1、LED 技术概念和技术发展2011-31. 什么是 LED 电视? 32. LED 与 LCD 比较 43. 什么是 OLED? 54. OLED 与 LCD LED 比较 65新的发展-QLED 76OLED TV or QLED TV？ 91. 什么是 LED 电视?首先要明确的是，LED(Light Emitting Diode)电视只是 LCD 电视的一种，所不同是 LED 电视用 LED 灯代替 LCD 中普遍使用的CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamps)。LED 电视屏基本上可以分两类，D-LED（Dynamic LED 或 Direct-light
2、 LED）和 E-LED（Edge LED） 。D-LED 屏，也称背光直出屏，是将动态的 RGB 三基色 LED 灯按阵列均匀放置在屏的后面，如右侧上图所示，这种背光方式可以使屏幕实现局部亮度调节，也就是local dimming 功能，这意味着这种类型的屏可以用真正的黑来表现黑色的画面，从而得到非常高的动态对比度。 E-LED 屏，也称背光侧出屏，是将发白光 LED 组成的灯条放置在屏幕的边缘，如右侧下图所示，屏幕和 LED 灯条间用专用的导光板将光线均匀的分布到整个屏幕。E-LED 的背光方式可以使 LED 电视做到很薄，通过导光板将光线散布道屏幕可以使得整个屏幕的色域一致性非常好。还有
3、一种 LED 可以说是介于上面两类背光方式之间，即 Full Array LED，也有简称 A-LED。与 D-LED 类似，它也将 LED 灯按阵列放置在屏的后面，但所有的 LED 等都是同时被控制，不能局部调节亮度，不能实现 Local Dimming。2. LED 与 LCD 比较尽管 LED TV 从本质上讲就是 LCD TV 的一种，但对于 LED backlight LCD 和 CCFL LCD 的比较还是有意义的。对比度和暗场：普通 LCD 的背光强度是不变的，黑色区域的产生是由液晶屏液晶分子的旋转将光线“遮挡住”形成的，对比度差，暗场也不显著。D-LED 背光可以通过关掉相应区
4、域的 LED 灯来形成真正的暗场，从而实现很高对的动态对比度。右侧图片显示的 D-LED 电视与 CCFL LCD TV 相比较的明显优势。目前的 LED TV 的对比度可以达到 2 000 000：1。色彩：Dynamic RGB-LED 的色彩表现力当然是普通 LCD 所无法比拟的，但用白色 LED 灯条做背光的 E-LED 同 LCD 相比差别不大。E-LED 最大的优势在于， E-LED 屏可以做的非常薄。可视角：当视角偏离屏幕中心 30以上时，LCD 的对比度开始变坏，尽管目前的屏在这方面有很大的提高，但液晶屏的可视角仍不如等离子屏。可视角的好坏是由 LCD 面板决定的，所以 LED
5、 在这方面没有什么提高。其它：除了 E-LED 可以做的超薄，在寿命和功耗方面，由于 LED电视面市时间还不足够长，从厂家声明的 30,000 小时的时间看，LCD 的生命周期要更长。功耗方面，总的说来 LED 要节能些。3. 什么是 OLED?OLED：Organic Light Emitting Diode，其发光原理是基于电子磷光（electrophosphorescence） 。OLED 电视的图像显示原理同 LCD 和 LED 电视是完全不同的。LCD 或者 LED 都是通过液晶面板上液晶晶体的旋转来控制背光里一定强度的红、绿或蓝光透过，而形成不同颜色的图像。在 OLED 电视中，可
6、以发出红、绿、蓝不同光线的有机材料被置于两个导电层之间，在导电层之外覆以玻璃或者其他透明的保护层，在电流作用下，导电层分别成为带正电荷的阳极和带负电荷的阴极，能量从负极层流向正极层，激发两个导电层间的有机物发光。OLED 的构造如右图所示，包括以下部分：基底层（Substrate）：由透明的玻璃或者塑料和金属薄片组成，基底层支持整个 OLED 屏。阳极层（Anode）：阳极层是透明的，电流流过时阳极层移走电子，产生空穴。有机材料层（Organic layers）：由有机分子或聚合物构成，包括，传导层（Conducting layer）和发射层（Emissive layer），传导层负责传输阳极
7、的空穴和阴极的电子；发射层是发光层，电流流过发射层，有机材料发出不同颜色和强度的光线。阴极层（Cathode）：依 OLED 的不同类型，阴极层可以是透明的或者不透明的，阴极层负责发射电子。4. OLED 与 LCD LED 比较对比度和黑场：通过 LED 的介绍，LED 并不是如其名称所代表的那样，LED 不是真正意义上的 LED 电视，更准确的叫法应该是LED backlight LCD， LED 和普通 LCD 本质上是一样的，只是采用不同的背光光源。D-LED 发光虽也是通过液晶面板，但它可以按区域关掉 LED 灯实现真正的暗场，从而得到很高的对比度和较好的黑场水平，这一点上与 OLE
8、D 相似。所以除了 Dynamic RGBLED 外，OLED 在对比度和黑场水平上有很大的优势。色彩：LCD 和 LED 色彩是由液晶面板将白色背光中相应成分的三基色光滤出形成的，OLED 可以分别发出红、绿、兰三基色光，所以 OLED 电视能够表现可见光谱中任何一种色彩的光。D-LED 也可以类似 OLED 产生三种基本色彩，但光线最终还是要通过液晶面板滤出形成图像。OLED 用最直接的方式更丰富、更真实的还原色彩，这一点远胜于 LCD 和 LED。可视角：OLED 是主动发光，可以在 170的观看范围内非常清晰的看清每一个像素。LCD 和 LED 在这方面仍有局限。寿命：这是 OLED
9、的重要的缺陷，当前蓝色 LED 大约 10,000-14,000 小时的使用时限，相对应 LCD 和 LED 约 100,000 和 30,000小时平均时间，寿命是 OLED 的非常重大的缺陷。5新的发展-QLED 什么是 QLED?QLED，即 Quantum Dots LED。Quantum Dots，量子点，是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体，晶体中的颗粒直径不足 10 纳米。量子点由锌、镉、硒和硫原子组合而成。量子点有一个与众不同 的特性：当受到电或者光(诸如 LED 产生的光)的刺激时就会发光，其发出的光线颜色由量子点的组成材料和大小、形状所决定。1983 年美国贝尔实
10、验室的科学家首次对其进行了研究，但却“忘了”给它起名字，数年后耶鲁大学的物理学家马克里德将这种半导体微块正式命名为“量子点”并沿用至今。根据特性，量子点的应用可以分为两类：光致发光（photoluminescence）和电致发光（Electroluminescence）。光致发光主要用于在照明领域。目前 LED 受到照明领域的热捧，LED 实现了电光的直接转换，具有功耗低、高亮度、色彩艳丽、抗振动、寿命长的特性，但目前市面上能发白光的 LED 实际的光源颜色却是蓝色的，由蓝变白需要借助一种由名为钇铝石榴子石（YAG）的物质制成的荧光体涂层，YAG 荧光体能够吸收部分蓝光，将它们转换为黄光，当黄
11、光和蓝光混合后便可产生一种新的光色，其颜色在肉眼看来非常接近白色。但是与天然光线相比，这种混合色中缺乏红色光谱，这使得照明用的 LED 灯光看起来冰冷而刺眼，部分荧光灯也有此弊病。抛开造价高的因素，从某种意义上说，光线不够柔和也阻碍了 LED 灯走入家庭、大规模商用的进程。在美国国防部和能源部的财政支持下，QD Vision 在 LED 的基础上，采用纳米技术研制出了更加高效节能的量子点 LED 灯，在继承LED 灯诸多优点的同时，它还拥有两个突出特点：首先是实现了光线颜色的可控，使得冷冰冰的 LED 光线变得更加柔和；更重要的是，由于能够将 LED 的基色 100%转化为白光，量子 LED
12、灯变得更加高效和节能。据报道 QD Vision 已经推出了供家庭和办公室使用的商用量子点 LED 灯。电致发光：电致发光应用在显示器中，为了让量子点在显示屏中用作主要部分，晶体需要被电子而不是光子激发。目前从事这方面研究的主要有美国 QD Vision 公司，韩国 LG 显示器公司，比利时化学品公司 Solvay，美国 Nanosys 公司。据报道，LG 与美国 QD Vision 公司近日宣布，他们将联合开发基于量子点LED（QLED）纳米技术的有源矩阵（Active Matrix）显示屏，QLED量子点显示屏的每个彩色量子点像素的开启和关闭都要使用一个薄膜晶体管。相比目前屏幕，新显示屏在
13、提高亮度和画面鲜艳度的同时还降低了功耗。QD Vision 将提供量子点技术，LG 则负责实际产品的生产。位于美国硅谷的 Nanosys 公司也在研发相关新产品，其产品中的一个液晶显示屏背光灯上有很多量子点，以提高能效和色质。QD Vision 公司同时与 Solvay 合作，建立了一个印制 QLED 显示屏的平台。三星电子研发出了全球第一款 4 英寸全彩色量子点（quantum dots）显示屏 QLED，称这种新型的显示屏比现行的 LCD 出色，也比三星正在使用的 OLED 更加优良，并表示将于三年后进行商用。6LED、OLED TV or QLED TV？LCD LED vs OLED
14、QLED：不同于 LCD 和 LED，OLED 和 QLED 都是自发光器件，不需要后背光模块，所以 OLED TV 和 QLED TV 可以更加轻薄，在色彩、功耗、显示效果等很多方面优势非常明显，甚至可以说有质的提高。在制造成本上 OLED 和 QLED 也具有很强的优势。显然 OLED 或者 QLED 应该是未来的发展方向。但目前阶段，作为新的材料和技术它们也都还有些重要的缺陷和具体应用上的技术问题需要解决。寿命是 OLED 和 QLED 都存在的重大缺陷。OLED 使用的是有机材料，OLED 屏的寿命目前约是 10,000-14,000 小时。对于 QLED，得益于化学和工程上的调整，Q
15、D Vision 公司在提高电致发光量子点的发光时长方面取得了长足发展，但目前，最好的 QLED 只有 10,000 小时的寿命。对于电视显示屏是不够的。OLED vs QLED：美国 QD Vision 公司首席技术官赛斯科-沙利文对比 QLED 和 OLED，解释说，制造 OLED 时，需要使 用一个“阴罩”，当屏幕尺寸变大时，阴罩板容易发生热胀冷缩，会使得色彩等不够精确。而 QLED 的制造过程不需要使用阴罩，因此不会出现精确度减少的问 题。另外，量子点还可悬停在液体中，并使用多种技术让其沉积，包括将其喷墨打印在非常薄的、柔性或者透明的衬底上。沙利文指出，OLED 还有一处不足，其纯色需
16、用彩色过滤器才能产生，而 QLED 从一开始就能产生各种不同纯色，也在将电子转化为光子方面优于 OLED，因此能效更高，制造成本更低。在同等画质下，QLED的节能性有望达到 OLED 屏的 2 倍，发光率将提升 30%至 40%。OLED 可以达到与无机半导体材料一样的稳定性、可靠性。OLED 已有应用于手机类小型显示设备上，正在努力向制造如计算机显示器或者电视机等大型化的设备迈进，当然在这过程中有很多未解决的挑战摆在 OLED 显示屏面前。QLED 也许是一个很好的解决途径，但这一技术仍然处于早期阶段，除了使用寿命不够长外，保证整个光谱统一的色彩表现性能，进一步提高稳定性等问题还需要进一步提升。由于量子点（Quantum Dots）发光波长范围极窄，颜色非常纯粹，还可实现精细调节，所以量子点显示器画面比液晶画面更加清新明亮。作为图像显示产品的电视机，QLED TV 可能更值得期待。
