量子点技术再迎突破，为何依然是“少数派”游戏？

我国半导体显示产业已摆脱亦步亦趋、追赶超越的发展路线，彻底转向积极创新、主动领跑的宽阔赛道。

1970年代末，年轻的物理学家阿列克谢·伊基莫夫在实验中发现，不同大小的氯化铜颗粒可以造出不同颜色的玻璃，并且颗粒越小，玻璃吸收的光越蓝。他很快反应过来，这就是量子尺寸效应。

1981年，伊基莫夫在科学期刊上发表了这一发现。但由于采用的是俄文写作，加上该期刊在西方少有人知，导致这篇文章没能迅速在业界掀起水花。

时间快进到2023年，已至中年的阿列克谢·伊基莫夫接到一通陌生来电，得知他和美国化学家路易斯·布鲁斯、蒙吉·巴文迪共同因“发现和合成量子点”被授予诺贝尔化学奖。其中，布鲁斯在1983年首次在溶液中观察到量子尺寸效应，巴文迪在1993年发表了量子点的高质量合成方法。

可以认为，他们三人分别从不同角度、使用不同方法推开了量子点领域的大门，为量子点技术的规模化应用奠定基础。也正因此，早在诺贝尔委员会那通电话拨出之前，这一领域就已吸引到全球众多学者、专家、企业深入探索研究，取得一系列技术突破与应用进展。

尤其在中国，量子点材料更被视为“未来的长板产业”，科研及产业化已发展至国际领先水平。

从近期的行业动态来看，今年6月，浙江大学叶志镇院士团队的两项钙钛矿量子点科研成果接连发表于Nature两大子刊，从学术层面推动了钙钛矿量子点在光电器件领域的应用；与此同时，TCL全新的TCL量子点Pro 2024技术也陆续搭载到旗下多款电视产品中，持续为市场化普及提速。

如今，量子点已经在各个领域悄然释放潜能，实实在在地改变日常生活。然而，量子点似乎并不存在应用边界，人们对于这些微小粒子的技术想象，仍在不断延伸。

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跨越40年的预言验证

早在1937年，德国物理学家赫伯特·弗勒利希就已通过数学计算预言：当粒子尺寸小到纳米级时，留给电子和空穴的活动空间相应变少，这可能导致材料特性发生巨大变化。

因此，在将近40年后，当伊基莫夫透过彩色玻璃亲眼验证了“粒子尺寸会通过量子效应影响光学特性”时，他并不觉得新奇，那次里程碑式的发现更像是对已知理论的“实验确认”。

简单来说，量子点是一种由数百至百万个原子组成的半导体纳米晶，单就体积而言，量子点和足球的比例，几乎与足球和地球的比例相当。

正是这种极其狭小的空间限制，触发了“量子限域效应”，使量子点拥有可调节的能隙和发光波长，而调节的关键就是量子点的尺寸和形状。

这也就意味着，如果能够控制量子点的尺寸和形状，就可以精确控制量子点发射光的颜色，量子点越小，发射光波长越短，颜色越蓝；反之量子点越大，发射光波长越长，颜色越红。

凭借这一独特的光学特性，量子点在生物化学、医药检测、光伏、光电导体等领域均展示出广阔的应用前景。例如，基于荧光性质，量子点可以作为荧光探针，用于疾病的筛查、诊断和治疗，辅助开展生命医学研究；在工业领域，量子点可以基于高色彩饱和度、耐光性和抗退化等特性，作为染料颜料的代替，等等。

当然，离大众日常生活最近的，仍然是量子点技术在显示领域的应用。

目前，许多电视、电脑显示器、手机等都已经用上了量子点技术，其中量子点电视的发展最为成熟。从技术原理上看，量子点电视应用了量子点技术背光源，虽然属于液晶电视的一种，但并非采用传统的白色LED背光源，而是使用蓝色LED背光源，同时在中间加上一层量子点膜，当蓝色LED光经过相应量子点之后，会转化为红光或绿光，加上直接显示的蓝光就有了红、绿、蓝三束光，三者可以组合出丰富的色光。

由于发光光谱极窄，量子点能够呈现出的红绿蓝三原色高度纯净，能够带来极其鲜艳且准确的画面色彩；其次，通过调节量子点的尺寸，可以实现发射光颜色从从蓝色到红色的连续变化，这也使量子点电视的色域可以覆盖整个可见光谱范围，提供更丰富的色彩层次和细节；同时，更高的发光效率和更快的响应速度，能够带来高亮度、低功耗、流畅无拖影的体验，而量子点材料自身的微型化也有助于实现更纤薄的设计，使量子点电视外观更简洁精巧。

这些与画面色彩紧密相关的天然优势，都让量子点成为TCL、三星等显示领域龙头不容忽视的新兴显示技术。

以全球量子点显示技术的先行者TCL为例。在2014年推出旗下首款量子点电视后，TCL便持续加强与量子点相关产业链的创新协同，不断结合业内先进的量子点技术推陈出新。

在2019年，TCL将量子点和MiniLED技术相结合，开创QD-Mini LED大屏显示技术，推出全球第一台超高对比度、超高亮度、超高色域、超长寿命、超大尺寸超高分辨率的QD-Mini LED电视，一举领跑全球；到了2023年，TCL又运用行业精度最高的量子点涂布技术、更可靠的量子点层，推出全球尺寸最大的QD-MiniLED巨幕电视X11G Max，以极高的峰值亮度、细腻的画面表现和真实的场景还原，再次突破量子点电视的视效天花板。

贝哲斯咨询的调研显示，2023年全球量子点显示器市场容量达到212.69亿元，预计发展到2029年，该市场规模将加速增长到923.16亿元。不难预见，伴随技术的成熟、产能的释放、生产成本降低，量子点电视还将从高端市场逐渐向中低端市场融合，加快走进更多寻常百姓家庭。

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“少数派”的游戏

在宣布2023年诺贝尔化学奖得主的那场发布会上，诺贝尔化学委员会主席约翰·阿奎斯特面前摆着五个装着量子点的彩色烧瓶，他说：“很长一段时间以来，没有人认为真的能制造出这么小的颗粒。”

起初，制备出稳定、可靠、一致的量子点无疑是艰难的，蒙吉·巴文迪同样在回忆时表示，以往量子点的出现就像一种“黑魔法”，其合成非常难以控制。

直至发展到今天，量子点材料的合成、阻隔封装与实际应用，依旧是量子点显示产业需要翻越的一座座大山。

在产业链上游，由于量子点极易受热量和水分影响，无法使用蒸镀方式，只能研发喷墨印刷涂布工艺实现；同时，量子点还需要使用高阻隔薄膜进行结构性封装，而高阻隔薄膜的制备工艺复杂且要求极为严苛，掌握核心技术与产业化能力的入局者并不多见。

在产业链下游，更注重规模化生产的量子点电视市场，同样也只是“少数派”的游戏。

一方面，量子点电视不仅需要先进的量子点材料，还需要将量子点材料有效地集成到电视显示系统中，这将直接牵动背光模组设计、色彩管理、图像处理等众多技术与制造工艺的升级，技术门槛颇高。

另一方面，无论是量子点材料的制备、测试、应用还是新品研发，都需要高精尖的设备和复杂的工艺流程，这背后对应的是更长的研发周期和更高的投入成本。加上市场前期对于量子点电视的认知度较低，品类推广成本高，这些都直接考验着企业的研发能力和市场定力。

纵观之下，目前只有TCL、三星这样的兼具完善研发体系、技术储备与资金实力的国际领先企业，才能举起量子点电视市场的大旗。

仍然以TCL为例。早在2012年，TCL就开始在量子点显示技术方面进行技术布局，经过十余年的发展，目前其量子点专利位居全球前二，专利申请达到2485件。

具体而言，2015年TCL就率先在业内推出量子点膜片技术方案, 有效提高量子点器件的发光效率及可靠性；2019年，TCL进一步实现量子点显示技术的色域突破，并与Mini LED技术的控黑突破相结合，完成了电视色彩丰富度和画面层次的飞跃式进阶。随后，TCL量子点Pro技术更不断优化迭代，持续刷新着量子点电视的色域、色准和色彩纯度指标。

从最新的TCL量子点Pro 2024技术来看，TCL采用了升级版四元量子晶体 Pro，一方面升级晶体材料，在四元合金结构的量子点外层再增加全新钝化层，抗氧化性能提升，稳定有效的发光时间长达10 万小时，可极大延长电视使用寿命；另一方面升级QLED层材料与工艺，采用超高精密包裹技术将纳米级量子点材料与有机材料多层共聚，同时独家添加发泡粒子熔融混合，可以带来更优异的光学与色彩显示效果。