诺奖级成就量子点技术的百年接力中国有望完成显示革命

  去年，诺贝尔化学奖授予了在量子点发现和合成方面做出杰出贡献的三位科学家。

  这里有一个热知识，自人类在普朗克、爱因斯坦的带领下进入量子时代，几乎一切显示技术都和化学离不开干系，比如CRT的荧光粉，现在的量子点。所以我们在很多关于显示技术的会议上，会看到不少来自化学教授们的身影。

  量子点到底是什么呢？它是一种人造的会发光的纳米微粒。由此引申出两个概念，一是它会发光，二是纳米。发光，决定了它可当作显示材料，纳米则证明了它的细腻精密。去年的诺奖颁给这三位大师，正是因为他们接力棒似的用近百年的时间，发明并完善了大规模制备量子点的化学技术。

  万物之间联系的巧妙正在于此。正当人类为下一代显示技术的方向争论不休之时，量子点制备技术就突然成熟了，不但可以为液晶面板提供更出色的色彩准度与色域覆盖，还顺手又推开了电致发光量子点技术的大门，这被业界普遍视为下一代显示技术。

  上世纪80年代，阿列克谢.伊基莫夫，也就是去年获诺奖的俄罗斯化学家Alexei Ekimov，成功地在有色玻璃中创造出依赖于尺寸的量子效应，其颜色来自氯化铜纳米颗粒。他的研究证实了，颗粒尺寸会通过量子效应影响玻璃的颜色。

  不仅如此，他还发现，当半导体材料的尺寸减小到纳米尺度时，还会出现量子限域效应。

  你可以通俗地将发光材料理解为一座加工厂，给它提供原材料，它就能够生产出产品。

  对于常规发光材料，它会接受各种原材料，生产出良莠不齐的产品。而量子点材料有严格的准入管理，只接受特定规格的原材料，然后生产出质量一致的产品纯净的光。

  理论上来讲，只一定要通过精确控制量子点的尺寸，就可以限制量子点接受的能量，产生各种不同色彩的纯净光，从而呈现出更为丰富逼真的色彩。

  例如，我们如今常见的量子点电视，是利用了这一特性，以高稳定性、高纯度的色彩表现力，为电视带来了优秀的色准和更广的色域覆盖。

  伊基莫夫的工作为量子点的研究提供了重要的实验依据，让人们开始关注量子点的独特性质。

  几年后，Louis Brus，也就是去年另一位获奖的大师路易斯布鲁斯，在研究太阳能化学反应时，意外发现尺寸非常小的硫化镉颗粒，光学特性发生明显的变化，出现了量子现象。

  布鲁斯由此变成全球上第一位证实了流体中自由漂浮粒子的尺寸也依赖量子效应的科学家，也激发起了科学家们对其它纳米材料的研究热情。

  在 1993 年之前，量子点的生产面临着许多挑战。传统的合成方法难以控制量子点的尺寸和形状，导致产物的尺寸分布较宽，性能不稳定。

  直到我们的第三位诺奖获得者Moungi Bawendi巴文迪的出现，才彻底改变了这一局面。

  巴文迪使用的特殊溶剂在加热后可提供一个特殊的反应环境，促进量子点的形成。这种溶剂可以轻松又有效地控制反应速率和晶体生长过程，使得量子点能够在相对来说比较稳定的条件下生长。

  而且，光滑的表面减少了缺陷和杂质的存在，降低了非辐射复合的概率，来提升了量子点的发光效率和量子产率。这使得量子点在各种应用中终于能发挥其性能了，比如更高的亮度、更纯净的颜色和更长的使用寿命。

  接近百年时间，三位科学家接力研究，一同推动了量子点技术的发展。伊基莫夫，让我们认识到量子点的存在和其独特的量子效应；布鲁斯拓展了量子点的应用领域；而巴文迪则解决了量子点大规模生产的难题，最终使得量子点技术能够走向实际应用。

  近日，浙江大学叶志镇院士团队传出了喜讯，宣布成功攻克了量子点 LED 前沿的两大难题，分别是蓝光量子点 LED 的发光效率问题和红光量子点 LED 的亮度不足问题。

  考虑到 2014 年日本三位科学家仅仅因为发明了蓝色发光二极管，就能共同获得诺贝尔物理学奖，对于浙大叶院士团队对于量子点 LED 领域前沿两大难题的攻克，我们也可以大胆地猜测一下，这大概也是诺奖级的科研突破。

  从1900年的量子点萌芽到如今的量子点电视，我们应该看到，产学研之间，往往有着遥远的距离。

  与之相对的，在电致发光量子点技术落地之前，如今量子点显示在液晶背光技术中已得到了广泛应用。与传统液晶显示器所不同的是，量子点显示器使用蓝色 LED 光源，然后经过特定量子点材料之后，被分别转化为红光或绿光，配合空白像素直接显示的蓝光，就有了 RGB 光。

  事实上，很多显示技术企业都早已深入应用量子点材料，在量子点技术上建立起了深厚积累。毫无疑问的是，TCL和三星是其中的佼佼者。

  我国的电视品牌TCL早在2014年就推出了中国第一台量子点电视，展现了其在量子点技术领域的前瞻性和领导力。多年来，TCL一直在致力于量子点技术的研发和应用，不断推出具有创新性的产品。

  从2012年开始研发量子点管的显示技术，到2015年率先推出量子点膜片的技术方案，再到2017年合作开发第三代量子点扩散板技术，在产业层面，TCL不断的提高起量子点器件的发光效率及可靠性。

  2019年，TCL结合量子点和Mini LED技术，创造性首发QD - Mini LED技术电视，领先全球。在2020年粤港澳大湾区高价值专利培育布局大赛中，TCL以其在量子点技术方面的全面专利体系和卓越的研发成果，获得业内评委专家的高度认可，斩获大赛成长组金奖。

  在产品研发过程中，TCL 的量子点技术持续升级。其中，最新的量子点 Pro 2024 已经运用上了升级版四元量子晶体 Pro。

  据悉，该晶体以更为稳定的合金结构，能保证量子点晶体在 10 万小时内有效发光。作为对比，普通量子点材料最长只有 6 万小时寿命。

  与此同时，它还采用了超高精密包裹技术，把纳米级量子点材料与有机材料来多层共聚，进而获得更出色的光学与色彩属性。

  在此基础上，TCL 量子点 Pro 2024技术还在 QD 扩散板中采用了发泡粒子，从而增加了亮度和色彩的均匀度，多个方面数据显示 TCL 电视色彩均匀性提升了 5%，X 系列新产品线%的色彩均匀度。

  除此之外，量子点 Pro 2024采用的 QPH2.0 技术方案还带来了光转换效率的提升，电视显示亮度获得了 25% 的提升。因为在同一亮度下，搭载TCL 量子点 Pro 2024技术的电视更加节能，产生的热量更小，面板的寿命也会相应获得提升。

  当然了，量子点技术更大的意义还是量子材料的高色彩纯净度带来的显示效果提升。多个方面数据显示，采用量子点 Pro 2024 的TCL 电视可以在一定程度上完成 157% 的 BT.709 色域，E＜0.99 的专业级色准。

  在面向未来的电致发光领域，TCL 同样早有布局，投入超 3 亿元资金，建设了超2000 平米的电致发光量子点显示研发和创新平台，申请专利 2485 件，在世界顶级杂质期刊累计发表论文 13 篇。

  放眼全球，在 TCL 之外，目前也只有三星可以与其并驾齐驱。三星也是全球量子点技术的重要推动者，其在量子点显示器的研发实力同样令人瞩目。

  在量子点材料方面，三星致力于开发高质量、高性能的量子点材料。通过精确控制量子点的尺寸、形状和化学成分，三星可以在一定程度上完成更高的色彩纯度和更广的色域，为用户所带来更逼真和鲜艳的视觉体验。

  在显示技术方面，三星将量子点技术与先进的显示面板技术相结合，推出了一系列具有竞争力的量子点显示产品。这一些产品不仅仅具备出色的色彩表现，还具备高亮度、高对比度和快速响应等优点，能够很好的满足用户对高品质显示的需求。

  例如三星Q950TS QLED 8K电视，采用了量子点技术，能够呈现出超高的分辨率和逼真的色彩；三星玄龙骑士电竞显示器，部分型号采用了量子点技术，提供了高色域、高对比度的显示效果，适合游戏和专业图形处理等应用。这一些产品展示了三星在量子点技术方面的创新和应用，为用户所带来了更出色的视觉体验。

  有趣的是，根据国际调查研究机构 Omdia 的最新报告，2023 年全球电视出货量前两名就是三星和 TCL。

  不难发现，量子点技术的应用涉及到多个领域，包括材料科学、半导体制造、显示技术等，目前只有国际领先的企业能够整合产业链资源，实现从量子点材料的制备到显示产品的生产和销售的全产业链布局，乃至于推动量子点技术的规范化和标准化发展，成为技术标准的制定者。

  未来，量子点技术将继续朝着更高性能、更低成本的方向发展。随技术的慢慢的提升，量子点显示器的色域将逐步扩大，亮度和对比度将进一步提升，同时成本将逐渐降低。

  在显示领域，量子点技术下一步的方向是攻克电致发光材料量产化的瓶颈，实现自发光量子点显示。届时，量子点显示技术有望以全方位的优势取代液晶、OLED，成为人机交互的最重要窗口。

  除此之外，量子点的潜在应用不仅局限于显示领域，还在单电子晶体管、太阳能电池、发光二极管、激光、量子通信、量子计算、量子点显微镜、细胞生物学标记、医学成像等领域拥有巨大应用潜力。

  总而言之，量子点技术作为显示领域的一项革命性突破，具有巨大的发展的潜在能力和广阔的应用前景。它的卓越色彩表现、高效发光效率和出色稳定性，为我们大家带来了更精彩的视觉体验。

  TCL等领先企业在量子点技术领域的不断探索和创新，将推动量子点技术的广泛应用，为我们的生活带来更多的便利和惊喜。相信在未来，量子点技术将在更多领域绽放光彩，为人类社会的发展做出更大的贡献。

  作为今日头条青云计划、百家号百+计划获得者，2019百度数码年度作者、百家号科技领域最具人气作者、2019搜狗科技文化作者、2021百家号季度影响力创作者，曾荣获2013搜狐最佳行业媒体人、2015中国新媒体创业大赛北京赛季军、 2015年度光芒体验大奖、2015中国新媒体创业大赛总决赛季军、2018百度动态年度实力红人等诸多大奖。

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