryštálov sa na získanie trhu používa metóda On-Surface.

(2) Technológia diód vyžarujúcich kvantové body

Technológia QLED s diódami vyžarujúcimi kvantové body je nový typ technológie výroby LED založenej na elektroluminiscenčných charakteristikách kvantových bodiek a je to skutočná dióda vyžarujúca svetlo s kvantovými bodkami. Technológia podsvietenia založená na kvantových bodoch je v podstate LCD s kvantovými bodkami, to znamená panel s kvantovými bodmi a tekutými kryštálmi, ktorý je vylepšením existujúceho LCD, nie QLED v pravom zmysle.

(1) Základné princípy technológie QLED

Elektroluminiscenčný princíp kvantovej bodky (EL): Elektroluminiscencia QLED je vo všeobecnosti pripisovaná rekombinácii injekciou priameho nosiča, prenosu energie z Forsterovej rezonancie alebo ich kombinácii. Po injekcii elektrónov a dier existujú dva spôsoby, ako dosiahnuť elektroluminiscenciu: a. Elektróny a otvory sú priamo injektované do tej istej kvantovej bodky, aby sa v kvantovej bodke realizovala luminiscencia rekombinácie žiarenia; b. Vstreknite elektróny a diery do organickej hmoty. Otvory vytvárajú excitóny a potom prenášajú energiu na kvantové body vo forme prenosu energie z Forsterovej rezonancie. V kvantovej bodke je generovaný excitón, pár elektrón-diera, a nakoniec pár elektrón-diera sa rekombinuje, aby emitoval fotón. Tieto dva prístupy existujú súčasne, čo môže maximalizovať svetelnú účinnosť QLED.

(2) Štyri základné typy štruktúr QLED

Odkedy bol v roku 1994 vynájdený QLED s elektrickým pohonom, zariadenie prešlo štyrmi štrukturálnymi vývojmi a zmenami a jeho jas a vonkajšia kvantová účinnosť sa výrazne zlepšili.

1. Typ I: použite polymér ako vrstvu na prenos náboja

Táto štruktúra používa polymér ako transportnú vrstvu nosiča a je prvou štruktúrou zariadenia QLED. Jeho typická štruktúra zariadenia pozostáva z čistých jadrových kvantových bodiek CdSe a dvojitých vrstiev polyméru alebo zo zmesi týchto dvoch, vložených medzi dve elektródy. Táto štruktúra používa CdSe s čistým jadrom s nízkym kvantovým výťažkom a v polyméri je zjavná elektroluminiscenčná parazitácia, takže zariadenie má nižšiu externú kvantovú účinnosť (EOE) a menší maximálny jas.

2. Typ II: Ako vrstvu na prenos náboja použite organické malé molekuly

V roku 2002 Coe a kol. navrhol štruktúru zariadenia QLED typu II kombinujúcu jednovrstvové kvantové bodky a dvojvrstvové OLED s použitím organických materiálov s malými molekulami ako nosnej transportnej vrstvy. Táto štruktúra umožňuje pridanie jednovrstvovej vrstvy kvantových bodiek na základe OLED na oddelenie procesu transportu nosiča a procesu vyžarujúceho svetlo cez organickú vrstvu, čím sa zlepšuje vonkajšia kvantová účinnosť OLED.

Kombinácia štruktúry OLED s jednou vrstvou kvantových bodiek umožňuje ľuďom vidieť nádej na zlepšenie účinnosti QLED. Toto štruktúrované zariadenie má nielen všetky výhody OLED, ale môže tiež zlepšiť spektrálnu čistotu zariadenia a realizovať ladenie svetelnej farby. Použitie organickej vrstvy však vedie k zníženiu stability zariadenia vo vzduchu. Rovnako ako tradičné OLED, QLED s touto štruktúrou je potrebné zabaliť, čo zvyšuje výrobné náklady a obmedzuje flexibilitu. Okrem toho samotná izolácia organického polovodičového materiálu obmedzuje ďalšiu optimalizáciu prúdovej hustoty zariadenia, čo zase obmedzuje jas zariadenia vyžarujúceho svetlo a široké spektrum vyžarujúce svetlo organického polovodičového materiálu nie je prispieva k optimalizácii farebnej čistoty zariadenia.

3. TypIII: Všetka transportná vrstva anorganického nosiča

V porovnaní s typom štruktúry typu II tento typ štruktúry nahrádza transportnú vrstvu organického nosiča anorganickou transportnou vrstvou. To výrazne zlepšuje stabilitu zariadenia vo vzduchu a umožňuje zariadeniu odolávať vyšším prúdovým hustotám. Caruge a kol. použila metódu rozprašovania na prípravu úplne anorganického QLED s oxidom zinočnatým a oxidom nikelnatým ako vrstvami transportu elektrónov a dier. Maximálna prúdová hustota, ktorú zariadenie vydrží, dosahuje 4Acm-2, ale vonkajšia kvantová účinnosť je menšia ako 0,1 %. Nízka účinnosť zariadenia je pripisovaná deštrukcii kvantových bodiek počas rozprašovania vrstvy oxidu, nerovnováhe vstrekovania nosiča a zhášaniu fluorescencie kvantových bodiek generovaného, ​​keď sú kvantové bodky obklopené vodivými oxidmi kovov.

4. Typ IV: Transportná vrstva organických dier sa zmieša s anorganickou vrstvou na prenos elektrónov

Štruktúra typu TypeIV používa na výrobu zariadení QLED organické a anorganické zmiešané transportné vrstvy. Štruktúra vo všeobecnosti používa polovodiče anorganického oxidu kovu typu N ako elektrónovú transportnú vrstvu a organické polovodiče typu P ako transportnú vrstvu dier. QLED hybridnej štruktúry má vysokú externú kvantovú účinnosť a vysoký jas súčasne. Medzi nimi Qian a kol. uviedli, že vonkajšia kvantová účinnosť je 1,7%, 1,8%, 0,22%a maximálny jas je 31000 cdm-2, 68000 cdm-2, 4200 cdm-2 červenej, zelenej a modrej zmiešanej štruktúry QLED.

Nedávno bol pomocou hybridnej štruktúry typu IV vyvinutý 4-palcový farebný displej QD-LED. Použitím technológie mikrokontaktnej tlače dosahuje rozlíšenie solubilizovaného QLED farebného displeja 1 000 ppi (veľkosť pixelov je 25 μm).

V porovnaní s typom štruktúry typu II hrúbka kvantového bodového filmu použitá v typoch štruktúr typu III a typ IV presahuje jednu vrstvu na 50 nm. Preto sa pracovný mechanizmus štruktúrneho typu TypeIV zameriava skôr na mechanizmus vstrekovania nosiča než na mechanizmus prenosu energie Forster.

(3) Spôsob prípravy zariadenia QLED

Medzi metódy prípravy zariadení QLED, ktoré boli úspešne osvedčené, patria technológia fázovej separácie, atramentová technológia a prenosová technológia.

1. Technológia separácie fáz

Technológia fázovej separácie dokáže dobre pripraviť veľkoplošné usporiadané koloidné monovrstvové kvantové bodky. Film s kvantovými bodkami sa môže pripraviť z roztoku organického aromatického materiálu a alifatického materiálu zmiešaného s kvantami bodiek použitím metódy rotačného nanášania. Počas sušenia rozpúšťadlom sa dva rôzne materiály oddelia a vytvoria požadovaný jednovrstvový kvantový bod na povrchu organického polovodiča. Táto metóda je spoľahlivá, flexibilná a dá sa presne ovládať súčasne s dobrou opakovateľnosťou. Koncentrácia roztoku, pomer roztoku, distribúcia veľkosti kvantových bodiek a tvar kvantových bodiek ovplyvňujú štruktúru filmu. Dobrá kontrola týchto faktorov môže získať QLED s vysokou účinnosťou a vysokou sýtosťou farieb. Pretože však táto metóda používa rotačné nanášanie, môže vytvárať iba monochromatické obrazovky.

2. Atramentová technológia

V prípade plnofarebných displejov sa očakáva, že nájde prípravný proces, ktorý môže vytvoriť jednovrstvový vzor kvantových bodiek bez toho, aby boli kladené ďalšie požiadavky na materiály a štruktúry zariadení. Atramentový proces je prípravná technológia, ktorá spĺňa tieto podmienky. Atramentová technológia spočíva v použití tlačových trysiek na úrovni mikrónov na rozprašovanie pripraveného&atramentu &; so špeciálnymi funkciami na

Pixelové jednotky sa vytvárajú na vzorovanom substráte ITO. Použitie metódy striekania môže presne riadiť množstvo a polohu distribúcie na požiadanie, čo môže znížiť výrobné náklady, a tiež môže realizovať veľkoplošný a veľkoplošný displej.

3. Prenosová technológia

Technológia prenosu spočíva v tom, že sa roztok kvantových bodiek najskôr nanesie na silikónovú dosku, potom sa odparí a potom sa vyčnievajúca časť natlačí do vrstvy s kvantovými bodkami, odstráni sa povrchová vrstva a prenesie sa na sklenený alebo plastový substrát. Týmto procesom sa dosiahne najpodrobnejší prenos na substrát.

(4) Hlavné problémy súčasného QLED

1. Náklady na prípravu

Výrobné náklady zariadení QLED je možné zhruba rozdeliť na náklady na suroviny a výrobné náklady na spracovanie týchto materiálov. Pretože QLED v súčasnosti používajú podobné technológie spracovania tenkých vrstiev súboru nástrojov, ako je atramentová a mikrokontaktná tlač, kvantifikácia tepelným odparovaním a rozprašovanie atď., Hoci majú QLED z hľadiska štruktúry a výrobnej technológie oveľa nižšie náklady ako OLED, vyžadujú si -dopyt po výrobnom prostredí. Stále je medzi tým a komercializáciou určitá vzdialenosť.

2. Životnosť

V súčasnej dobe je životnosť zariadení QLED pri najnižšom jase videa (100 cd/m2) iba 100-1 000 hodín, čo je oveľa menej, ako životnosť vyžadovaná displejom (viac ako 10 000 hodín). Vzhľadom na nedostatok súčasného hĺbkového teoretického výskumu môže existovať mnoho faktorov, ktoré spôsobujú krátku životnosť zariadenia. Keďže sa zariadenia QLED do určitej miery vyvíjali na základe OLED, inherentná nestabilita organickej hmoty ako vrstvy QLED na prenos náboja môže byť dôvodom ich krátkej životnosti. Na tomto základe sa zlepšenie stability organických látok v zariadení stalo výskumným smerom na zvýšenie životnosti QLED.

Po tretie, aplikácia LED s kvantovými bodmi

LED diódy s kvantovými bodkami majú hlavne dva aplikačné smery: jeden je LCD s kvantovými bodkami využívajúci technológiu podsvietenia kvantových bodov a druhý je dióda vyžarujúca svetlo s kvantovými bodmi QLED. V týchto dvoch aplikačných smeroch je aplikácia LCD s kvantovými bodmi relatívne jednoduchá a vyspelá a objavilo sa pomerne málo produktov, pričom QLED je stále v neustálom vývoji a zdokonaľovaní.

(1) Aplikačné výhody LED kvantových bodiek

Pretože LED diódy s kvantovými bodmi používajú materiály s kvantovými bodkami, majú prirodzene mnoho výhod oproti organickým fluorescenčným materiálom.

(2) Prehľad vývoja aplikácií LED s kvantovými bodmi

(1) V roku 2010

Spoločnosť LG predviedla nový typ panela na medzinárodnej informačnej konferencii SID. Panel používa ako zdroj svetla na pozadí LED diódy s kvantovými bodmi. Čistota farieb panela LCD sa ďalej zlepší, čím sa rozšíri farebný rozsah displeja panelu o 30%.

(2) 2011

NanoPhotonica, vývojár pokročilých materiálov, urobila zásadný a uskutočniteľný prelom v technológii LED displeja s kvantovými bodkami, ktorá sa čoskoro začne používať v sériovej výrobe displejov. Displeje vyrobené s technológiou NanoPhotonica-QLED budú mať lepšiu kvalitu obrazu, pričom spotreba energie sa zníži o 30%, cena sa zníži o 75%a životnosť sa zdvojnásobí. Má široké spektrum použitia a môže byť použitý v displejoch rôznych veľkostí. Za širokým spektrom použitia stojí nákladovo efektívna technológia atramentovej tlače, ktorá nevyžaduje vákuové odparovanie.

Spoločnosť Samsung Electronics používa organickú vrstvu a anorganickú vrstvu ako vrstvy transportu elektrónov a dier vrstvy vyžarujúcej svetlo kvantových bodiek na výrobu diód vyžarujúcich svetlo kvantových bodiek. Spoločnosť Samsung Electronics vytvorením vzoru kvantového bodového filmu prenosovou metódou vyrobila prototyp 4-palcového plnofarebného aktívneho maticového zobrazovacieho zariadenia QLED.

Spoločnosť QDVision predviedla na SID 4-palcový plnofarebný LED displej s kvantovými bodkami. Obrazová kvalita a efektivita displeja sa dostali na úroveň existujúcich OLED. Spoločnosť QDVision očakáva dosiahnutie sériovej výroby LED displejov s kvantovými bodkami do 3 až 5 rokov.

Nanosys predviedla technológiu QDEF filmu s vylepšením kvantových bodov na SID v roku 2011. Táto technológia pridáva film s vylepšením kvantových bodov medzi jednotku podsvietenia LCD displeja a zobrazovací modul, čo môže zvýšiť farebný gamut existujúceho LCD displeja o 50%. %, dosahujúce úroveň farebného gamutu pomocou OLED.

V roku 2011 spoločnosť Nanosys vyvinula 47-palcový LCD televízor s rozlíšením Full HD s farebným rozsahom 80% NTSC a ako zdroj svetla na pozadí využíva svetlo s excitačným filmom s modrými LED a kvantovými bodkami.

(3) 2013

V júni 2013 spoločnosť Sony uviedla na trh špičkový model LCD televízora, ktorý v protisvetle využíva technológiu kvantových bodov. V októbri toho istého roku Amazon uviedol na trh tabletový počítač, ktorý pri podsvietení LCD používa kvantové body.

(4) 2014

V apríli je VX2457sml spoločnosti ViewSonic, poprednej globálnej technologickej značky v USA, zástupcom technológie kvantových bodiek. Vďaka technológii zobrazovania kvantových bodov je možné ďalej zvýšiť počet farieb, ktoré je možné zobraziť, a zvýšiť farebný rozsah displeja na 99% AdobeRGB, LCD Čistota farieb panela sa tiež výrazne zlepšila a Vylepšila sa kvalita obrazu, čím sa užívateľom predstavil profesionálny a extrémne realistický farebný displej.

V septembri všetky spoločnosti Samsung Electronics, LGE a TCL po prvý raz na Medzinárodnej výstave spotrebnej elektroniky (IFA) v Berlíne vystavili LCD televízory využívajúce technológiu podsvietenia kvantových bodov. Medzi nimi bude spoločnosť Samsung Electronics v prvom štvrťroku budúceho roka sériovo vyrábať televízory QDLCD. SDC poskytne Opencell. Prvá šarža produktov bude mať veľkosť 55 palcov a 66 palcov a bude umiestnená na ultravysokom trhu.

TCL bude používať 55-palcový UHD panel Huaxing a 3MQDEF s farebným gamutom 105%a plánuje jeho sériovú výrobu už koncom roka 2014. LGE taktiež spolupracuje s QDvision na vývoji technológie podsvietenia kvantových bodov a plánuje uviesť na trh televízory QDLCD, ale jeho produktová stratégia v roku 2015 sa bude stále zameriavať na produkty OLED. Spoločnosť Sony má tiež v pláne uviesť na trh televízory QDLCD s uhlopriečkou 55 palcov.

Začiatkom roku 2014 americký patentový a známkový úrad schválil patent s názvom&„Quantum Dot Enhanced Display with Dichroic Filter &“; podala spoločnosť Apple v roku 2012. Patent podrobne popisuje technológiu kvantových bodiek a spôsob, akým sa táto technológia uplatňuje v mobilnom zariadení, akým je iPhone.

(5) 2015

Spoločnosť Samsung energicky propagovala nový&„SUHDTV &“; séria na výstave elektroniky CES2015, ktorá vyzdvihuje jej výhody v oblasti jasu, reprodukcie farieb a prezentácie podrobností, ktoré sa tiež líšia od bežných televízorov s rozlíšením UHD (Ultra HD). SUHD je však v podstate tiež založené na technológii kvantových bodov, ale spoločnosť Samsung optimalizovala nanokryštál a procesor na spracovanie obrazu, ktorý vyzerá lepšie ako predchádzajúca televízia s podsvietením 4KLED.

Na výstave CES2015 usporiadala spoločnosť TCL Group na konferencii aj novú konferenciu o propagácii produktov a uviedla na trh prvý televízny prijímač s kvantovým bodom H9700 v Číne' pre severoamerický trh, ktorý sa stal vrcholom výstavy CES 2015 v USA. .

(6) 2016

Na výstave IFA 2016 spoločnosť Samsung predstavila množstvo nových veľkoplošných televízorov. Televízory s kvantovými bodmi založené na technológii SUHD neprekvapivo obsadili polovicu oblohy-okrem 19 nových televízorov s kvantovými bodkami s uhlopriečkou 43 palcov až 88 palcov spoločnosť Samsung predstavila aj prvý herný displej s krivkami s kvantovými bodkami.

V septembri uviedla spoločnosť TCL na trh dôležitú jesennú produktovú radu, v rámci ktorej uviedla na trh špičkovú značku&"Chuangyi &"; (Anglický názov" Xess"), a jeho televízor s kvantovými bodkami, tabletový počítač, mobilný telefón a ďalšie koncové produkty, z ktorých sa kvantový bodový televízor X2 používa ako dôležité vlajkové výrobky, sa očakáva, že budú oficiálne predstavené uviedol na trh za tri mesiace.

(3) Analýza trhu s kvantovými bodovými LED aplikáciami

Aplikačný trh LED diód s kvantovými bodkami je rozdelený na QLED a LCD s kvantovými bodmi. Pretože komercializácia QLED nie je dostatočne vyspelá, súčasný trh s aplikáciami pre kvantové bodové LED diódy v zásade zaujíma kvantový bodový LCD.

(1) Globálna predpoveď trhu s aplikáciami QLED

Aj keď sú všetky oči teraz na LCD s kvantovými bodkami, QLED je skutočnou diódou vyžarujúcou kvantové body, od ktorej sa očakáva, že sa stane ďalšou generáciou technológie OLED displeja. Podľa výhľadovej prognózy IDTechExResearch môže veľkosť trhu QLED dosiahnuť do roku 2026 11,2 miliardy amerických dolárov a veľkosť zobrazovacieho poľa je 9,6 miliardy amerických dolárov, čo predstavuje asi 85%.

Obrázok 26: Predpoveď rozsahu trhu s aplikáciami QLED

(2) Globálna prognóza trhu s aplikáciami Quantum Dot LCD

Technológia zobrazovania kvantových bodov je k dispozícii od 90. rokov minulého storočia, ale na televíznom trhu sa stala populárnou len nedávno. LCD panely boli vyvíjané desaťročia a hlavné zlepšenie spočíva vo vývoji technológie podsvietenia. LED podsvietenie sa teraz stalo hlavným prúdom a má lepšie zobrazovacie efekty ako tradičné podsvietenie žiariviek so studenou katódou. LED podsvietenie však očividne nie je všeliekom. Takzvaný&"WhiteLED &"; má veľmi široké spektrum. Preto, aby sa zobrazili sýtejšie červené, zelené a modré farby, je potrebná presnejšia technológia stmievania a existujú aj určité prekážky. Samostatne svietiaca OLED má lepší efekt reprodukcie farieb, ale náklady sú veľmi vysoké, akceptácia na trhu je nízka a sériová výroba vo veľkom je veľmi nereálna. Kvantové body sú efektívnejšou zobrazovacou technológiou v technológii zobrazovania z tekutých kryštálov. Kvantové body môžu prevádzať zdroje čistého modrého svetla na červené a zelené, potláčať farebné odtiene a dosiahnuť vyváženejší výstup troch základných farieb. Jeho spotreba energie a náklady sú zároveň nižšie ako OLED. Vzhľadom na to, že technológia kvantových bodov môže priniesť vyššiu energetickú účinnosť a farebný výkon a súčasne znížiť náklady, môže sa kvantový bodový LCD displej čoskoro stať najobľúbenejšou voľbou na trhu špičkových televízorov.

Veľkosť trhu kvantových bodových LCD v roku 2015 bola 77,6 milióna amerických dolárov a očakáva sa, že do roku 2020 veľkosť trhu dosiahne 477 miliónov amerických dolárov, čo je medziročný nárast o 515%. Je vidieť, že veľkosť trhu LCD s kvantovými bodkami bude v nasledujúcich piatich rokoch vykazovať explozívny rast s obrovským potenciálom.

Obrázok 27: Predpoveď veľkosti kvantového LCD trhu

LCD displej Quantum Dot má tri formy balenia: On-Surface, On-Edge a On-Chip. V súčasnej dobe sú prvé dve metódy hlavnými obalovými formami LCD s kvantovými bodkami. V roku 2015 bola trhová veľkosť kvantových bodových LCD displejov zabalených vo forme On-Surface a On-Edge 69,5 milióna USD a 8,1 milióna USD a očakáva sa, že do roku 2020 bude veľkosť trhu 425,4 milióna USD a 16,1 milióna USD, resp. Veľkosť trhu s formátom On-Surface sa z roka na rok zvyšuje a veľkosť trhu s formátom On-Edge v roku 2018 má dosiahnuť 20,2 milióna amerických dolárov, po čom bude nasledovať klesajúci trend. Očakáva sa, že kvantový LCD displej zabalený vo formáte On-Chip bude mať v roku 2018 veľkosť trhu 7 miliónov amerických dolárov a v roku 2020 dosiahne 3 570 amerických dolárov, čo presiahne veľkosť trhu s balíkom formátu On-Edge. Balenie na povrchu je hlavnou voľbou pre LCD displeje s kvantovými bodkami. Trhový podiel v roku 2015 bol 89,6% a v roku 2020 sa očakáva 89,1%.

Kvôli svojmu vynikajúcemu výkonu bude kvantový LCD široko používaný v televíznom displeji (TV), monitorovacom displeji (monitore), displeji prenosného počítača (notebook), displeji tabletového počítača (tablet) a displeji mobilného telefónu (smartphone). V roku 2015 bola veľkosť trhu s televízorom, monitorom a tabletom 73,5 milióna amerických dolárov, 3,5 milióna amerických dolárov a 500 000 amerických dolárov a dodávky predstavovali 1,4 milióna, 400 000 a 100 000 jednotiek. Očakáva sa, že do roku 2020 budú veľkosti trhu. V prípade 41,3 milióna amerických dolárov, 24,2 milióna amerických dolárov a 19,3 milióna amerických dolárov išlo o dodávky 24,5 milióna jednotiek, 3,2 milióna jednotiek a 4,7 milióna jednotiek. V roku 2016 bola trhová veľkosť notebookov 700 000 amerických dolárov so zásielkami 100 000 kusov. Odhaduje sa, že do roku 2020 bude veľkosť trhu 4 milióny amerických dolárov so zásielkami 800 000 kusov. Veľkosť trhu so smartfónmi v roku 2018 bola 1,1 milióna amerických dolárov s dodávkami 500 000 kusov. Odhaduje sa, že do roku 2020 bude veľkosť trhu 13,5 milióna amerických dolárov so zásielkami 7,4 milióna kusov. Quantum Dot TV je hlavnou oblasťou použitia kvantových bodových LCD displejov, ktorá v roku 2015 predstavovala približne 94,8% z celkového trhu a v roku 2020 sa očakáva približne 87,2%.

Obrázok 31: Predpoveď dodávky pre aplikácie s kvantovými bodkami LCD

V nasledujúcich piatich rokoch budú televízory s kvantovými bodmi zaberať väčšinu trhu s aplikáciami LCD s kvantovými bodkami. V roku 2015 boli dodávky 40-49 palcových televízorov s kvantovými bodkami 100 000 jednotiek, 50-59 palcov bolo 800 000 jednotiek a 60-69 palcov bolo dodaných. Palec je 400 000 kusov a očakáva sa, že zásielky do roku 2020 dosiahnu 8,3 milióna jednotiek, 11,9 milióna jednotiek a 3,9 milióna jednotiek. Odhaduje sa, že dodávka televízorov s kvantovými bodkami väčších ako 70 palcov bude 100 000 jednotiek v roku 2017 a 400 000 jednotiek do roku 2020. 40-60 palcov je hlavným dopytom po televízoroch s kvantovými bodkami, čo predstavuje 69,2% z celkového počtu dodávok v roku 2015 a 82,5. % v roku 2020. Naopak, dopyt po viac ako 70 palcoch je malý.

Obrázok 33: Prognóza dodávky rôznych veľkostí televízorov s kvantovými bodkami

4. Hlavní globálni výrobcovia kvantových bodiek

V súčasnosti na svete vykonáva výskum kvantových bodiek asi 60 jednotiek vrátane podnikov, univerzít, výskumných inštitúcií atď. Medzi nimi sú traja poprední svetoví výrobcovia materiálov s kvantovými bodkami-Nanoco v Spojenom kráľovstve, QDVision v USA. a Nanosys v Nemecku, postupne vytvárajú trojnohú situáciu, tieto tri spoločnosti takmer rozdelili trh a Hangzhou Nanojing Technology Co., Ltd. je jediným domácim podnikom s schopnosťami výskumu a vývoja v oblasti kvantových bodiek.

(1) Významné zahraničné spoločnosti zaoberajúce sa kvantovými bodkami

(1) Nanoco, Spojené kráľovstvo

Britské Nanoco bolo založené v roku 2001 a jeho trhovou pozíciou je byť výrobcom a dodávateľom ekologických kvantových bodiek bez kadmia (CFQD). V roku 2014 spolupracovala so spoločnosťou Dow Chemical v USA na skúšobnej výrobe displejov z tekutých kryštálov pomocou kvantových bodiek bez obsahu kadmia (Cd). Bolo to demonštrované počas&„SID2014 &“; 2. júna a prijal&"On-Surface &"; balíkový formulár, ale neexistujú žiadne verejné správy o produktoch aplikácie. Nadchádzajúca sériová výroba materiálov Samsung s podsvietením s kvantovými bodkami navyše pochádza predovšetkým od spoločností Nanoco a Dow Chemical. Aktuálna trhová kapitalizácia spoločnosti' je 196 miliónov dolárov.

Prevádzkový zisk a čistý zisk spoločnosti Nanoco&v roku 2015 bol 3,2 milióna amerických dolárov a 12,9 milióna amerických dolárov. Šesť po sebe nasledujúcich rokov bol čistý zisk záporný a expandoval a bol v strate. Jeho prevádzkový príjem v roku 2015 pochádzal z troch častí: príjmu z licenčných poplatkov a licencií, materiálov kvantových bodiek a technických služieb, z ktorých materiály s kvantovými bodkami predstavovali 21,9% prevádzkového príjmu.

Prehľad obchodu s materiálmi Nanoco Quantum Dot Material:

1. Podsvietenie displeja: CFQD môže výrazne zvýšiť farebný gamut displeja (zvýšenie o 30%), aby bol obraz vernejší, farba je krajšia a nie je potrebné meniť existujúci režim procesu LCD a LED displeja, náklady je nižšia a je jednoduchšie ho používať väčšina LCD (LED) akceptovaných výrobcom. Smer aplikácie: panel mobilného telefónu, tabletový počítač, počítačový displej, televízor atď.

2. Osvetlenie: Ovládaním veľkosti CFQD je možné presne nastaviť teplotu farby a index podania svetla tak, aby vyhovovali individuálnym potrebám zákazníkov v oblasti svetla. Vďaka vynikajúcej účinnosti fotoelektrickej konverzie CFQD je navyše možné obmedziť používanie svetelných zdrojov LED na dosiahnutie energeticky úspornejších účelov. Smer aplikácie: LED obaly, LED osvetľovacie zariadenia, LED žiarovky, LED svetelné produkty atď.

3. Tenkovrstvová slnečná energia: Nanočastice (CIGS) vyrábané spoločnosťou Nanoco majú veľmi dobrú účinnosť fotoelektrickej konverzie. Na rozdiel od súčasných spôsobov spracovania je možné nanočastice použiť na výrobu tenkovrstvových solárnych článkov metódou roztoku a miera využitia materiálu dosahuje 90%, čo je oveľa viac ako súčasná metóda odparovania a rozprašovanie

Spôsob streľby

4. Biomedicína: vo vode rozpustný CFQD a funkčný CFQD, návod na použitie: bioobrazovanie, diagnostika in vivo a in vitro in vivo.

(2) QDVision, USA

USA QDVision založili v roku 2004 vedci zo svetovo presláveného Massachusettského technologického inštitútu (MIT) vrátane Moungi Bawendiho, otca technológie zobrazovania kvantových bodov. Okrem vlastníctva viac ako 250 patentov a patentov čakajúcich na schválenie získala aj súhlasy od USA. Mnoho ocenení vrátane slávnej&„Prezidentskej ceny zelenej chémie &“; vydala agentúra na ochranu životného prostredia. V roku 2009 spolupracovala so spoločnosťou Nexxus Lighting v USA na uvedení komerčného zdroja svetla s kvantovými bodkami. Rúrka podsvietenia s kvantovými bodkami vydaná v roku 2013 bola aplikovaná na televízor spoločnosti Sony Corporation v Japonsku pomocou&„On-Edge“" metóda balenia. QDVision tvrdí, že jeho mesačná produkcia optických komponentov s kvantovými bodkami môže dosiahnuť 1 milión.

QDVision je lídrom v oblasti technológie zobrazovania kvantových bodov. Technológia zobrazovania kvantových bodov ColorIQ poskytuje jedinečné komponentové riešenie, ktoré umožňuje displeju produkovať&„plný gamut &“; farby. Od roku 2013 spoločnosť predala viac ako milión optických zariadení ColorIQ a naďalej spolupracuje so značkami na trhu s televíziou a displejmi vrátane spoločností TCL, Hisense, Philips a Konka. Televízory a displeje s kvantovými bodkami využívajúce technológiu ColorIQ majú uvedené v Číne, Japonsku a Európe.

Technológia zobrazovania kvantových bodov ColorIQ je pokročilá polovodičová technológia vyžarujúca svetlo vyvinutá spoločnosťou QDVision. Súvisiace produkty sú vyrobené z materiálov s kvantovými bodkami, ktoré môžu vyžarovať veľmi čisté a nasýtené úzke šírky pásma červeného, ​​zeleného a modrého svetla. Vďaka integrácii optických komponentov ColorIQ a zobrazovacej technológie zákazníka môžu LCD televízory dosiahnuť širší farebný rozsah a 100% štandard NTSC. Smer aplikácie: veľkoplošný LCD televízor, osobný počítač, monitor pracovnej stanice, chytrý telefón, svetelné pole atď.

(3) Nanosys, Nemecko

German Nanosys bola založená v roku 2001 a je jedným z lídrov v technológii zobrazovania kvantových bodov. Spoločnosť vlastní viac ako 300 patentov týkajúcich sa zobrazovania kvantových bodov. V roku 2012 spolupracovala so spoločnosťou 3M na vývoji technológie hrubého filmu s kvantovými bodkami (QDEF). „Použitie technológie QDEF môže nielen rozšíriť farebný gamut zo 70%NTSC na 100%, ale tiež zvýšiť svetelnú účinnosť vyjadrenú pomerom jasu LCD panelu k výkonu podsvietenia asi o 50%. Prijíma&"On-Surface &"; Balíkový formulár.

Obchod s materiálmi s kvantovými bodkami spoločnosti Nanosys zahŕňa hlavne koncentráty kvantových bodiek a technológiu QDEF. Spoločnosť má v súčasnosti najväčšiu svetovú výrobnú základňu pre koncentráty kvantových bodov s ročnou produkciou 25 ton a ročnou dodávkou 6 miliónov 60-palcových televízorov s kvantovými bodkami.

Vďaka možnosti sub-dot materiálov bude po roku 2015 uvedená na trh séria nových produktov s kvantovými bodkami, ako napríklad potrubia s kvantovými bodkami. Spoločnosť nadviazala úzku spoluprácu s niektorými známymi značkami počítačov a monitorov, ako sú 3M, Samsung, Sharp a LG a jej výrobky sa široko používajú v tabletových počítačoch, televízoroch, inteligentných telefónoch atď.

(2) Významné domáce spoločnosti s kvantovými bodkami

(1) Hangzhou Najing Technology Co., Ltd.

Spoločnosť Najing Technology bola založená v auguste 2009. Je to národný high-tech podnik, ktorého hlavnou technológiou sú polovodičové materiály s kvantovými bodkami. Hlavnou činnosťou spoločnosti je výskum, výrobná a aplikačná technológia a vývoj nových materiálov v kvantových bodkách. Bodový materiál' s návrhom, syntézou a povrchovou úpravou má vedúce postavenie na svete a je jedinou domácou spoločnosťou uvedenou v Novom treťom rade. Má silné kapacity vedeckého výskumu a jeho súčasná trhová hodnota je 1,63 miliardy juanov.

Prevádzkový príjem a čistý zisk spoločnosti Najing Technology v roku 2015 boli 7,31 milióna juanov a -4,9 milióna juanov. Čistý zisk za štyri po sebe nasledujúce roky bol negatívny, ale straty za posledné tri roky sa znižovali. Materiály kvantových bodiek spoločnosti' a ich aplikácie sú v období uvedenia na trh a overovania. Napriek tomu, že má nenahraditeľné technologické konkurenčné výhody a jeho aplikačné produkty vrátane kvantových elektrónok začali s hromadnou výrobou, stále existujú straty, než sa vytvorí objektívny prevádzkový príjem. Operačné riziko. Jeho prevádzkový príjem v roku 2015 pochádzal z piatich častí: svetelné výrobky, polovodičové luminiscenčné materiály, technické služby, biologické výrobky a zobrazovacie produkty. Prevádzkový zisk predstavoval 56,8%, 26,2%, 11,4%, 4,7%a 1%. Zobraziť produkty Tento podiel je malý.

Prehľad hlavnej činnosti spoločnosti Najing Technology':

1. Materiály kvantových bodiek: rozdelené do štyroch produktových systémov-kvantové bodové činidlá obsahujúce kadmium, kvantové bodové činidlá bez obsahu kadmia, kovové nanokryštály a oxidové nanokryštály, ktoré sa široko používajú v zariadeniach vyžarujúcich svetlo, solárnych článkoch, katalýze, biomarkeroch a biomedicíne Základný výskum a vývoj aplikácií v iných oblastiach.

2. Technológia zobrazovania kvantových bodov ColorIn: Produkty zahŕňajú zariadenia na konverziu svetla na kvantové body (Q-LCD) a konverzné fólie na kvantové bodové svetlo (QLCF), ktoré sú široko používané v koncových produktoch, ako sú televízory, monitory a mobilné telefóny.

3. QLED: Bolo zriadené výskumné centrum pre tlač a zobrazovanie OLED a priemyselný rozvoj technológie tlače a zobrazovania QLED sa aktívne podporuje.

4. Biomedicína: Založená stopercentná dcérska spoločnosť Beijing Najing Biotechnology Co., Ltd., ktorá sa zaoberá aplikáciou a propagáciou kvantových bodiek v oblasti vied o živote. Produkty zahŕňajú značky kvantových bodiek, súpravy na označovanie kvantových bodiek, platformy na rýchlu kontrolu kvantových bodiek atď.

5. Prirodzené svetlo nano kryštálov: Pomocou exkluzívneho nanokryštálu kvantových bodiek v kombinácii s globálnou autorizovanou technológiou diaľkového budenia CREE v USA je vyvinuté zariadenie na vyžarovanie svetla so silikónovou 3D sférickou maskou založené na technológii simulácie spektra prirodzeného svetelného spektra, ktoré sa viac prekrýva viac ako 95% prirodzeného svetla a zdravej oblasti viditeľného spektra. Je to zďaleka najbližší zdroj umelého svetla k prirodzenému svetlu.