下一站显示技术，量子点如何开启行业新时代？

近日，浙江大学叶志镇教授领导小组在量子点技术上再次取得突破，解决了钙钛矿氯缺陷控制的科学问题，创造了 460-480 nm 显示用蓝光 LED 国际效率记录。这项研究成果引起了国内外的广泛关注，为中国在量子点领域增添了一座丰碑。

量子点技术作为一种备受期待的新一代显示技术，近年来成为中国、日本、韩国等国的焦点。为了开发更先进的量子点技术，各国在这一领域进行了大量投资。从 2014 年 TCL 在国内发布第一台量子点电视， 2024 每年都有新的突破，短短 10 多年来，中国在量子点技术方面取得了巨大的成就，站在了量子点领域的前沿。

从电视到显示屏，量子点技术已经应用到越来越多的显示领域，成为高端显示领域的关键技术之一。不熟悉显示市场的读者可能会感到困惑:量子技术有什么用？国内在量子点技术方面取得了哪些成果和突破？

要回答这些问题，首先要从显示技术的发展开始。进入 21 一个世纪以后，随着半导体技术的不断发展，显示技术也进入了快车道，LCD 虽然显示屏仍然是市场的主流，但存在着色彩表现不佳、长期使用后画质明显下降、对比度和亮度一般等诸多不足。

为解决这一问题，TCL、在显示屏的生产中，索尼等公司试图应用量子点技术。量子点作为一种无机纳米半导体晶体，具有许多宏观晶体所不具备的特性。例如，在光学材料的重要激励谱和发射谱性质方面，量子点具有两个显著特点:宽激励谱和窄发射谱。

怎样理解这一特点？第一，我们需要知道，光之所以有不同的颜色，是因为它会有不同的颜色。「波长」，例如，当光波长在 450 纳米到 495 在纳米之间，这种光在我们眼中会呈现出蓝色，而当光的波长达到时， 620-700 在纳米时，它会变成红色。当灯源被激起时，激起的能量就会转化为不同波长的光，然后开始向外传递。

它是一种光学晶体，量子点的宽激起谱特性使其能够吸收各种不同波长的光子，从而达到更高的激起能级，即有更多的能量进行转换和导出。同时，由于其狭窄的发射谱特性，量子点转换的光会高度集中在特定的波长上，体现宏观层面的效果是量子点激发的光色具有较高的色纯度。

相比之下，传统 LCD 受激发原理的影响，由于光学材料的厚度、激发效率、老化等问题，电视在显示面板的不同区域会显著影响色纯度(指屏幕上单一颜色显示的纯度和一致性)。虽然颜色纯度可以通过使用多层光学滤光片来调整和增强，但这种行为耗时、费力、成本极高，导致传统的高色纯度。 LCD 电视机的价格非常昂贵，而且由于视角、材料质量等因素造成的滤光片色差问题也很难解决。

这个对传统 LCD 对于电视来说，难以解决的问题在量子点领域并不是什么大问题。半导体技术批量生产的量子点具有更高的均匀性，解决了传统光学材料因激发效率或其他原因而产生的色彩不一致的问题。由于量子点天然色纯度的优势，量子点电视可以大大减少对光学滤光片的依赖，降低成本，减少其他由复杂光学结构引起的问题。

比如最新一代的量子点 Pro 2024 技术、色域价值已达到 157%（BT.709)，代表着可以显示的颜色 BT.709 标准的 1.57 两倍，可以呈现更丰富的色彩层次和细节。在这里，通过量子点的窄发射谱特性，通过调整发射波长，可以生成理想的红、绿、蓝三原色，从而实现大规模的色彩覆盖。

另外，它的全屏色纯度也高达 95%，这一参数在当今大型电视成为主流时代具有突出的重要性。如果全屏色纯度太低，左上角和右上角的红色在实际观看时会有明显的过渡差异，对观看体验影响很大。

在极高色域价值和极高全屏色纯度的加持下，量子点电视在色彩表现上远远超过传统电视。与传统光学材料相比，量子点技术在色彩寿命方面具有明显优势。由于温度、湿度、使用强度等因素，荧光粉等传统光学材料的色彩表现会逐渐下降。

而且量子点材料能长期保持稳定状态，并且在使用寿命期间始终保持较高的色彩表现，今天的前沿量子点材料如今？ TCL 四元量子晶体 Pro，它的颜色寿命甚至达到 10 即使是万小时 24 持续播放一小时，使用寿命超过 10 年。

此外，量子点材料的应用范围也非常广泛，LCD、OLED 和 Mini LED 等待主流显示面板，可采用量子点材料加强色彩表现和背光寿命。优异的特性和广泛的应用范围，使得量子点材料成为光学领域的革命性成果，也有三位科学家在光学领域。「发现并合成量子点」在这方面做出的杰出贡献， 2023 每年获诺贝尔化学奖。

而早在 2016 2000年，浙江大学化学系教授彭笑刚在一次会议上直言："量子点是迄今为止人类发现的最好的光学材料，它的特点是有机光学材料所没有的"，并且认为新一代电致发光量子技术最快 5 每年实现大规模生产，届时将允许。 OLED 技术面临着严峻的考验。

时光飞逝已过 8 2008年，如今的量子点技术已经成熟并大规模量产，即使是两三千元的入门级电视也可以使用量子点材料。同时，市场调研机构 DSCC 不久前发布的 2024 年 Q2 电视市场数据，其中 Mini LED 总出货量同比增长 收入同比增长68%。 60%的出货量和收入首次超过60%。 OLED。

Mini LED 能取得这样的成绩，量子点技术可以说是功不可没，利用量子点技术在色彩上的出色表现， Mini LED 具有亮度、对比度等优点，TCL 等待品牌成功以更低的成本，完成堪比 OLED 技术显示效果，促使 Mini LED 电视机已经成为每一个价格市场的热门品类，并且仍然随着量子点技术的突破而衍生出更多的高端品牌。

如今的量子点技术虽已十分成熟，但仍有着广阔的前景，对下一代量子点技术的研发也一直在进行中。首先，我们提到，浙江大学叶志镇院士的团队取得了新的突破，进一步解决了蓝光问题 LED 缺乏性能的问题也解决了钙钛矿量子点导电和导热不良的问题，大大提高了红光 LED 亮度和稳定性，完成 40 最高亮度的万尼特记录。

可以看出，从技术层面来看，目前的量子点材料还有很大的发展空间。例如，第二代量子点技术将采用电致发光量子点，只需输入电力即可激发相应的光色。电致发光量子点材料的自发光特性使其可以制成柔性显示层，并可以应用于更广泛的领域。

与传统材料相比，量子点有这么多优点，但为什么在前几年并不常见？归根结底，还是成本问题。

第一代量子点电视主要是基于量子点管方案的规划，通过将量子点材料封装到微型玻璃管中，配合 LED 设计支架，将量子点玻璃管嵌入蓝光中 LED 在光源中，创建高纯度的背光源。该方案需要在背光模块中准确排列玻璃管，以确保玻璃管在固定过程中不会损坏，因此良品率难以提高，导致量子点技术难以在低端市场普及。

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