三分钟读懂【量子点膜】（2020年2月17日）

发行日期：

2020-02-17

作者：

来源：

摘要

传统液晶显示器NTSC色域值一般在70%左右，自主发光的OLED显示器NTSC色域可以达到100%。因此，研究如何提高LCD的色域，对提高其产品竞争力至关重要。提高色域主要是通过背光源改善来实现，例如采用氟化物和氮化物的荧光粉，可以将色域提高至80-90%。然而，氟化物荧光粉存在不耐湿、不耐高温的特点,这就使得氟化物在广色域LCD中的应用很受限制。量子点材料是一种无机物纳米半导体晶体，具有发射波长窄、波长可调等特点，近年来被应用于LCD背光源领域，可以将色域提升至100%以上。

作者：徐文涛审核：徐文涛/张德忠发布时间：2020-2-12

图1.量子点材料提升色域的原理图

量子点背光源是基于量子点光致发光原理开发的，一般采用蓝光LED激发红绿量子点材料，发出的红光、绿光与LED自身的蓝光复合产生白光。量子点材料发出的红光域绿光半峰宽非常窄（一般可达25-30nm），即红光和绿光非常纯正。根据色度学原理，三基色纯度越高，显示器的色域越宽。

目前已经商业化的量子点背光源采用量子点膜产品，量子点膜一般都采用三明治结构：两层水氧阻隔膜中间夹着量子点层。量子点层中含有红色和绿色量子点，蓝光激发产生红光和绿光，与LED自身蓝光复合形成白光。由于量子点材料发光半峰宽比较窄（通常30nm左右），这意味着与荧光粉LED背光相比，量子点背光的红色和绿色更纯正。一般情况下，采用YAG荧光粉的LCD，色域值只有70%（NTSC），而采用量子点膜的LCD色域值可以达到110%（NTSC），高于目前OLED电视的色域值。

图2.量子点膜产品结构示意图

量子点膜可以应用于TV、商业显示器、电子黑板、笔电、PAD、车载显示及手机等领域。以量子点液晶TV为例，其背光结构分为直下式和侧入式。中高端TV通常采用侧入式背光结构，引入量子点膜技术后，其一般结构为“反射片/导光板/量子点膜/BEF/DBEF/上扩散片/液晶cell”。由于要采用蓝光激发，原来的白光LED灯条需要更换成蓝光LED灯条，一般推荐主波长区间445-450nm范围内的蓝光LED灯条。量子点液晶显示器的产业链与传统的液晶显示器基本相同，其模组生产工艺也和传统液晶显示器基本一致，主要区别是在模组结构上增加一片量子点膜。采用量子点膜对传统LCD进行性能升级相对比较简单，成本增加也比较低，显示器色域可以达到110%甚至更高，从而以较低的成本实现了显示性能的大幅提升。

表1.中科纳通量子点膜产品型号及规格

参数	单位	NT-QD350	NT-QD155	NT-QD105
基膜	μm	125×2±1	38×2±1	25×2±1
量子点层	μm	100±1	50±1	40±1
扩散层	μm	2×2±1	13×2±1	7×2±1
总厚度	μm	350±3	155±1.5	105±1.5
硬度	g	1750	1600	1600
剥离强度	g/25mm	200	200	200
收缩性	%	MD≤0.8，TD≤0.7	MD≤0.8，TD≤0.7	MD≤0.8，TD≤0.7
色域	NTSC1931	100-110%	100-110%	100-110%

中科纳通已经在量子点油墨开发、量子点膜耐水氧性能、量子点膜新型结构及器件结构改善等方面申请核心专利8项。在量子点粉体方面，中科纳通与国内外厂家采取联合开发等模式，保障了粉体供应的安全和稳定，同时也在积极验证导入无镉量子点。结合不同的应用场景及客户需求，现已开发出QD350、QD155及QD105三大系列产品，产品最大幅宽达为1200mm，可以支持86寸量子点电视。目前，中科纳通量子点膜产品通过了TCL等终端客户的环境老化测试（高温高湿、蓝光老化），测试后光衰和色坐标漂移完全满足客户需求。