Світлодіод з квантовою крапкою

1. Що таке світлодіод з квантовою крапкою?

Світлодіод з квантовою крапкою-це органічний світловипромінюючий пристрій з квантовою крапкою з новою структурою, виготовлений шляхом поєднання органічних матеріалів або світлодіодних чіпів з високоефективними світлодіодними неорганічними нанокристалами. У порівнянні з традиційними органічними люмінофорами, квантові точки мають регульовану довжину хвилі люмінесценції (охоплюючи видимі та близькі до інфрачервоного діапазони), високу квантову ефективність флуоресценції (може перевищувати 90%), невеликий розмір частинок, високу насиченість кольору та недорогу обробку розчину, Висока стабільність та інші переваги. Особливо варто відзначити, що висока чистота кольору світла робить його колірну гаму може перевищувати стандартний кольоровий трикутник HDTV. Тому очікується, що світлодіоди на основі квантових точок будуть використовуватися в наступному поколінні плоскопанельних дисплеїв та освітлення.

Охарактеризуйте фотоелектричні параметри квантових точок:

1. Спектр фотолюмінесценції (спектр ФЛ): Спектр фотолюмінесценції відображає залежність між довжиною хвилі випромінюваного світла та інтенсивністю світла. Зі спектру ФЛ можна отримати базову оптичну інформацію, таку як монохроматичність кольору люмінесценції, механізм складеної люмінесценції, розмір частинок та рівномірність розподілу квантових точок та власну довжину піку випромінювання. Чим вужча ширина напіввисоти спектру фотолюмінесценції квантової точки, тим краща монохроматичність випромінювання світла квантової точки, і тим менше дефектів та домішок пристрою, об’єднаних для випромінювання світла.

2. Спектр поглинання у видимих ​​ультрафіолетових променях: Ультрафіолетовий видимий спектр поглинання квантових точок відображає ступінь поглинання світла різної довжини хвилі квантовими точками. Зона ширини квантових точок може бути обчислена з положення піку поглинання в спектрі. Зсув між першим піком поглинання спектру поглинання квантової точки та піком випромінювання спектру фотолюмінесценції є стоксовим зсувом. Чим більший зсув Стокса, тим слабкіше самопоглинання квантової точки і вища інтенсивність флуоресценції квантової точки. .

3. Квантовий вихід фотолюмінесценції: Квантовий вихід фотолюмінесценції розчину квантових точок вимірюється порівнянням з інтенсивністю флуоресценції стандартної флуоресцентної речовини (зазвичай родамін 6G). Високий квантовий вихід квантових точок може ефективно покращити світлову ефективність пристрою, але квантовий вихід чистих ядерних квантових точок, осаджених у тонку плівку, буде на 1-2 порядки нижчим за квантовий вихід у розчині. Квантові точки також мають явище самозагасання флуоресценції, яке викликається екситонами в квантових точках з нерівномірним розподілом розмірів через передачу енергії Фостера до нелюмінесцентних точок для непроменевої рекомбінації.

По -друге, схема застосування світлодіодів з квантовою крапкою у дисплеї освітлення

Квантові точки мають вузькі піки випромінювання, регульовані довжини хвиль випромінювання, високу ефективність флуоресценції та хорошу насиченість кольору, і дуже підходять для люмінесцентних матеріалів для пристроїв відображення. Застосування світлодіодів з квантовою крапкою у сфері освітлення відображає в основному два аспекти: а. Технологія підсвічування квантових точок на основі характеристик фотолюмінесценції квантових точок (QD-BLU, тобто білий світлодіод з квантовими крапками, індукований фото); b. Квантова технологія світлодіодів з квантовою точкою (QLED) з характеристиками точкової електролюмінесценції.

(1) Технологія підсвічування з квантовими точками

Технологія підсвічування квантових точок, а саме білий світлодіод з квантовими крапками з фотоіндукцією,-це технологія підсвічування, заснована на характеристиках фотолюмінесценції квантових точок.

(1) Основні принципи технології квантової точки підсвічування

Принцип фотолюмінесценції квантових точок (ФЛ): шар квантової точки отримує енергію під зовнішнім джерелом світла, а електрон поглинає енергію збудженого фотона для переходу від валентної зони до зони провідності. Електрони внизу зони провідності та отвори у верхній частині валентної зони можуть викликати люмінесценцію рекомбінації на стороні зони. Частина електронів і дірок захоплюються відносно неглибоким рівнем домішок, а електрони та дірки, захоплені рівнем домішки, можуть безпосередньо рекомбінуватись для утворення люмінесценції. Або перехід до більш глибоких дефектів. Стрічкове випромінювання є основним механізмом люмінесценції пристрою. Комбінована люмінесценція дефектів і домішок вплине на люмінесценцію квантових точок. Існує приблизно дві схеми реалізації світлодіодів з білим світлом з квантовими крапками, індукованих фото, з чистого кольору:

1. Перетворення кольору

Механізм перетворення кольору полягає в поєднанні синіх світлодіодних чіпів із зеленими та червоними квантовими точками для підготовки білих світлодіодів з квантовими крапками. Порівняно зі змішуванням кольорів для отримання білого світла, відповідним змішуванням електролюмінесценції квантових точок різних кольорів, перетворення кольору для отримання білого світла полягає в тому, що блакитне світло, що випромінюється світлодіодним чіпом, поглинається квантовими точками і перетворюється в зелене світло та червоне світло . Принцип RGB поєднується з залишковим синім світлом, утворюючи біле світло.

2. Пряме біле світло

Механізм прямого білого світла означає, що у світлодіодному шарі є лише один вид квантової точки, що випромінює світло, яка збуджується ультрафіолетовим випромінюванням, що випромінюється ультрафіолетовим світлодіодним чіпом, щоб випромінювати світло більш ніж одного кольору, а потім безпосередньо рекомбінує для отримання білого світла. Механізм змішування кольорів та перетворення кольору для створення білого світла включає проблему змішування та балансування кількох кольорів світла, а невідповідність кожного колірного світла серйозно вплине на якість світла світлодіода білого світла. Тому люди дуже зацікавлені у використанні люмінофорів, які безпосередньо випромінюють біле світло для твердотільного освітлення. Оскільки більшість випромінювання світла прямих білих світлових квантових точок пов’язано з поверхневими дефектами, ефективність низька. Щоб усвідомити остаточне застосування квантових точок прямого білого світла, підвищення ефективності світла є ключем до досліджень.

(2) Практичне застосування технології підсвічування квантових точок

Застосування технології підсвічування квантових точок на практиці полягає в поєднанні синіх світлодіодних чіпів з квантовими крапками для заміни білих світлодіодів, джерела фонового світла традиційних рідкокристалічних панелей. Рідкокристалічні панелі, які утворюються в результаті, також називають РК -дисплеями з квантовими крапками.

Існує три способи інкапсулювання квантових точок на рідкокристалічних дисплеях. Перший-це &; On-Chip" метод, при якому матеріал квантової точки розміщується безпосередньо на чіпі синього світлодіода. Другий - заклеїти квантові точки в тонку скляну трубку. Метод “On-Edge” встановлюється на вхідному порту світлодіодного підсвічування напрямної підсвітки. Третій метод-це метод «On-Edge», де листовий матеріал з квантовими крапками, затиснутими між плівками, наклеюється між світлопровідною пластиною та рідкокристалічною панеллю. Поверхня" метод.

Джерело: NANOCO, Китайський відділ досліджень цінних паперів

1. План проектування компанії 3M у США та компанії Nanosys у Німеччині

У 2012 році 3M та Nanosys спільно розробили потовщену плівку з квантових точок (QDEF) з матеріалів з квантовими крапками, яка може значно розширити колірну гамму дисплея. Поєднуючи сині світлодіоди та QDEF, можна легко реалізувати NTSC (Національний комітет стандартів телебачення). Широка колірна гамма зі співвідношенням 100% досягає тієї ж сили вираження кольору, що і органічна EL, тоді як стандартна колірна гамма вихідного продукту - це співвідношення NTSC 70%.

QDEF розсіює квантові точки діаметром 3 нм та 7 нм у тонку плівку, а потім затискає квантові точки через захисну плівку (два шари кисневої бар’єрної плівки). QDEF кріпиться між світлопровідною панеллю підсвічування та РК-панеллю (метод&"; метод на поверхні &", а джерело підсвічування використовує сині світлодіоди для заміни вихідних білих світлодіодів. Квантові точки 3 нм перетворюють блакитне світло в зелене світло під час опромінення синіх світлодіодів, тоді як квантові точки 7 нм перетворюють синє світло в червоне світло під час опромінення синіх світлодіодів і змішуються з частиною синього світла, що проходить через плівку для отримання білого світла . Порівняно з оригінальним білим світлодіодом зі стабільними характеристиками довжини хвилі, поєднання синього світлодіода та QDEF може створювати червоні, зелені та сині джерела світла з різкими піками, що може ефективно покращити насиченість кольору РК -дисплея. Порівняно з традиційною технологією високої колірної гами, технологія квантових точок може збільшити колірну гамму РК -дисплея на 30% без збільшення товщини плівки CF. З іншого боку, це також може збільшити яскравість підсвічування та заощадити енергію.

Джерело: Nanosys, Китайський відділ досліджень цінних паперів

2. План проектування компанії QDVision у США

QDVision вважає, що сировина квантових точок може бути використана на рідкокристалічних дисплеях з величезним масштабом ринку, і сприяє&«більш яскравому кольору" РК -телевізори з квантовими крапками. Взявши для прикладу 42-дюймовий телевізор, щороку потрібно близько 100 тонн матеріалів з квантовими крапками. Для того, щоб впоратися зі стрімким зростанням ринку, ефективним методом є встановлення матеріалів з квантовими крапками на вході світловодної пластини (& quot; On-Edge" method) замість світла направляючу пластину та РК -панель. Між (& quot; On-Surface" method) кількість матеріалу квантових точок, що використовується в цьому методі, становить лише 1/50 від того, що використовується за методом On-Surface, а дешеві та стійкі скляні трубки можуть використовувати для інкапсуляції матеріалів з квантовими крапками. Велика економічна перевага. Крім того, хоча&«On-Chip" метод розміщення квантово-крапкових матеріалів на поверхні світлодіодного чіпа може зменшити річну продуктивність до однієї десятої тисячної (10 кг/рік), враховуючи теплогенерацію світлодіода,&"On-Edge &"; метод - найкращий вибір. безпечний.

На Міжнародному виставці побутової електроніки (CES) у січні 2013 року Sony продемонструвала РК -телевізор, оснащений оптичним матеріалом QDVisions «ColorIQ». Цей РК -телевізор має назву "Triluminos", а коефіцієнт колірної гами NTSC на 70% вищий за оригінальний. Збільшення до 100%, за допомогою технології квантових крапок QDVision', може отримати таку ж силу вираження кольору, як і органічні EL.

3. План проектування британського Nanoco

Nanoco, британський постачальник матеріалів з квантовими крапками, співпрацює з Dow Chemical у сфері безкадмієвих технологій для розгортання ринку квантових точок. В даний час основна технологія компанії &-виробництво&«CFQD &»; (квантові точки без кадмію), що не містить токсичного елемента кадмію (Cd), все ще обмежується кількома кілограмами на рік, що недостатньо для задоволення зростаючого ринку, зосередженого на LCD-панелях. потреба. З метою створення масштабної системи виробництва компанія підписала ексклюзивну ліцензійну угоду з Dow Chemical. Мета полягає у використанні виробничих потужностей та ланцюгу поставок Dow Chemical&у галузі хімічної промисловості для підготовки до майбутнього розширення ринку. Технологія, що використовується двома партнерами,-це &; On-Surface &; метод, при якому листовий матеріал з квантовими крапками, затиснутими між плівками, вставляється між підсвічуванням і РК -панеллю. З огляду на стабільність матеріалів з квантовими крапками та особливості їх легкого вбудовування в рідкокристалічні панелі, для завоювання ринку прийнято метод On-Surface.

(2) Технологія світлодіодів з квантовою точкою

Технологія світлодіодів з квантовою крапкою-технологія QLED-це новий тип технології виготовлення світлодіодів, заснований на характеристиках електролюмінесценції квантових точок, і це справжній світлодіод з квантовою крапкою. Технологія підсвічування на основі квантових точок по суті є рідкокристалічним дисплеєм з квантовими крапками, тобто панеллю з квантовими точками та рідкокристалічними, що є вдосконаленням існуючого РК-дисплея, а не QLED у справжньому розумінні.

(1) Основні принципи технології QLED

Принцип квантової електролюмінесценції (ЕЛ): електролюмінесценцію QLED зазвичай відносять до прямої рекомбінації введення носія, перенесення енергії резонансу Форстера або їх комбінації. Після введення електронів і дірок існує два способи досягнення електролюмінесценції: а. Електрони і дірки безпосередньо вводяться в одну і ту ж квантову точку, щоб реалізувати люмінесценцію рекомбінації випромінювання в квантовій точці; b. Вводити електрони та дірки в органічні речовини. Дірки утворюють екситони, а потім передають енергію квантовим точкам у вигляді передачі енергії резонансу Форстера. У квантовій точці генерується екситон, пара електрон-дірка, і, нарешті, пара електрон-дірка рекомбінує, щоб випромінити фотон. Ці два підходи існують одночасно, що може максимізувати світлову ефективність QLED.

(2) Чотири основні типи структури QLED

З часу винайдення електроприводу QLED у 1994 році пристрій зазнав чотирьох структурних розробок та змін, а його яскравість та зовнішня квантова ефективність були значно покращені.

1. Тип I: використовуйте полімер як шар транспортування заряду

Ця структура використовує полімер як транспортний шар -носій і є найдавнішою структурою пристрою QLED. Його типова структура пристрою складається з чистих ядерних квантових точок CdSe та подвійних полімерних шарів або суміші двох, затиснутих між двома електродами. Ця структура використовує чистий сердечник CdSe з низьким квантовим виходом, і в полімері є очевидна паралюзійна електролюмінесценція, тому пристрій має меншу зовнішню квантову ефективність (EOE) та меншу максимальну яскравість.

2. Тип II: Використовуйте органічні невеликі молекули як шар транспортування заряду

У 2002 р. Coe et al. запропонував структуру пристрою QLED типу II, що поєднує одношарові квантові точки та двошарові OLED, використовуючи органічні малі молекулярні матеріали як транспортний шар-носій. Ця структура дозволяє додавати одношаровий шар з квантовими крапками на основі OLED для розділення процесу транспортування носія та процесу випромінювання світла через органічний шар, тим самим покращуючи зовнішню квантову ефективність OLED.

Поєднання структури OLED з одним шаром квантових точок дозволяє людям побачити надію на підвищення ефективності QLED. Цей структурований пристрій не тільки має всі переваги OLED, але також може покращити спектральну чистоту пристрою та реалізувати налаштування яскравого кольору. Однак використання органічного шару призводить до зниження стійкості пристрою до повітря. Як і традиційні OLED, QLED з такою структурою потрібно упаковувати, що збільшує виробничі витрати та обмежує гнучкість. Крім того, ізоляція самого органічного напівпровідникового матеріалу обмежує подальшу оптимізацію щільності струму пристрою, що, у свою чергу, обмежує яскравість випромінювання світла пристрою, а широкий спектр випромінювання світла органічного напівпровідникового матеріалу не є сприяє оптимізації чистоти кольору пристрою.

3. Тип III: Транспортний шар усіх неорганічних носіїв

Порівняно з типом структури типу II, цей тип структури замінює транспортний шар органічного носія на транспортний шар неорганічного носія. Це значно покращує стабільність пристрою на повітрі та дає змогу пристрою витримувати більшу щільність струму. Каруге та ін. використовував метод розпилення для одержання повністю неорганічного QLED з оксидом олова цинку та оксидом нікелю як транспортного шару електронів та дірок відповідно. Максимальна щільність струму, яку витримує пристрій, досягає 4Acm-2, але зовнішній квантовий ККД становить менше 0,1 %. Низька ефективність пристрою пояснюється руйнуванням квантових точок під час розпилення оксидного шару, дисбалансом введення носія та гасінням флуоресценції квантових точок, що утворюється, коли квантові точки оточені провідними оксидами металів.

4. Тип IV: Транспортний шар органічної дірки змішується з транспортним шаром неорганічних електронів

Тип структури типу IV використовує органічні та неорганічні транспортні шари змішаних носіїв для створення пристроїв QLED. У структурі зазвичай використовуються напівпровідники неорганічного оксиду металу типу N як шар транспортування електронів, а органічні напівпровідники типу P-як шар дірок. QLED гібридної структури має високу зовнішню квантову ефективність і високу яскравість одночасно. Серед них Qian et al. повідомили, що зовнішня квантова ефективність становить 1,7%, 1,8%, 0,22%, а максимальна яскравість становить 31000cdm-2, 68000cdm-2, 4200cdm-2 змішаної структури QLED червоної, зеленої та синьої кольорів.

Нещодавно був розроблений 4-дюймовий кольоровий дисплей QD-LED з використанням гібридної структури типу IV. Використовуючи технологію мікроконтактного друку, роздільна здатність розчиненого кольорового дисплея QLED досягає 1000 ppi (розмір пікселя 25 мкм).

Порівняно з типом структури типу II, товщина плівки з квантовими крапками, що використовується в структурах типу III та типу IV, перевищує один шар до 50 нм. Тому робочий механізм типу структури типу IV зосереджений на механізмі впорскування носія, а не на механізмі передачі енергії Форстера.

(3) Метод підготовки пристрою QLED

У методі підготовки пристроїв QLED успішно перевірені технології підготовки включають технологію розділення фаз, струменеву технологію та технологію передачі.

1. Технологія розділення фаз

Технологія розділення фаз може добре підготувати квантові точки колоїдного моношару з великою площею. Плівку з квантовими крапками можна приготувати зі змішаного квантово -крапкового розчину органічного ароматичного матеріалу та аліфатичного матеріалу методом спінового покриття. Під час сушіння розчинником два різні матеріали відокремлюються для утворення бажаної одношарової квантової точки на поверхні органічного напівпровідника. Цей метод є надійним, гнучким і може одночасно точно контролюватися з хорошою повторюваністю. Концентрація розчину, співвідношення розчину, розподіл розмірів квантових точок і форма квантових точок впливають на структуру плівки. Добре контролюючи ці фактори, можна отримати QLED з високою ефективністю та високою насиченістю кольору. Однак, оскільки цей метод використовує спінове покриття, він може створювати лише монохроматичні екрани дисплеїв.

2. Струменева технологія

Для повнокольорових дисплеїв сподівається знайти процес підготовки, який може створити одношаровий квантовий малюнок, не висуваючи додаткових вимог до матеріалів та конструкцій пристрою. Струменевий процес - це технологія підготовки, яка відповідає цим умовам. Струменева технологія полягає у використанні насадок для друку на рівні мікронів для розпилення підготовленого&"; чорнила &"; зі спеціальними функціями на

Піксельні одиниці формуються на візерунковій ITO -підкладці. Використання методу розпилення дозволяє точно контролювати кількість та положення розподілу за запитом, що може зменшити собівартість виробництва, а також може реалізувати велику площу та дисплей великого розміру.

3. Технологія передачі

Технологія перенесення полягає в тому, щоб спочатку нанести розчин квантової точки на кремнієву пластину, потім випарувати, а потім притиснути виступаючу частину до шару квантової точки, видалити поверхневий шар і перенести його на скляну підкладку або пластикову підкладку. Цим процесом досягається найпотужніший перенесення на підкладку.

(4) Основні проблеми сучасної QLED

1. Вартість підготовки

Виробничі витрати на пристрої QLED можна приблизно поділити на вартість сировини та виробничі витрати на обробку цих матеріалів. Оскільки QLED в даний час використовують подібні технології обробки тонкої плівки, такі як струменевий та мікроконтактний друк, кількісне визначення термічного випаровування та напилення тощо, хоча QLED мають набагато нижчу вартість, ніж OLED, з точки зору структури та технології виробництва, вони вимагають високої -попит на виробниче середовище. Ще існує певна відстань між ним і комерціалізацією.

2. Термін служби

В даний час термін служби пристроїв QLED при найнижчій яскравості відео (100 кд/м2) становить лише 100-1000 годин, що набагато менше, ніж термін служби, необхідний дисплею (більше 10000 годин). Через відсутність поглиблених теоретичних досліджень в даний час може бути багато факторів, що спричиняють короткий термін служби пристрою. Оскільки пристрої QLED певною мірою еволюціонували на основі OLED, властива їм нестабільність органічної речовини як шару транспорту заряду QLED може бути причиною їх короткого терміну служби. На цій основі покращення стабільності органічної речовини в пристрої стало напрямком дослідження щодо збільшення терміну служби QLED.

По -третє, застосування світлодіодів з квантовими крапками

Світлодіоди з квантовою крапкою в основному мають два напрямки застосування: один-це квантово-точковий РК-дисплей, що використовує технологію підсвічування квантових точок, а інший-світлодіод з квантовою крапкою QLED. У цих двох напрямках застосування застосування квантово -крапкового РК є відносно простим і зрілим, і з’явилося досить багато продуктів, тоді як QLED все ще постійно вдосконалюється та вдосконалюється.

(1) Переваги застосування світлодіодів з квантовою крапкою

Оскільки світлодіоди з квантовими крапками використовують матеріали з квантовими крапками, вони, природно, мають багато переваг перед органічними флуоресцентними матеріалами.

(2) Огляд розвитку світлодіодних додатків з квантовими крапками

(1) У 2010 році

Компанія LG продемонструвала новий тип панелей на Міжнародній інформаційній конференції з дисплеїв SID. Панель використовує світлодіоди з квантовими крапками як джерело фонового світла. Чистота кольору РК -панелі буде додатково покращена, тим самим розширення колірної гами дисплея панелі на 30%.

(2) 2011

NanoPhotonica, розробник сучасних матеріалів, зробила великий і здійсненний прорив у технології світлодіодного дисплея з квантовими крапками, який незабаром буде використовуватися у масовому виробництві дисплеїв. Дисплеї, виготовлені за технологією NanoPhotonica-QLED, матимуть кращу якість зображення, тоді як споживання електроенергії зменшиться на 30%, ціна зменшиться на 75%, а термін служби подвоїться. Він має широкий спектр застосування і може використовуватися на дисплеях різних розмірів. За широким спектром застосування є економічна технологія струменевого друку, яка не вимагає випаровування у вакуумі.

Samsung Electronics використовує органічний шар і неорганічний шар як транспортний шар електронів і дірок відповідно до світлодіодного шару квантової точки для виготовлення світлодіодів, що випромінюють квантову точку. Зобразивши плівку з квантовими крапками методом перенесення, Samsung Electronics випустила прототип 4-дюймового повнокольорового QRED-дисплея з активною матрицею.

QDVision продемонструвала 4-дюймовий повнокольоровий світлодіодний дисплей з квантовими крапками на SID. Якість зображення та ефективність дисплея досягли рівня існуючих OLED. QDVision розраховує досягти масового виробництва світлодіодних дисплеїв з квантовими крапками протягом 3-5 років.

Nanosys продемонструвала технологію QDEF для покращення квантових точок на SID у 2011 році. Ця технологія додає плівку для покращення квантових точок між блоком підсвічування РК -дисплея та модулем дисплея, що може збільшити колірну гамму існуючого РК -дисплея на 50%. %, досягнувши рівня колірної гами за допомогою OLED.

У 2011 році Nanosys розробила 47-дюймовий РК-телевізор з повною роздільною здатністю HD з кольоровою гамою 80% NTSC, використовуючи світлодіодну плівку з квантовими точками збудження синього світлодіода як джерело фонового світла.

(3) 2013

У червні 2013 року Sony випустила високоякісну модель РК-телевізора, яка використовує технологію квантових точок у підсвічуванні. У жовтні того ж року Amazon випустила планшетний комп’ютер, який використовує квантові точки в підсвічуванні РК -дисплея.

(4) 2014

У квітні VX2457sml ViewSonic, провідного світового технологічного бренду в США, є представником технології квантових точок. Завдяки технології відображення квантових крапок кількість кольорів, які можна відобразити, можна додатково збільшити, а колірну гамму дисплея на панелі можна збільшити до 99% AdobeRGB, РК. Чистота кольору панелі також була значно покращена. якість зображення була покращена, завдяки чому користувачі отримали професійний та надзвичайно реалістичний кольоровий дисплей.

У вересні Samsung Electronics, LGE та TCL вперше на міжнародному виставці побутової електроніки (IFA) у Берліні вперше продемонстрували РК -телевізори з використанням технології підсвічування квантових точок. Серед них Samsung Electronics буде масово випускати телевізори QDLCD у першому кварталі наступного року. SDC надасть Opencell. Перша партія продуктів буде мати розміри 55 дюймів та 66 дюймів і буде розміщена на ринку ультрависокого класу.

TCL буде використовувати 55-дюймову UHD-панель Huaxing і 3MQDEF з колірною гамою 105%, і планує її масове виробництво вже в кінці 2014 року. LGE також співпрацює з QDvision для розробки технології підсвічування квантових точок і планує запуск телевізорів QDLCD, але його продуктова стратегія в 2015 році все ще буде зосереджена на продуктах OLED. Sony також планує випустити телевізійні продукти QDLCD діагоналлю понад 55 дюймів.

На початку 2014 року Управління патентів і торгових марок США схвалило патент під назвою&«Покращений дисплей з квантовими крапками з дихроїчним фільтром" подана компанією Apple у 2012 р. Патент детально описує технологію квантових точок та спосіб її застосування у мобільних пристроях, таких як iPhone.

(5) 2015

Samsung енергійно просувала новий&«SUHDTV &»; серії на виставці електроніки CES2015, підкреслюючи її переваги у яскравості, відтворенні кольору та детальному поданні, які також відрізняються від звичайних телевізорів UHD (Ultra HD). Але, по суті, SUHD також базується на технології квантових точок, але Samsung оптимізувала нанокристал і механізм обробки зображень, який виглядає краще, ніж попередній телевізор з підсвічуванням 4KLED.

На виставці CES2015 TCL Group також провела на виставці нову конференцію з просування продукції та випустила перший у Китаї' телевізор з квантовою крапкою H9700 для північноамериканського ринку, який став родзинкою виставки CES 2015 у Сполучених Штатах .

(6) 2016

На виставці IFA 2016 року Samsung представила різноманітні нові телевізори з великим екраном. Телевізори з квантовою крапкою на основі SUHD несподівано зайняли половину неба-на додаток до 19 нових телевізорів з квантовою крапкою, що охоплюють від 43 дюймів до 88 дюймів, Samsung також випустила перший ігровий дисплей з квантовими крапками.

У вересні TCL запустила важливу осінню лінію продуктів, запустивши висококласний суббренд&«Chuangyi &»; (Англійська назва" Xess"), а також його телевізор із квантовою крапкою, планшетний комп’ютер, мобільний телефон та інші термінальні продукти, з яких телевізор із квантовою точкою X2 використовується як важливі флагманські продукти, як очікується, офіційно випущений на ринок за три місяці.

(3) Аналіз ринку застосування світлодіодних квантових крапок

Ринок застосування світлодіодів з квантовою крапкою поділяється на QLED та LCD з квантовою крапкою. Оскільки комерціалізація QLED недостатньо зріла, нинішній ринок застосування світлодіодів із квантовими крапками в основному зайнятий LCD з квантовими крапками.

(1) Глобальний прогноз ринку додатків QLED

Хоча тепер усі погляди спрямовані на РК-дисплей з квантовими крапками, QLED-це справжній світлодіод з квантовою крапкою, який, як очікується, стане наступним поколінням технології OLED-дисплея. Згідно з прогнозованим прогнозом IDTechExResearch, розмір ринку QLED може досягти 11,2 млрд доларів США до 2026 року, а розмір ринку поля дисплея-9,6 млрд доларів США, що становить близько 85%.

Малюнок 26: Прогноз масштабу ринку додатків QLED

(2) Прогноз ринку глобальних РК -додатків із квантовими крапками

Технологія відображення квантових точок існує з 1990 -х років, але лише недавно стала популярною на телевізійному ринку. РК -панелі розроблялися десятиліттями, і головне поліпшення полягає у розвитку технології підсвічування. Світлодіодні підсвічування тепер стали популярними і мають кращі ефекти відображення, ніж традиційні підсвічування люмінесцентних ламп з холодним катодом. Але, очевидно, світлодіодне підсвічування - не панацея. Так званий&"WhiteLED &" має дуже широкий спектр. Тому для відображення більш насиченого червоного, зеленого та синього кольорів потрібна більш точна технологія затемнення, а також є деякі вузькі місця. Самосвітний OLED має кращий ефект відтворення кольору, але вартість дуже висока, ринкове сприйняття низьке, а масове виробництво у великих масштабах дуже нереально. Квантові точки - це більш ефективна технологія відображення в рідкокристалічній технології відображення. Квантові точки можуть перетворювати джерела чистого синього світла в червоний і зелений, пригнічувати передачу кольору та досягати більш збалансованого виведення трьох основних кольорів. У той же час його споживання електроенергії та вартість також нижчі, ніж у OLED. Враховуючи, що технологія квантових точок може принести більш високу енергоефективність та кольорову ефективність, а також знизити витрати, РК-дисплей з квантовими точками незабаром може стати найпопулярнішим вибором на ринку телевізорів високого класу.

Обсяг ринку квантово-цифрових РК-дисплеїв у 2015 році склав 77,6 мільйонів доларів США, і очікується, що до 2020 року ринок досягне 477 мільйонів доларів США, що на 515%більше, ніж у минулому році. Можна побачити, що розмір ринку квантово -рідкокристалічних дисплеїв у наступні п'ять років покаже вибухове зростання з величезним потенціалом.

Малюнок 27: Прогноз розміру ринку квантового РК -дисплея

РК-дисплей із квантовою крапкою має три форми упаковки: On-Surface, On-Edge та On-Chip. В даний час перші два методи є основними формами упаковки LCD з квантовими крапками. У 2015 році ринковий розмір РК-дисплея з квантовими крапками, упакованого у формі On-Surface та On-Edge, становив 69,5 млн. Дол. США та 8,1 млн. Дол. США відповідно, а очікуваний розмір ринку до 2020 року становитиме 425,4 млн. Доларів США та 16,1 млн. Доларів США, відповідно. Розмір ринку формату On-Surface зростає з кожним роком, і очікується, що розмір ринку формату On-Edge у 2018 році досягне 20,2 мільйона доларів США з подальшою тенденцією до зниження. Очікується, що квантовий РК-дисплей, упакований у форматі On-Chip, матиме розмір ринку 7 мільйонів доларів США у 2018 році та досягне 3570 доларів США у 2020 році, що перевищить розмір ринку пакету формату On-Edge. Поверхнева упаковка є основним вибором для РК-дисплеїв з квантовими крапками. Частка ринку у 2015 році становила 89,6%, і очікується, що вона складе 89,1% у 2020 році.

Завдяки відмінним характеристикам квантовий РК -дисплей буде широко використовуватися на телевізійних дисплеях (телевізор), моніторингових дисплеях (монітори), дисплеях портативних комп’ютерів (ноутбук), дисплеях планшетних комп’ютерів (планшет) та дисплеях мобільних телефонів (смартфон). У 2015 р. Розмір ринку телевізорів, моніторів та планшетів становив 73,5 млн. Доларів США, 3,5 млн. Доларів США та 500 000 доларів США відповідно, а поставки складали 1,4 млн, 400 000 та 100 000 одиниць відповідно. Очікується, що розміри ринку становитимуть відповідно до 2020 року. Для 41,3 млн. Доларів США, 24,2 млн. Доларів США та 19,3 млн. Доларів США, поставки склали 24,5 млн. Одиниць, 3,2 млн. Одиниць та 4,7 млн. Одиниць. У 2016 році ринок ноутбуків становив 700 000 доларів США, а поставки - 100 000 одиниць. За оцінками, до 2020 року розмір ринку становитиме 4 мільйони доларів США, а постачання - 800 000 одиниць. Обсяг ринку смартфонів у 2018 році становив 1,1 мільйона доларів США, а поставки - 500 000 одиниць. За оцінками, до 2020 року розмір ринку становитиме 13,5 мільйонів доларів США, а поставки - 7,4 мільйона одиниць. Телевізор з квантовою крапкою є основним полем застосування квантово -крапкового РК -дисплея, на його частку припадає близько 94,8% загального ринку у 2015 році, і очікується, що він складе близько 87,2% у 2020 році.

Малюнок 31: Прогноз відвантаження для РК -програм із квантовими крапками

У найближчі п'ять років телевізори з квантовою крапкою займуть більшу частину ринку LCD -додатків з квантовою крапкою. У 2015 році поставки 40-49-дюймових телевізорів з квантовою точкою склали 100 000 одиниць, 50-59 дюймів-800 000 одиниць, а 60-69 дюймів було відвантажено. Дюйм становить 400 000 одиниць, і очікується, що постачання до 2020 року становитимуть 8,3 млн одиниць, 11,9 млн одиниць та 3,9 млн одиниць відповідно. За оцінками, поставка телевізорів з квантовою точкою розміром понад 70 дюймів становитиме 100 000 одиниць у 2017 році та 400 000 одиниць у 2020 році. 40-60 дюймів-це основний попит на телевізори з квантовою крапкою, що становить 69,2% від загальної кількості поставок у 2015 році та 82,5 % у 2020 році. Натомість попит на понад 70 дюймів невеликий.

Малюнок 33: Прогноз відвантаження різних розмірів телевізорів з квантовою крапкою

4. Великі світові виробники квантових точок

В даний час у світі існує близько 60 підрозділів, які проводять дослідження квантових точок, включаючи підприємства, університети, науково-дослідні установи тощо. Серед них три провідні світові виробники матеріалів з квантових точок-Nanoco у Великобританії, QDVision у США та Nanosys у Німеччині, поступово Сформувавши ситуацію з трьох ніг, ці три компанії практично розділили ринок, а компанія Hangzhou Nanojing Technology Co., Ltd.-єдине вітчизняне підприємство з можливостями досліджень та розробок технології квантової точки.

(1) Великі іноземні компанії з квантової точки

(1) Nanoco, Великобританія

Британська компанія Nanoco була створена в 2001 році, і її позиція на ринку має бути виробником та постачальником екологічно чистих квантових точок без кадмію (CFQD). Вона співпрацювала з Dow Chemical у Сполучених Штатах для випробування рідкокристалічних дисплеїв із використанням квантових точок, що не містять кадмію (Cd). Це було продемонстровано під час&«SID2014 &»; 2 червня і прийняв" On-Surface" пакет, але не було публічних звітів про продукти застосування. Крім того, майбутнє масове виробництво матеріалів з підсвічуванням квантових точок від Samsung в основному надходить від Nanoco та Dow Chemical. Поточна капіталізація компанії' становить 196 мільйонів доларів.

Операційний прибуток та чистий прибуток Nanoco&у 2015 році склали 3,2 млн доларів США та 12,9 млн доларів США відповідно. Шість років поспіль чистий прибуток був від'ємним і розширювався, і він був збитковим. Його операційний дохід у 2015 році склався з трьох частин: доходів від роялті та ліцензій, матеріалів із квантовими крапками та технічних послуг, з яких матеріали з квантових крапок становили 21,9% його операційного доходу.

Огляд бізнесу матеріалів з квантових крапок Nanoco:

1. Дисплей з підсвічуванням: CFQD може значно збільшити колірну гамму дисплея (збільшити на 30%), щоб зробити зображення більш реалістичним, колір більш красивим, і немає необхідності змінювати існуючий режим процесу РК -та світлодіодного дисплеїв, вартість нижче, і його легше використовувати більшість РК (світлодіодів), прийнятих виробником. Напрямок застосування: панель мобільного телефону, планшетний комп’ютер, дисплей комп’ютера, телевізор тощо.

2. Освітлення: регулюючи розмір CFQD, можна точно відрегулювати колірну температуру та індекс передачі кольору світла, щоб задовольнити індивідуальні потреби клієнтів у світлі. Крім того, завдяки кращій ефективності фотоелектричного перетворення CFQD, використання світлодіодних джерел світла може бути зменшено для досягнення більших енергозберігаючих цілей. Напрямок застосування: світлодіодна упаковка, світлодіодні освітлювальні прилади, світлодіодні лампи, світлодіодні освітлювальні вироби тощо.

3. Тонкоплівкова сонячна енергія: Наночастинки (CIGS) виробництва Nanoco мають дуже хорошу ефективність фотоелектричного перетворення. На відміну від сучасних методів обробки, наночастинки можна використовувати для виробництва тонкоплівкових сонячних батарей методом розчину, а коефіцієнт використання матеріалу досягає 90%, що набагато вище, ніж поточний метод випаровування та напилення

Спосіб зйомки

4. Біомедицина: водорозчинний CFQD та функціональний CFQD, напрямки застосування: біовізуалізація, діагностика in vivo та in vitro in vivo.

(2) QDVision, США

QDVision Сполучених Штатів був заснований у 2004 році дослідниками із всесвітньо відомого Массачусетського технологічного інституту (MIT), включаючи Мунгі Бавенді, батька технології відображення квантових точок. Окрім володіння більш ніж 250 патентами та очікуваними патентами, воно також отримало схвалення від Сполучених Штатів. Багато нагород, включаючи знамениту&"Президентську премію з екологічної хімії [GG" quot; виданий Агентством з охорони навколишнього середовища. Вона співпрацювала з компанією Nexxus Lighting у Сполучених Штатах, щоб у 2009 році запустити комерційне джерело освітлення з квантовими крапками. Лампа з підсвічуванням з квантовими точками, випущена у 2013 році, була застосована до телевізора Sony Corporation у Японії за допомогою&"On-Edge"" спосіб пакування. QDVision стверджує, що його місячний випуск оптичних компонентів квантових точок може досягати 1 мільйона.

QDVision є лідером у галузі технології відображення квантових точок. Його технологія відображення квантових крапок ColorIQ забезпечує унікальне компонентне рішення, яке дозволяє дисплею виводити&"повну гаму"" кольорів. З 2013 року компанія продала більше мільйона оптичних пристроїв ColorIQ і продовжує співпрацювати з брендами на ринку телевізорів та дисплеїв, включаючи TCL, Hisense, Philips та Konka. Телевізори та дисплеї з квантовою крапкою, що використовують технологію ColorIQ, зареєстровані в Китаї, Японії та Європі.

Технологія відображення квантових точок ColorIQ-це передова напівпровідникова технологія, що випромінює світло, розроблена компанією QDVision. Пов’язані вироби виготовлені з матеріалів з квантовими крапками, які можуть випромінювати дуже чисте та насичене вузьке пропускання червоного, зеленого та синього світла. Завдяки інтеграції оптичних компонентів ColorIQ та технології відображення Замовника РК -телевізори можуть досягти більш широкої колірної гами та 100% стандарту NTSC. Напрямок застосування: РК-телевізор з великим екраном, персональний комп’ютер, монітор робочої станції, смартфон, поле освітлення тощо.

(3) Nanosys, Німеччина

Німецька компанія Nanosys була заснована в 2001 році і є одним з лідерів у технології квантових точок. Компанія володіє більш ніж 300 патентами на квантові дисплеї. У 2012 році вона співпрацювала з 3M для розробки технології товстої плівки з квантовими точками (QDEF). , Використання технології QDEF може не тільки розширити колірну гаму від 70%NTSC до 100%, а й збільшити ефективність освітлення, виражену співвідношенням яскравості РК -панелі до потужності підсвічування приблизно на 50%. Він приймає" On-Surface" Форма упаковки.

Бізнес з квантово -крапкових матеріалів Nanosys в основному включає концентрати квантових точок і технологію QDEF. На даний момент компанія має найбільшу в світі виробничу базу для концентратів квантових точок з річним випуском 25 тонн та щорічним постачанням 6 мільйонів 60-дюймових телевізорів з квантовими крапками.

З можливістю використання субточкових матеріалів, серія нових продуктів з квантовою крапкою, таких як труби з квантовими точками, буде запущена після 2015 року. Компанія налагодила тісну співпрацю з деякими відомими брендами комп'ютерів та моніторів, такими як 3M, Samsung, Sharp та LG та їх продукція широко використовуються в планшетних комп’ютерах, телевізорах, смартфонах тощо.

(2) Великі вітчизняні компанії з квантової точки

(1) Ханчжоу Найнінг Лтд.

Компанія Najing Technology була створена в серпні 2009 року. Це національне високотехнологічне підприємство, основою якого є нові напівпровідникові матеріали з квантовою крапкою. Основним бізнесом компанії є дослідження, виробництво та технологія застосування та розробка продуктів нових матеріалів з квантовими крапками. Дизайн, синтез та модифікація поверхні матеріалу Dot&займають лідируючі позиції у світі, і це єдина вітчизняна компанія, занесена до Нової третьої ради. Він має потужний науково -дослідний потенціал, і його поточна ринкова вартість становить 1,63 млрд юанів.

Операційний прибуток та чистий прибуток компанії Najing Technology у 2015 році склали 7,31 млн юанів та -4,9 млн юанів відповідно. Чистий прибуток протягом чотирьох років поспіль був негативним, але збитки за останні три роки зменшувалися. Матеріали з квантової точки компанії' та їх застосування знаходяться на етапі впровадження та перевірки ринку. Хоча він має незамінні технологічні конкурентні переваги, а продукти його застосування, включаючи квантові трубки, розпочали масове виробництво, все ще існують збитки до формування об’єктивного операційного доходу. Операційний ризик. Його операційний дохід у 2015 році склав п’ять частин: освітлювальна продукція, напівпровідникові люмінесцентні матеріали, технічні послуги, біопрепарати та продукція для експонування. Операційний дохід становив 56,8%, 26,2%, 11,4%, 4,7%та 1%відповідно. Виставкові товари Пропорція невелика.

Огляд основної діяльності Naing Technology'

1. Матеріали з квантовими крапками: поділені на чотири системи продуктів-реагенти з квантовою крапкою, що містять кадмій, реагенти з квантовою крапкою без кадмію, нанокристали металів та оксидні нанокристали, які широко використовуються у світлодіодних пристроях, сонячних елементах, каталізі, біомаркерах та біомедицині Фундаментальні дослідження та розробка додатків в інших областях.

2. Технологія відображення квантових точок ColorIn: Продукти включають пристрої перетворення світла з квантовою крапкою (Q-LCD) та плівки перетворення квантових точок світла (QLCF), які широко використовуються в таких термінальних продуктах, як телевізори, монітори та мобільні телефони.

3. QLED: Створено науково -дослідний центр проектів друку та відображення OLED, а також активно просувається промисловий розвиток технології друку та відображення QLED.

4. Біомедицина: Заснована дочірня компанія, що повністю належить, Beijing Najing Biotechnology Co., Ltd., присвячена застосуванню та популяризації квантових точок у галузі наук про життя. Продукти включають маркери квантових крапок, набори для маркування квантовими точками, платформи швидкого огляду квантових точок тощо.

5. Нанокристал природного світла: Використовуючи ексклюзивний нанокристал із квантовими крапками у поєднанні з глобальною авторизованою технологією дистанційного збудження CREE у США, розроблено світлодіодний пристрій із 3D-силіконовою сферичною маскою, що базується на технології моделювання спектру природного світла більше 95% площі природного світла та здорового видимого спектра. Це, безумовно, найближче до природного світла штучне джерело світла.