（QD-LCD）是一种先进且具有宽广运用远景的显现技能。QD-LCD技能结合了成熟度高的LCD技能和量子点窄发射、高荧光量子产率等特色，提高LCD显现技能的颜色质量，现在现已在高色域电视、高清显现器、智能平板等范畴得到广泛运用。近年来，国内外许多公司和科研组织在QD-LCD范畴投入许多研制精力，市场占有率正在逐渐提高。

　　近来，北京理工大学吴显刚、钟海政与TCL公司季洪雷协作在《液晶与显现》（ESCI、Scopus，中文中心期刊）2023年第3期“量子点液晶显现运用技能”专栏宣布了题为“量子点液晶显现运用技能的开展与展望”的总述文章。

　　文章介绍了传统LCD范畴存在的问题，论述了QD-LCD在色域、能效和感知亮度等方面的优势，开展现状和未来应战，并讨论了处理上述应战的提高方案，特别是最近呈现的Mini-LED背光、量子点彩膜等技能。

　　QD-LCD具有窄发射的三基色光谱（图1（a））。半峰宽越窄色域掩盖面积越大，全体流明功率也越高（图1（b））。一起得益于HK效应，颜色越艳丽，人感觉到的亮度越强，因而窄发射光谱能够下降功耗，图1(c)表明了HK效应对感知亮度的详细影响。

　　图1：（a）GaN LED和红绿CdSe量子点，InP量子点和钙钛矿量子点的光谱；（b）总流明功率和色域掩盖与量子点发射光谱之间的联系；（c）饱满单色光的HK效应起伏

　　如图2（a）-（c）,依据量子点负载办法的不同，QD-LCD的背光能够分为On-chip，On-edge和On-surface三种结构。On-chip结构中，量子点在芯片外表，量子点用量少，工艺简略（图2（d）），但该方案对量子点在高温强光下的安稳性要求十分高。On-edge结构中，封装有量子点的玻璃毛细管被置于导光板的边际上，但因该结构中背光灯条的规划和量子点玻璃管的装置较为杂乱（图2（e）），因而该结构的运用有限。

　　On-surface结构中，量子点以量子点增强膜（QDEF）的方式负载在导光板上方。因远离蓝光LED，该结构对量子点的高温强光安稳性要求最低。除了传统的CdSe和InP等量子点资料，钙钛矿量子点也现已满意光学和信任性要求，开端批量生产（图3）。

　　图3：（a）钙钛矿量子点光学膜的原位涂布制备工艺及相应产品相片，（b）钙钛矿量子点光学膜在存储条件下和运用条件下的加快老化曲线

　　尽管量子点能够大幅提高LCD显现器颜色质量和TLE，但彩膜光谱和量子点光谱穿插问题极大的约束了显现器功能的提高（图4（a）-（c））。图4（d）的模仿结果表明，运用现有彩膜技能的QD-LCD尽能到达REC. 2020色域的~95%，且全体流明功率也存在极限（~30 lm/W）。

　　图4：量子点背光在穿过（a）蓝色滤光膜（b）绿色滤光膜（c）赤色滤光膜的光谱穿插状况（d）不同半峰宽的量子点背光的TLE和色域掩盖状况

　　光谱堆叠可通过特别规划的光学结构削弱。通过在背光模组中引入了FRP（功能型反射式偏振片）光学膜片和图画化的1/2波片将蓝光和红绿光分隔，以减小光线通过彩膜时蓝光和绿光的堆叠。

　　将吸收型彩膜替换为QDCF能够简化驱动电路和固件程序的规划（图6（a）），提高屏幕的TLE并增大可视角。但QDCF也存在许多缺陷，量子点下降的吸收系数和较小的Stocks位移，会导致蓝光走漏和荧光子吸收，形成显现质量和能效的下降（图6（b））。别的因为QDCF的荧光没有方向性, 向液晶背板传达的光无法被运用，形成能量的糟蹋。除此之外，环境光中的部分高能量的光也会激起QDCF形成色偏移。在QDCF外表掩盖一层吸收型彩膜能够改善蓝光走漏和环境光激起问题（图6（a）），因为吸收型彩膜对蓝光的阻挠效果，可有用下降蓝光的走漏，并削弱环境光激起的影响。QDCF反向发射的荧光能够运用SPF（短波透射滤光片）来进行阻挠和反射（如图7（c））。

　　图6：（a）QDCF显现器的根本结构，（b）不同厚度的QDCF在GaN LED激起下的绿光和蓝光积分强度比较 （c）QDCF显现器的根本结构掩盖传统CF,（d）QDCF显现器的根本结构增加短波透射反射片

　　本文剖析了QD-LCD的技能优势、开展现状和问题应战，并针对这些应战总结了相对应的处理或提高办法。正如文中描绘的那样，量子点因其窄发射和高功率特性可大起伏提高LCD显现器的颜色质量和TLE。其间，On-chip结构具有低成本优势，并跟着资料安稳性问题的处理运用远景较大；On-edge的自身结构特性约束了其运用场景；On-surface现在开展迅速，钙钛矿的低成本和高功率为这一范畴供给了更多挑选。可是彩膜的光谱堆叠问题和全体能效问题始终是限制量子点彻底开释其功能的妨碍，为此研讨者们提出了背光结构优化、量子点彩膜等处理方案。

　　钟海政，北京理工大学资料学院，教授、博导，The Journal of Physical Chemistry Letters履行主编。先后在吉林大学、我国科学院化学研讨所、加州大学洛杉矶分校、多伦多大学学习和从事博士后研讨，2010年参加北京理工大学资料学院，2013年破格晋升为教授。当选人事部留学归国择优赞助(2012)、北京市青年英才(2013)、北京市科技新星(2014)、国家自然科学优秀青年基金(2017)等人才方案支撑。首要从事量子点运用技能研讨，已在Nature Photonics、Nature Nanotechnology、Advanced Materials、Light: Science & Applications等期刊上宣布论文200余篇，文章被引10000余次，当选爱思唯尔2020、2021年我国高被引学者。请求我国专利100余项，授权国内发明专利30项，国外发明专利9项，在包含美国SID显现年会、“欧洲显现2015年会”、日本显现年会、IEEE Photonics 2018年会等重要国内外会议上做约请陈述30余次。2018年取得北京市科学技能奖赏二等奖(排名2/10)，2019年取得日本IDW显现技能最佳论文奖。现在兼任九三学社北京理工大学支社副主委、《我国光学》编委等学术和社会职务。

　　本文为汹涌号作者或组织在汹涌新闻上传并发布，仅代表该作者或组织观念，不代表汹涌新闻的观念或态度，汹涌新闻仅供给信息发布渠道。请求汹涌号请用电脑拜访。