Quantum dot LED

1. Vad är en quantum dot LED?

Quantum dot LED är en kvantpunktpunkt organisk ljusemitterande enhet med en ny struktur som produceras genom att kombinera organiska material eller LED-chips med högeffektiva ljusemitterande oorganiska nanokristaller. Jämfört med traditionella organiska fosfor har kvantprickar justerbar luminescensvåglängd (som täcker synliga och nära infraröda band), hög fluorescenskvanteffektivitet (kan vara större än 90%), liten partikelstorlek, hög färgmättnad och billiga lösningsbearbetningar, Hög stabilitet och andra fördelar. Det är särskilt värt att notera att ljusets höga färgrenhet gör att dess färgomfång kan överstiga HDTV: s standardfärgstriangel. Därför förväntas ljusdioder baserade på kvantpunkter användas i nästa generation av plattskärmar och belysning.

Karakterisera de fotoelektriska parametrarna för kvantprickar:

1. Fotoluminescensspektrum (PL -spektrum): Fotoluminescensspektrumet återspeglar förhållandet mellan våglängden för det utsända ljuset och ljusintensiteten. Från PL -spektrumet kan man få grundläggande optisk information såsom luminescensfärgens monokromatik, mekanismen för sammansatt luminescens, partikelstorleken och fördelningens enhetlighet för kvantprickarna och den inneboende emissionstoppvåglängden. Ju smalare kvantpunktfotoluminescensspektrumets halvhöjdsbredd är, desto bättre blir monokromatisiteten hos kvantpunktens ljusemission och desto färre defekter och föroreningar i enheten kombineras för att avge ljus.

2. Ultraviolett-synligt absorptionsspektrum: Det ultraviolett-synliga absorptionsspektrumet för kvantprickar återspeglar graden av absorption av ljus av olika våglängder med kvantpunkter. Bandgapet för kvantpunkter kan beräknas från positionen för absorptionstoppen i spektrumet. Skiftet mellan den första absorptionstoppen för kvantpunktpunktabsorptionsspektrumet och emissionstoppen för fotoluminescensspektrumet är Stokes -skiftet. Ju större Stokes-skiftet är, desto svagare är självabsorptionen av kvantpunkten och desto högre fluorescensintensitet för kvantpunkten. .

3. Fotoluminescenskvantutbyte: Fotoluminescenskvantutbytet för quantum dot -lösningen mäts genom att jämföra med fluorescensintensiteten hos ett standardfluorescerande ämne (i allmänhet Rhodamine 6G). Det höga kvantutbytet för kvantprickar kan effektivt förbättra enhetens ljuseffektivitet, men kvantutbytet för rena kärnkvantprickar som deponeras i en tunn film kommer att vara 1 till 2 storleksordningar lägre än kvantutbytet i lösning. Kvantprickar har också ett fluorescens-självsläckande fenomen, vilket orsakas av excitoner i kvantprickar med ojämn storleksfördelning genom Foster-energiöverföring till icke-självlysande prickar för icke-strålande rekombination.

För det andra applikationsschemat för quantum dot LED i belysningsdisplay

Kvantprickar har smala utsläppstoppar, justerbara emissionsvåglängder, hög fluorescenseffektivitet och bra färgmättnad och är mycket lämpliga för självlysande material för displayenheter. Tillämpningen av quantum dot LED inom belysningsdisplayen innehåller främst två aspekter: a. Kvantpunktsbelysningsteknik baserad på fotoluminescensegenskaperna för kvantprickar (QD-BLU, det vill säga fotoinducerad kvantpunktvitt LED); b. Kvantbaserad Quantum dot light-emitting diode technology (QLED) med prickelektroluminescensegenskaper.

(1) Quantum dot -bakgrundsbelysningsteknik

Quantum dot bakgrundsbelysningsteknik, nämligen fotoinducerad quantum dot white LED, är en bakgrundsbelysningsteknik baserad på fotoluminescensegenskaperna för kvantprickar.

(1) Grundprinciper för teknik för kvantpunktsbelysning

Principen för kvantpunktfotoluminescens (PL): kvantprickskiktet får energi under en extern ljuskälla, och elektronen absorberar energin hos den upphetsade fotonen för att övergå från valensbandet till ledningsbandet. Elektronerna i botten av ledningsbandet och hålen på toppen av valensbandet kan producera bandkombinationens luminescens. En del av elektronerna och hålen fångas upp av den relativt grunda föroreningsnivån, och elektronerna och hålen som fångas av föroreningsnivån kan direkt rekombineras för att producera luminescens. Eller övergång till djupare defekter. Band-edge-utsläpp är huvudmekanismen för enhetens luminescens. Den kombinerade luminescensen av defekter och föroreningar påverkar luminescensen av kvantprickar. Det finns ungefär två implementeringsscheman för renfärgade fotoinducerade kvantpunkter med vita ljusdioder:

1. Färgkonvertering

Färgomvandlingsmekanismen är att kombinera blå LED -marker med gröna och röda kvantprickar för att förbereda kvantpunktvita lysdioder. Jämfört med färgblandning för att producera vitt ljus på lämpligt sätt blandning av elektroluminescensen av kvantprickar i olika färger, är färgomvandling för att producera vitt ljus att det blå ljuset som LED-chipet avger absorberas av kvantprickarna och omvandlas till grönt ljus och rött ljus . RGB -principen kombineras med det återstående blå ljuset för att bilda vitt ljus.

2. Direkt vitt ljus

Den direkta vita ljusmekanismen innebär att det bara finns en typ av ljusemitterande kvantpunkt i det ljusemitterande lagret, som exciteras av det ultravioletta ljuset som det ultravioletta LED-chipet avger för att avge ljus med mer än en färg, och sedan direkt rekombineras för att producera vitt ljus. Mekanismen för färgblandning och färgomvandling för att generera vitt ljus involverar problemet med att blanda och balansera flera färger av ljus, och felanpassningen av varje färgljus kommer allvarligt att påverka ljuskvaliteten hos den vita ljusdioden. Därför har människor ett stort intresse av att använda fosforer som direkt avger vitt ljus för solid-state-belysning. Eftersom det mesta av ljusutsläppet från kvantprickar med direkt vitt ljus involverar ytdefekter är effektiviteten låg. För att inse den ultimata tillämpningen av kvantprickar i direkt vitt ljus är förbättring av ljuseffekten nyckeln till forskning.

(2) Praktisk tillämpning av quantum dot -bakgrundsbelysningsteknik

Tillämpningen av quantum dot -bakgrundsbelysningsteknik i praktiken är att kombinera blå LED -chips med quantum dot -material för att ersätta vita lysdioder, bakgrundsljuskällan för traditionella flytande kristallpaneler. De resulterande flytande kristallpanelerna kallas också quantum dot LCD -skärmar.

Det finns tre sätt att inkapsla kvantprickar i flytande kristallskärmar. Den första är" On-Chip" metod där kvantpunktmaterialet placeras direkt på det blå LED -chipet. Den andra är att försegla kvantprickarna i ett tunt glasrör. "On-Edge" -metoden är installerad på LED-ljusets ingångsport på bakgrundsbelysningens ljusstyrplatta. Den tredje metoden är "On-Edge" -metoden där arkmaterialet med kvantprickar inklämda mellan filmerna klistras mellan ljusstyrplattan och flytande kristallpanelen. Yta" metod.

Källa: NANOCO, China Galaxy Securities Research Department

1. Designplanen för 3M -företag i USA och Nanosys -företag i Tyskland

Under 2012 utvecklade 3M och Nanosys gemensamt en quantum dot thickened film (QDEF) gjord av quantum dot -material som kraftigt kan utöka färgskärmen på displayen. Genom att kombinera blå lysdioder och QDEF kan NTSC (National Television Standards Committee) enkelt förverkligas. Det breda färgomfånget med ett förhållande på 100% uppnår samma färguttryckskraft som organiskt EL, medan standardfärgområdet för den ursprungliga produkten är NTSC -förhållande på 70%.

QDEF sprider kvantprickar med diametrar på 3 nm och 7 nm i en tunn film och klämmer sedan kvantprickarna genom en skyddande film (två lager syrebarriärfilm). QDEF är anslutet mellan bakgrundsbelysningens ljusstyrplatta och LCD-panelen (& quot; On-Surface" metod), och bakgrundsbelysningskällan använder blå lysdioder för att ersätta de ursprungliga vita lysdioderna. 3nm kvantprickar omvandlar blått ljus till grönt ljus under bestrålning av blå lysdioder, medan 7nm kvantprickar omvandlar blått ljus till rött ljus under bestrålning av blå lysdioder och blandas med en del av det blå ljus som passerar genom filmen för att få vitt ljus . Jämfört med den ursprungliga vita lysdioden med stabila våglängdskarakteristika kan kombinationen av blå LED och QDEF producera röda, gröna och blåa ljuskällor med skarpa toppar, vilket effektivt kan förbättra färgmättnaden på LCD -skärmen. Jämfört med traditionell teknik med hög färgomfång kan kvantpunktsteknologi öka färgomfånget för LCD med 30% utan att öka CF -filmtjockleken. Å andra sidan kan det också öka bakgrundsbelysningens ljusstyrka och spara energi.

Källa: Nanosys, China Galaxy Securities Research Department

2. Designplan för QDVision -företaget i USA

QDVision menar att råmaterialen för kvantprickar kan användas i flytande kristallskärmar med en enorm marknadsskala, och främjar" mer levande färg" quantum dot LCD -TV. Med ett exempel på en 42-tums TV behövs cirka 100 ton quantum dot-material varje år. För att klara marknadens snabba uppgång är den effektiva metoden att installera kvantpunktmaterialen vid ingången till ljusstyrplattan (& quot; On-Edge" metod) istället för ljuset styrplatta och LCD -panelen. Mellan (& quot; On-Surface"-metoden) är mängden kvantpunktsmaterial som används i denna metod endast 1/50 av det när man använder On-Surface-metoden, och billiga och stabila glasrör kan användas för att inkapsla kvantpunktmaterial. Stor kostnadsfördel. Dessutom, även om" On-Chip" metod för att placera quantum dot-material på ytan av LED-chipet kan minska den årliga produktionen till en tiondelsedel (10kg/år), med tanke på LED-värmeproduktionen," On-Edge" metod är det bästa valet. säker.

Vid den internationella konsumentelektronikshowen (CES) i januari 2013 visade Sony upp en LCD -TV utrustad med QDVisions kvantpunktoptiska material “ColorIQ”. Denna LCD -TV heter "Triluminos" och färgomfångets NTSC -förhållande är 70% högre än det ursprungliga. Ökad till 100%, med QDVision' s quantum dot -teknik, kan få samma färguttryckseffekt som organisk EL.

3. Designplan för brittiska Nanoco

Nanoco, en brittisk leverantör av quantum dot-material, har samarbetat med Dow Chemical inom området kadmiumfri teknik för att distribuera quantum dot-marknaden. För närvarande företagets' s kärnteknologi-produktion av", CFQD" (kadmiumfria kvantprickar) som inte innehåller det giftiga grundämnet kadmium (Cd) är fortfarande begränsat till några kilo per år, vilket inte är tillräckligt för att möta den växande marknaden centrerad på LCD-paneler. behöver. För att etablera ett storskaligt produktionssystem tecknade företaget ett exklusivt licensavtal med Dow Chemical. Syftet är att använda Dow Chemical &: s produktionskapacitet och leveranskedja inom det kemiska området för att förbereda sig för framtida marknadsexpansion. Tekniken som används av de två partnerna är en" On-Surface" metod där ett arkmaterial med kvantprickar inklämt mellan filmer klistras mellan bakgrundsbelysningen och LCD -panelen. Med tanke på stabiliteten hos kvantprickmaterial och egenskaperna hos att vara lätt att bädda in i flytande kristallpaneler, används On-Surface-metoden för att vinna marknaden.

(2) Ljusdiodsteknologi med kvantpunkt

Quantum dot light-emitting diode technology, QLED technology, is a new type of LED manufacturing technology based on the electroluminescence features of quantum dots, and it is a real quantum dot light-emitting diode. Den kvantpunktbaserade bakgrundsbelysningstekniken är i huvudsak en kvantpunkt-LCD, det vill säga en kvantpunkt plus flytande kristallpanel, vilket är en förbättring av den befintliga LCD-skärmen, inte en QLED i egentlig mening.

(1) Grundläggande principer för QLED -teknik

Quantum dot electroluminescence (EL) -princip: QLED -elektroluminescens tillskrivs i allmänhet rekombination av direkt bärarinjektion, Forster resonans energiöverföring eller en kombination av de två. Efter att elektroner och hål har injicerats finns det två sätt att uppnå elektroluminescens: a. Elektronerna och hålen injiceras direkt i samma kvantpunkt för att realisera strålningsrekombinationsluminescens i kvantpunkten; b. Injicera elektroner och hål i organiskt material. Hålen bildar excitoner och överför sedan energi till kvantprickarna i form av Forster resonans energiöverföring. En exciton, ett elektronhålspar, genereras i kvantpunkten, och slutligen rekombineras elektronhålsparet för att avge en foton. Dessa två tillvägagångssätt finns samtidigt, vilket kan maximera QLED: s ljuseffektivitet.

(2) Fyra grundläggande strukturtyper av QLED

Sedan den elektrodrivna QLED uppfanns 1994 har enheten genomgått fyra strukturella utvecklingar och förändringar, och dess ljusstyrka och yttre kvanteffektivitet har förbättrats avsevärt.

1. TypeI: använd polymer som laddningstransportskikt

Denna struktur använder polymer som bärartransportskikt och är den tidigaste QLED -enhetsstrukturen. Dess typiska anordningsstruktur består av CdSe -rena kärnkvantkvoter och dubbelpolymerlager eller en blandning av de två, inklämda mellan två elektroder. Denna struktur använder CdSe med ren kärna med lågt kvantutbyte, och det finns uppenbar elektroluminescensparasit i polymeren, så enheten har en lägre extern kvanteffektivitet (EOE) och en lägre maximal ljusstyrka.

2. Typ II: Använd organiska små molekyler som laddningstransportskiktet

År 2002, Coe et al. föreslog en typ II QLED-enhetsstruktur som kombinerar enkellags kvantprickar och dubbelskikt OLED, med användning av organiska småmolekylmaterial som bärartransportskiktet. Denna struktur möjliggör tillsats av ett enda lager kvantprickskikt på grundval av OLED för att separera bärartransportprocessen och den ljusemitterande processen genom det organiska skiktet, och därigenom förbättra den externa kvanteffektiviteten hos OLED.

Genom att kombinera OLED -strukturen med ett enda lager av kvantprickar kan människor se hoppet om att förbättra QLED: s effektivitet. Denna strukturerade enhet har inte bara alla fördelar med OLED, utan kan också förbättra enhetens spektralrenhet och förverkliga inställningen av den ljusa färgen. Användningen av ett organiskt lager leder dock till en minskning av enhetens stabilitet i luften. Liksom traditionella OLED måste QLED med denna struktur förpackas, vilket ökar produktionskostnaden och begränsar flexibiliteten. Dessutom begränsar isoleringen av det organiska halvledarmaterialet i sig den ytterligare optimeringen av enhetens strömtäthet, vilket i sin tur begränsar enhetens ljusemitterande ljusstyrka, och det breda ljusemitterande spektrumet för det organiska halvledarmaterialet är inte bidrar till att optimera enhetens färgrenhet.

3. Typ III: Allt oorganiskt bärartransportskikt

Jämfört med typ II -strukturtypen ersätter denna strukturtyp det organiska bärartransportskiktet med ett oorganiskt bärartransportskikt. Detta förbättrar kraftigt enhetens stabilitet i luften och gör det möjligt för enheten att motstå högre strömtätheter. Caruge et al. använde förstoftningsmetoden för att framställa en helt oorganisk QLED med zink-tennoxid och nickeloxid som elektron- respektive håltransportskikt. Den maximala strömtätheten som enheten tål når 4Acm-2, men den externa kvanteffektiviteten är mindre än 0,1 %. Den låga enhetseffektiviteten tillskrivs förstörelsen av kvantprickarna under förstoftningen av oxidskiktet, obalansen i bärarinjektion och släckningen av kvantpunktsfluorescensen som genereras när kvantprickarna omges av ledande metalloxider.

4. TypeIV: Det organiska håltransportskiktet blandas med det oorganiska elektrontransportskiktet

TypeIV -strukturtypen använder organiska och oorganiska transportlager för blandade bärare för att tillverka QLED -enheter. Strukturen använder vanligtvis oorganiska metalloxidhalvledare av N-typ som elektrontransportskikt och organiska halvledare av P-typ som håltransportskikt. QLED i hybridstrukturen har hög extern kvanteffektivitet och hög ljusstyrka samtidigt. Bland dem, Qian et al. rapporterade att den externa kvanteffektiviteten är 1,7%, 1,8%, 0,22%och den maximala ljusstyrkan är 31000cdm-2, 68000cdm-2, 4200cdm-2 röd, grön och blå blandad struktur QLED.

Nyligen har en 4-tums QD-LED-färgskärm utvecklats med användning av hybridstruktur av typ IV. Med hjälp av mikrokontaktutskriftsteknik når upplösningen för den solubiliserade QLED-färgdisplayen 1000 ppi (pixelstorleken är 25 μm).

Jämfört med typ II -strukturtypen överstiger kvantprickfilmstjockleken som används i TypeIII- och TypeIV -strukturtyperna ett enda lager till 50 nm. Därför fokuserar arbetsmekanismen av TypeIV -strukturtypen på bärarinjektionsmekanismen snarare än Forster energiöverföringsmekanism.

(3) Beredningsmetod för QLED -enhet

I beredningsmetoden för QLED -enheter inkluderar förberedelsesteknologier som har bevisats framgångsrikt fassepareringsteknik, bläckstråle -teknik och överföringsteknik.

1. Fassepareringsteknik

Fasavskiljningstekniken kan förbereda stor area beställda kolloidala monoskikt kvantprickar väl. Kvantprickfilmen kan framställas från en blandad kvantpunktlösning av organiskt aromatiskt material och alifatiskt material med användning av en centrifugeringsmetod. Under torkning av lösningsmedel separeras de två olika materialen för att bilda en önskad kvantpunkt i ett lager på ytan av den organiska halvledaren. Denna metod är tillförlitlig, flexibel och kan kontrolleras exakt samtidigt med god repeterbarhet. Lösningskoncentrationen, lösningsförhållandet, kvantpunktsstorleksfördelningen och kvantprickarnas form påverkar alla filmens struktur. Att kontrollera dessa faktorer väl kan få QLED med hög effektivitet och hög färgmättnad. Eftersom denna metod använder spinnbeläggning kan den dock endast producera monokromatiska skärmar.

2. Bläckstråle -teknik

För fullfärgsskärmar hoppas man kunna hitta en beredningsprocess som kan producera ett kvantitetsmönster i ett lager utan att ställa fler krav på material och enhetstrukturer. Bläckstråleprocessen är en förberedelsesteknik som uppfyller dessa villkor. Bläckstråle-tekniken är att använda tryckmunstycken på mikronivå för att spruta det förberedda" bläcket" med specialfunktioner på

Pixel -enheter bildas på det mönstrade ITO -substratet. Användningen av spraymetoden kan exakt styra mängden och positionen för on-demand-distributionen, vilket kan minska produktionskostnaden och kan också realisera en stor yta och stor skärm.

3. Överföringsteknik

Överföringstekniken är att först belägga kvantpunktpunktslösningen på kiselplattan, sedan avdunsta och sedan pressa ut den utskjutande delen i ett kvantprickskikt, ta bort ytskiktet och överföra det till ett glasunderlag eller ett plastsubstrat. Denna process uppnår den mest underpunktsöverföringen till substratet.

(4) Huvudproblemen med nuvarande QLED

1. Förberedelsekostnad

Tillverkningskostnaden för QLED -enheter kan grovt delas in i kostnaden för råvaror och tillverkningskostnaden för bearbetning av dessa material. Eftersom QLED för närvarande använder liknande verktygslådor för tunnfilmsteknik, såsom bläckstråleskrivare och mikrokontaktutskrift, kvantifiering av värmeindunstning och förstoftning, etc., även om QLED har en mycket lägre kostnad än OLED vad gäller struktur och tillverkningsteknik, kräver de en hög -krav på tillverkningsmiljö. Det finns fortfarande ett avstånd mellan det och kommersialisering.

2. Livslängd

För närvarande är livslängden för QLED-enheter med den lägsta videoljusstyrkan (100 cd/m2) bara 100-1000 timmar, vilket är mycket mindre än den livslängd som skärmen kräver (mer än 10 000 timmar). På grund av bristen på fördjupad teoretisk forskning för närvarande kan det finnas många faktorer som orsakar enhetens korta livslängd. Eftersom QLED -enheter utvecklades på grundval av OLED -apparater i viss utsträckning kan den inneboende instabiliteten hos organiskt material som laddningstransportlagret för QLED -enheter vara en orsak till deras korta livslängd. På grundval av detta har förbättrad stabilitet för det organiska materialet i enheten blivit en forskningsinriktning för att öka livslängden för QLED.

För det tredje, tillämpningen av quantum dot LED

Quantum dot-lysdioder har huvudsakligen två applikationsriktningar: den ena är en quantum dot-LCD med hjälp av quantum dot-bakgrundsbelysningsteknik, och den andra är en kvantpunkt-ljusemitterande diod QLED. I dessa två applikationsriktningar är tillämpningen av quantum dot LCD relativt enkel och mogen, och en hel del produkter har dykt upp, medan QLED fortfarande är i kontinuerlig utveckling och förbättring.

(1) Tillämpningsfördelar med quantum dot LED

Eftersom quantum dot -lysdioder använder quantum dot -material har de naturligtvis många fördelar jämfört med organiska fluorescerande material.

(2) Översikt över utvecklingen av quantum dot LED -applikationer

(1) 2010

LG demonstrerade en ny typ av panel vid SID International Display Information Conference. Panelen använder kvantpunkt -lysdioder som bakgrundsljuskälla. Färgrenheten på LCD -panelen kommer att förbättras ytterligare och därmed utöka panelens displayfärgskala med 30%.

(2) 2011

NanoPhotonica, utvecklare av avancerade material, har gjort ett stort och genomförbart genombrott inom quantum dot LED -displayteknik, som snart kommer att användas för massproduktion av skärmar. Skärmar som produceras med NanoPhotonica-QLED-teknik kommer att ha bättre bildkvalitet, medan strömförbrukningen kommer att minska med 30%, priset kommer att minska med 75%och livslängden kommer att fördubblas. Den har ett brett utbud av användningsområden och kan användas på skärmar i olika storlekar. Bakom det breda användningsområdet finns den kostnadseffektiva bläckstråleskrivningstekniken som inte kräver vakuumindunstning.

Samsung Electronics använder det organiska skiktet och det oorganiska skiktet som elektron- och håltransportlager i det ljusemitterande skiktet för kvantpunkten, för att tillverka ljusdioder med kvantpunkt. Genom att mönstra kvantprickfilmen med överföringsmetoden har Samsung Electronics tagit fram en prototyp av en 4-tums fullfärgs aktiv matris QLED-displayenhet.

QDVision visade en 4-tums fullfärgskvantum-LED-display på SID. Bildkvaliteten och effektiviteten på skärmen har nått nivån på befintliga OLED -enheter. QDVision räknar med att uppnå massproduktion av quantum dot LED-skärmar inom 3-5 år.

Nanosys demonstrerade en QDEF -teknik för kvantpunktförbättringsfilm vid SID 2011. Denna teknik lägger till en kvantpunktförbättringsfilm mellan bakgrundsbelysningsenheten på LCD -skärmen och displaymodulen, vilket kan öka färgomfånget för den befintliga LCD -skärmen med 50%. %och når färgomfångsnivån med OLED.

År 2011 utvecklade Nanosys en 47-tums full HD LCD-TV med ett färgomfång på 80% NTSC med hjälp av blå LED-exciterande kvantpunktsemitterande ljusemitterande film som bakgrundsljuskälla.

(3) 2013

I juni 2013 lanserade Sony en avancerad LCD-TV-modell som använder kvantpunktsteknik i bakgrundsbelysningen. I oktober samma år lanserade Amazon en surfplatta som använder kvantprickar i LCD -bakgrundsbelysningen.

(4) 2014

I april var VX2457sml från ViewSonic, ett ledande globalt teknologimärke i USA, en representant för quantum dot -teknik. Med kvantpunktsskärmsteknik kan antalet färger som kan visas ytterligare ökas och panelens skärmfärg kan ökas till 99% AdobeRGB, LCD Färgens renhet har också förbättrats avsevärt och bildkvaliteten har förbättrats, och därmed presenteras för användare en professionell och extremt realistisk färgdisplay.

I september uppvisade Samsung Electronics, LGE och TCL alla LCD -TV -apparater med kvantpunktsbelysningsteknik för första gången på International Consumer Electronics Show (IFA) i Berlin. Bland dem kommer Samsung Electronics att massproducera QDLCD-TV-apparater under första kvartalet nästa år. SDC kommer att tillhandahålla Opencell. Den första satsen av produkter kommer att vara 55 tum och 66 tum i storlek och kommer att placeras på den ultramoderna marknaden.

TCL kommer att använda Huaxing 55-tums UHD-panel och 3MQDEF, med ett färgomfång på 105%, och planerar att massproducera det så tidigt som i slutet av 2014. LGE har också samarbetat med QDvision för att utveckla teknik för bakgrundsbelysning av kvantpunkter och planerar att lansera QDLCD -TV -apparater, men produktstrategin under 2015 kommer fortfarande att fokusera på OLED -produkter. Sony har också planer på att lansera QDLCD -tv -produkter över 55 tum.

I början av 2014 godkände United States Patent and Trademark Office ett patent som heter" Quantum Dot Enhanced Display with Dichroic Filter" inlämnade av Apple 2012. Patentet beskriver kvantpunktstekniken och hur denna teknik tillämpas i På en mobil enhet som iPhone.

(5) 2015

Samsung marknadsförde kraftfullt den nya" SUHDTV" -serien på CES2015 Electronics Show, som belyser fördelarna med ljusstyrka, färgåtergivning och detaljpresentation, som också skiljer sig från vanliga UHD -TV (Ultra HD). Men i huvudsak är SUHD också baserat på quantum dot -teknik, men Samsung har optimerat nanokristall- och bildbehandlingsmotorn, som ser bättre ut än den tidigare 4KLED -bakgrundsbelysning -TV: n.

Vid CES2015 höll TCL Group också en ny produktmarknadsföringskonferens på utställningen och släppte Kinas' s första quantum dot TV H9700 för den nordamerikanska marknaden, som blev en höjdpunkt på CES -utställningen 2015 i USA .

(6) 2016

Vid IFA-utställningen 2016 visade Samsung upp en mängd nya stora TV-apparater. Quantum dot-TV-apparater baserade på SUHD har föga förvånande upptagit halva himlen-utöver 19 nya quantum dot-tv-apparater som täcker 43 tum till 88 tum, släppte Samsung också den första kvantprickade kurvade spelskärmen.

I september lanserade TCL en viktig höstproduktlinje, som lanserade det avancerade delmärket" Chuangyi" (Engelska namnet" Xess"), och dess kvantpunkts -TV, surfplatta, mobiltelefon och andra terminalprodukter, varav kvantpunkt TV X2 används som viktiga flaggskeppsprodukter förväntas vara officiellt officiellt lanseras på marknaden på tre månader.

(3) Quantum dot LED -applikationsmarknadsanalys

Applikationsmarknaden för quantum dot LED är uppdelad i QLED och quantum dot LCD. Eftersom kommersialiseringen av QLED inte är tillräckligt mogen, är den nuvarande quantum dot LED -applikationsmarknaden i princip upptagen av quantum dot LCD.

(1) Global QLED -applikationsmarknadsprognos

Även om alla ögon nu är på kvantpunkt-LCD-skärmen, är QLED den verkliga kvantpunkts-lysdioden, som förväntas bli nästa generation av OLED-displayteknik. Enligt den framåtblickande prognosen för IDTechExResearch kan QLED: s marknadsstorlek uppgå till 11,2 miljarder US-dollar år 2026, och marknadsstorleken på displayfältet är 9,6 miljarder US-dollar, vilket motsvarar cirka 85%.

Figur 26: QLED -applikationsmarknadsprognos

(2) Global Quantum Dot LCD -applikationsmarknadsprognos

Quantum dot -displayteknik har funnits sedan 1990 -talet, men den har först nyligen blivit populär på TV -marknaden. LCD -paneler har utvecklats i årtionden, och den främsta förbättringen ligger i utvecklingen av bakgrundsbelysningsteknik. LED -bakgrundsbelysning har nu blivit mainstream och har bättre displayeffekter än traditionella kalla katodlysrör. Men uppenbarligen är LED -bakgrundsbelysning inte ett universalmedel. Det så kallade" WhiteLED" har ett mycket brett spektrum. Därför krävs mer exakt dimningsteknik för att visa mer mättade röda, gröna och blå färger, och det finns också vissa flaskhalsar. Den självlysande OLED har bättre färgåtergivningseffekt, men kostnaden är mycket hög, marknadsacceptansen är låg och massproduktion i stor skala är mycket orealistisk. Quantum dots är en effektivare displayteknologi inom teknik för flytande kristaller. Quantum dots kan omvandla rena blå ljuskällor till rött och grönt, undertrycka färggjutning och uppnå en mer balanserad effekt av de tre primära färgerna. Samtidigt är dess strömförbrukning och kostnad också lägre än OLED. Med tanke på att kvantpunktsteknologi kan ge högre energieffektivitet och färgprestanda, samtidigt som den minskar kostnaderna, kan kvantpunkts-LCD snart bli det mest populära valet på den avancerade TV-marknaden.

Marknadsstorleken för quantum dot LCD 2015 var 77,6 miljoner amerikanska dollar, och det förväntas att marknadsstorleken kommer att nå 477 miljoner amerikanska dollar år 2020, en ökning med 515%jämfört med föregående år. Det kan ses att marknadsstorleken för kvantpunkts -LCD -skärmar kommer att visa explosiv tillväxt under de kommande fem åren, med stor potential.

Figur 27: Quantum LCD -marknadsstorleksprognos

Quantum dot LCD har tre förpackningsformer: On-Surface, On-Edge och On-Chip. För närvarande är de två första metoderna de viktigaste förpackningsformerna för quantum dot LCD. År 2015 var marknadsstorleken för kvantpunkts-LCD förpackad i On-Surface-form och On-Edge-form 69,95 miljoner dollar respektive 8,1 miljoner dollar, och marknadsstorleken förväntas vara 425,4 miljoner dollar respektive 16,1 miljoner dollar år 2020, respektive. Marknadsstorleken för On-Surface-formatet ökar år för år och marknadsstorleken för On-Edge-formatet 2018 förväntas nå 20,2 miljoner US-dollar, följt av en nedåtgående trend. Kvant-LCD-förpackningen i On-Chip-format förväntas ha en marknadsstorlek på 7 miljoner US-dollar 2018 och nå 3570 US-dollar 2020, vilket kommer att överstiga marknadsstorleken för On-Edge-paket. Förpackning på ytan är det vanliga valet för kvantpunkts-LCD-skärmar. Marknadsandelen 2015 var 89,6% och förväntas stå för 89,1% 2020.

På grund av dess utmärkta prestanda kommer kvant -LCD att användas i stor utsträckning i tv -skärmar (TV), övervakningsdisplayer (bildskärmar), bärbara datorskärmar (anteckningsböcker), surfplattor (surfplattor) och mobiltelefoner (smarttelefoner). År 2015 var marknadsstorleken för TV, bildskärm och surfplatta 73,5 miljoner US -dollar, 3,5 miljoner US -dollar respektive 500 000 US -dollar, och leveranserna var 1,4 miljoner, 400 000 respektive 100 000 enheter. Marknadsstorleken förväntas vara respektive 2020 För 41,3 miljoner amerikanska dollar, 24,2 miljoner amerikanska dollar och 19,3 miljoner amerikanska dollar var transporterna 24,5 miljoner enheter, 3,2 miljoner enheter och 4,7 miljoner enheter. År 2016 var marknadsstorleken för bärbara datorer 700 000 amerikanska dollar, med försändelser på 100 000 enheter. Det beräknas att marknadens storlek år 2020 kommer att vara 4 miljoner amerikanska dollar, med försändelser på 800 000 enheter. Marknadsstorleken för smartphones 2018 var 1,1 miljoner amerikanska dollar, med försändelser på 500 000 enheter. Det uppskattas att marknadens storlek år 2020 kommer att vara 13,5 miljoner US -dollar, med försändelser på 7,4 miljoner enheter. Quantum dot TV är det huvudsakliga tillämpningsområdet för quantum dot LCD och står för cirka 94,8% av den totala marknaden 2015, och det förväntas bli cirka 87,2% år 2020.

Figur 31: Leveransprognos för quantum dot LCD -applikationer

Under de närmaste fem åren kommer kvantpunkts -TV att uppta större delen av marknaden för kvantpunkt -LCD -applikationer. År 2015 var sändningarna av 40-49-tums kvantpunkts-TV: n 100 000 enheter, 50–59 tum var 800 000 enheter och 60–69 tum skickades. Tummet är 400 000 enheter och leveranserna till 2020 förväntas nå 8,3 miljoner enheter, 11,9 miljoner enheter respektive 3,9 miljoner enheter. Det beräknas att leveransen av kvantpunkts-TV större än 70 tum kommer att vara 100 000 enheter 2017 och 400 000 enheter 2020. 40-60 tum är den vanliga efterfrågan på kvantpunkts-TV, vilket svarar för 69,2% av de totala leveranserna under 2015 och 82,5 % 2020. Däremot är efterfrågan på mer än 70 tum liten.

Figur 33: Leveransprognos för olika storlekar på kvantpunkts -TV

4. Stora globala kvantpunktstillverkare

För närvarande finns det cirka 60 enheter i världen som bedriver quantum dot-forskning, inklusive företag, universitet, forskningsinstitutioner etc. Bland dem är de tre världens ledande tillverkare av quantum dot-material-Nanoco i Storbritannien, QDVision i USA och Nanosys i Tyskland, har gradvis bildat en trebent situation, dessa tre företag har nästan delat upp marknaden, och Hangzhou Nanojing Technology Co, Ltd är det enda inhemska företaget med kvantpunktsteknologisk forskning och utvecklingskapacitet.

(1) Stora utländska kvantpunktföretag

(1) Nanoco, Storbritannien

Brittiska Nanoco grundades 2001, och dess marknadsposition är att vara en tillverkare och leverantör av miljövänliga kadmiumfria kvantpunkter (CFQD). Det samarbetade med Dow Chemical i USA för att provproducera flytande kristallskärmar med hjälp av kadmiumfria (Cd) kvantprickar 2014 Det demonstrerades under" SID2014" den 2 juni och antog" On-Surface" paketformulär, men det har inte kommit några offentliga rapporter om applikationsprodukterna. Dessutom kommer Samsungs kommande massproduktion av quantum dot -bakgrundsbelysningsmaterial främst från Nanoco och Dow Chemical. Företagets' s nuvarande börsvärde är 196 miljoner dollar.

Nanocos' s rörelseresultat och nettoresultat 2015 uppgick till 3,2 miljoner respektive 12,9 miljoner dollar. Under sex år i rad var nettovinsten negativ och expanderande, och den gick med förlust. Driftsintäkterna 2015 kom från tre delar: royalty- och licensinkomster, quantum dot -material och tekniska tjänster, varav quantum dot -material svarade för 21,9% av driftsintäkterna.

Nanoco Quantum Dot Materials affärsöversikt:

1. Bakgrundsbelysning: CFQD kan avsevärt öka bildskärmens färgomfång (öka med 30%) för att göra bilden mer verklighetstrogen, färgen är vackrare och det finns ingen anledning att ändra det befintliga LCD- och LED -displayprocessläget, kostnaden är lägre och det är lättare att använda av de flesta LCD (LED) som godkänns av tillverkaren. Ansökningsriktning: mobiltelefonpanel, surfplatta, datorskärm, TV, etc.

2. Belysning: Genom att styra CFQD: s storlek kan ljusets färgtemperatur och färgåtergivningsindex justeras exakt för att möta kundernas individuella behov av ljus. På grund av den mer utmärkta fotoelektriska omvandlingseffektiviteten för CFQD kan dessutom användningen av LED-ljuskällor reduceras för att uppnå mer energibesparande ändamål. Ansökningsriktning: LED -förpackningar, LED -belysningsenheter, LED -lampor, LED -belysningsprodukter etc.

3. Tunnfilms solenergi: Nanopartiklar (CIGS) som produceras av Nanoco har mycket bra fotoelektrisk omvandlingseffektivitet. Till skillnad från de nuvarande bearbetningsmetoderna kan nanopartiklarna användas för att producera tunnfilmsolceller med lösningsmetoden, och materialutnyttjandegraden når 90%, vilket är mycket högre än den nuvarande avdunstningsmetoden och förstoftning

Skjutmetod

4. Biomedicin: vattenlöslig CFQD och funktionell CFQD, applikationsanvisningar: bioimaging, in vivo och in vitro in vivo diagnos.

(2) QDVision, USA

USA QDVision grundades 2004 av forskare från det världsberömda Massachusetts Institute of Technology (MIT), inklusive Moungi Bawendi, far till quantum dot display-teknik. Förutom att äga mer än 250 patent och väntande patent har det också fått godkännanden från USA. Många utmärkelser inklusive den berömda" Presidential Green Chemistry Award" utfärdad av Environmental Protection Agency. Det samarbetade med Nexxus Lighting i USA för att lansera en kommersiell quantum dot-ljuskälla 2009. Kvantumpunktbelysningsröret som släpptes 2013 applicerades på TV-apparaten från Sony Corporation i Japan, med hjälp av" On-Edge" förpackningsmetod. QDVision hävdar att dess månatliga produktion av optiska quantum dot -komponenter kan nå 1 miljon.

QDVision är ledande inom teknik för kvantpunktsvisning. Dess ColorIQ quantum dot display -teknik ger en unik komponentlösning som gör att displayen kan mata ut" full gamut" färger. Sedan 2013 har företaget sålt mer än en miljon ColorIQ optiska enheter och fortsätter att samarbeta med märken på TV- och displaymarknaden inklusive TCL, Hisense, Philips och Konka. Quantum dot TV -apparater och skärmar med ColorIQ -teknik har Det är listat i Kina, Japan och Europa.

ColorIQ quantum dot display-teknik är en avancerad ljusemitterande halvledarteknik som utvecklats av QDVision. Relaterade produkter är tillverkade av quantum dot -material som kan avge mycket rent och mättat smalt bandbredd rött, grönt och blått ljus. Genom integrationen av ColorIQ optiska komponenter och kundens displayteknik kan LCD -TV: er uppnå ett bredare färgomfång och 100% NTSC -standard. Ansökningsriktning: storbilds-LCD-TV, persondator, arbetsstationsmonitor, smarttelefon, belysningsfält, etc.

(3) Nanosys, Tyskland

Tyska Nanosys grundades 2001 och är en av ledarna inom teknik för kvantpunktsvisning. Företaget innehar mer än 300 kvantpunktsskärmarelaterade patent. År 2012 samarbetade det med 3M för att utveckla QDEF -teknik (quantum dot thick film). , Användningen av QDEF -teknik kan inte bara utöka färgomfånget från 70%av NTSC till 100%, utan också öka ljuseffektiviteten uttryckt genom förhållandet mellan LCD -panelens ljusstyrka och bakgrundsbelysningens effekt med cirka 50%. Den antar" On-Surface" Paketformulär.

Nanosys kvantepunktmaterialverksamhet omfattar huvudsakligen quantum dot -koncentrat och QDEF -teknik. Företaget har för närvarande världens största produktionsbas för quantum dot-koncentrat med en årlig produktion på 25 ton och en årlig leverans av 6 miljoner 60-tums quantum dot-TV.

Med förmågan att använda sub-dot-material kommer en serie nya quantum dot-produkter, till exempel quantum dot-rör, att lanseras efter 2015. Företaget har etablerat nära samarbete med några välkända dator- och bildskärmsmärken som 3M, Samsung, Sharp och LG, och dess produkter används ofta i surfplattor, TV -apparater, smarttelefoner etc.

(2) Stora inhemska kvantpunktföretag

(1) Hangzhou Najing Technology Co., Ltd.

Najing Technology grundades i augusti 2009. Det är ett nationellt högteknologiskt företag med nya quantum dot halvledarmaterial som kärnteknik. Dess huvudsakliga verksamhet är forskning, tillverkning och applikationsteknik och produktutveckling av nya material med quantum dot. Punktmaterial' s design, syntes och ytmodifiering har en ledande position i världen, och det är det enda inhemska företaget som är noterat på New Third Board. Den har stark vetenskaplig forskningskapacitet och dess nuvarande marknadsvärde är 1,63 miljarder yuan.

Rörelseresultatet och nettovinsten för Najing Technology 2015 var 7,31 miljoner yuan respektive -4,9 miljoner yuan. Nettoresultatet under fyra år i rad var negativt, men förlusterna under de senaste tre åren har minskat. Företagets' s quantum dot -material och deras tillämpningar är på marknadens introduktions- och verifieringsperiod. Även om den har oersättliga tekniska konkurrensfördelar, och dess applikationsprodukter inklusive kvantrör har börjat massproduktion, finns det fortfarande fortsatta förluster innan objektiva driftsintäkter bildas. Operativ risk. Driftsintäkterna 2015 kom från fem delar: belysningsprodukter, halvledarlysande material, tekniska tjänster, biologiska produkter och displayprodukter. Rörelseresultatet stod för 56,8%, 26,2%, 11,4%, 4,7%respektive 1%. Visa produkter Andelen är liten.

Översikt över Najing Technology &: s huvudsakliga verksamhet:

1. Quantum dot-material: uppdelat i fyra produktsystem-kadmiuminnehållande quantum dot-reagenser, kadmiumfria quantum dot-reagenser, metall-nanokristaller och oxid-nanokristaller, som används i stor utsträckning i ljusemitterande enheter, solceller, katalys, biomarkörer och biomedicin Grundforskning och applikationsutveckling inom andra områden.

2. ColorIn quantum dot display-teknik: Produkterna inkluderar quantum dot light conversion devices (Q-LCD) och quantum dot light conversion films (QLCF), som används i stor utsträckning i terminalprodukter som TV, bildskärmar och mobiltelefoner.

3. QLED: Forskningscentret för OLED -tryck- och displayprojekt har etablerats och den industriella utvecklingen av QLED -tryck- och displayteknologi främjas aktivt.

4. Biomedicin: Etablerade ett helägt dotterbolag, Beijing Najing Biotechnology Co., Ltd., dedikerat till tillämpning och marknadsföring av kvantprickar inom biovetenskap. Produkterna inkluderar kvantprickmarkörer, kvantpunktpunktmärkningssatser, kvantprickplattformar för snabbinspektion etc.

5. Nanokristall naturligt ljus: Med hjälp av den exklusiva kvantpunkten nanokristall i kombination med CREE: s globala auktoriserade fjärr excitationsteknik i USA, utvecklas en 3D-silikon sfärisk mask ljusemitterande enhet baserad på naturlig ljusspektrumsimuleringsteknik, som överlappar mer än 95% av det naturliga ljuset och det sunda synliga spektrumområdet. Det är den överlägset närmaste artificiella ljuskällan till naturligt ljus.