量子點顯示屏如何發光？
近年來，跨國公司相繼推出了量子顯示屏幕，量子點技術進入了市場化階段。量子點電視的賣點是色域覆蓋率高和峰值亮度高，相較於有機發光二極體（OLED），量子點電視所用的量子點發光二極體（QLED）具有較低的生產成本，所以有些公司捨棄OLED而進軍QLED，那麼，量子點是什麼呢？
量子點（quantum dot, QD）是尺寸在100納米以下的粒子團，又被稱為半導體納米微晶體。量子點是俄羅斯科學家Alexander Efros、AlekseyEkimov和貝爾實驗室的布魯斯（Louis Brus）於33年前發現的。目前被研究較多的是Cds、CdSe、CdTe、ZnS等。那麼，量子點是如何發光的呢？量子點的發光方式有電致發光和光致發光。量子點是半導體納米晶體，那麼，半導體的發光機理是什麼呢？
在發光二極體（LED）中，原子周圍有固定的電子位置，有些地方電子較多而位置較少，多餘點電子能夠自由移動，叫做自由電子；有些地方電子較少，導致有的位置沒有電子，我們把它叫做空穴；所以自由電子帶正電，而空穴帶負電。如果自由電子掉進空穴中，勢能降低，多餘能量以光子形式發出，這被稱為「電子空穴複合」。
對於電致發光，當發光二極體通電以後，電子和空穴被注入到半導體中並在電場作用下發生定向移動，他們在相遇時可能會發生電子空穴複合，電子進入空穴。當然並不是所有的電子和空穴都能發生符合，發生複合是有一定幾率的，而這個幾率決定了發光二極體的效率，複合幾率與半導體的尺寸有一定關係。
當半導體的尺寸小到一定程度，達到量子點的級別以後，由於量子限域效應，電子空穴複合所發出的光的波長隨量子點的尺寸變化，也就是說不同尺寸的量子點會發出不同顏色的光，而且發光波長集中分布，從而導致色彩非常鮮艷。同時量子點中電子空穴複合的效率很高，只要自由電子和空穴在電場的作用下按照1:1的比例進入量子點，幾乎可以完全發生符合，發光效率很高。
但是自由電子和空穴很難按照1:1的比例進入量子點，注入的自由電子和空穴數量不平衡，空穴數量少而自由電子數量多。科學家在QLED器件結構中空穴注入量子點前增加了空穴傳輸層，空穴傳輸層能夠使空穴注入更加容易，從而增加空穴數量；在電子進入量子點前增加了絕緣層來降低電子的注入速率；使得自由電子和空穴的比例接近1:1，從而提高複合效率。
對於光致發光，量子點中的電子在一定光照下被激活離開原有位置形成自由電子和空穴，由於自由電子和空穴距離很近，立刻會複合，放出一定波長的光子，從而實現光致發光。光之發光的顏色也隨著量子點的尺寸變化而變化。
所以對於QLED，光致發光的QLED屏幕需要背光，被稱為「第一代量子顯式技術」，而電致發光的QLED屏幕不需要背光就可以發光了，被稱為「第二代量子顯式技術」，目前，第一代量子顯式技術已經市場化，第二代量子顯式技術預計最快於五年後量產。
參考文獻
1. 維基百科, Quantum dot, https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_dot
2. 晨曦, 量子點解決液晶畫質軟肋為何等到今年才登場?, http://tech.qq.com/a/20150111/014760.htm
3. 山水閑人, 讓量子點發出光, http://www.guokr.com/article/439572
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