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搶攻顯示/照明應用商機　量子點螢光粉成關鍵利器

然而，除了熱輻射外，還有什麼方法可達成LED光源具備高演色性？演色性的計算使用的色度座標為CIE1964 WUV色度座標，須求出標準樣品在待測光源照明下的色度座標，接著再對標準樣品與待測樣品進行色度點的運算，再計算兩色點的色差值。一般來說測試演色性須使用十四個標準演色性樣品，前八種是顏色較不鮮艷的中性色彩，用來測驗光源是否可以展現物體的一般色，而編號九到十二則分別是高飽和的紅、黃、綠、藍四種顏色，用來評量光源是否可顯示具鮮豔色彩的物體，第十三個標準色樣品是皮膚的顏色，而最後一個則是一般樹葉的顏色，最後取十四個計算演色性的平均值即為待測樣品的演色性。所以，若是要得到高演色性則必須具有這十四個波長的特性，也就是最好具有連續性的波長，且FWHM要寬。

現有的LED加上螢光粉因為技術成熟，且價格便宜，因此業界正大量使用，同時也是現今顯示器光源和照明光源的主流，但是量子點螢光粉同時也是各家廠商重點研究的方向，量子點螢光粉主要的材料是硒化鎘(CdSe)或是硫化鋅(ZnS)，原理是將螢光粉大小縮小到奈米(nm)等級，藉由控制不同的螢光粉粒徑大小來控制所激發的波長。

2012年Nanosys和3M合作提出了一個增加現有顯示器色域的方法，在現有的顯示器表面外加上一層量子點螢光粉膜，這樣的設計在成本上並沒有增加太多，但卻可以達到Wide Color Gamut(WCG)的效果。Nanosys將這種產品叫做Quantum Dot Enhancement Film(QDEF)，但是因為量子點螢光粉和PET材料混合射出成薄膜，仍然會被外界溫度和濕氣所影響，導致整體可靠度和效率不如預期，給人有叫好不叫座的感覺，無法達到實際產品量產水準。

接下來，索尼(Sony)在2013年美國消費性電子展(CES)中展出了新一代的顯示器，擁有4K×2K的高解析度，高反應速度及高色彩飽和度。索尼新一代顯示器也是使用量子點螢光粉技術，其結構是在一個扁平型的玻璃管中塗滿量子點螢光粉，光源仍是使用藍光LED光源，其中量子點螢光粉主要成分是硒化鎘，供應商為QD Vision；玻璃管供應商為隆達電子，由背光模組廠負責組裝，這樣的產品可達到廣色域的效果及成本的優勢，並避免原本量子點螢光粉對於環境濕度及溫度影響發光效率及壽命的不良因素。另外，因為玻璃管中抽真空，雖然增加了製程上的難度，但是對於可靠度可提升約50%，效能提升約10%，索尼這種55吋電視販售的價格約在3,000～3,500美元之間，屬於高階機種。圖1是使用量子點螢光粉的光源和螢光粉背光源的差距，可以看到若是相同NTSC下，使用量子點螢光粉的背光源發光效率是一般螢光粉的1.18倍。

資料來源：3M(06/2013) 圖1 量子點螢光粉光源與螢光粉背光源效率的差距

在照明部分，量子點螢光粉同樣的也很容易達到高演色性的效果，只是因為量子點螢光粉的價格過高，到現在還沒有普及，不過只要可均勻的控制不同粒徑大小量子點螢光粉的分布，就有機會做到高演色性的理想光源。

LED加上量子點螢光粉有可能變成理想光源的一種。未來量子點螢光粉改善的重點有三大項，首先是結構改善，現有量子點螢光粉基本上為ZnO及GaO兩種，其轉換效率最好。第二是製程改善，目前既然不能改善量子點螢光粉的結構，那就利用製程來做改善，所以才會有將量子點螢光粉混入光學薄膜(Optical Film)中和封在玻璃燈管中的想法，這些想法主要是為了將量子點螢光粉遠離熱源及避免環境水氣和溫度影響，未來將量子點螢光粉結合燈具設計也是一種很好的想法。第三是節省用量，量子點螢光粉的價格非常昂貴，10公克約新台幣1萬元，基本上比黃金還貴，所以在製程改善上皆以節省用量為主。

綜觀所述，2013年會量子點螢光粉會因為各家廠商的研究，而逐漸由顯示器的背光源普及到照明光源的應用，藉此強化LED光源的演色性與廣色域，產業界亦相信此一技術會因持續改善而獲得市場普及，並擴大LED市場商機。