“量子”诺奖加持，量子点显示“钱”景几何

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■本报记者 沈春蕾

10月12日，美国微型发光二极管（Micro LED）显示器开发商Mojo Vision宣布，公司正式完成4350万美元、折合约3.18亿元人民币的A轮融资。Mojo Vision开发了高性能量子点（HPQD）技术，希望基于此设计世界上最小、最高效的RGB（红绿蓝）像素。该技术可显著提升增强现实（AR）和扩展现实（XR）设备的显示性能。

早在今年5月的美国拉斯维加斯消费电子展览会上，一家来自中国的科创公司——西安赛富乐斯半导体科技有限公司（以下简称赛富乐斯）展示了适用于AR和虚拟现实（VR）眼镜的0.39英寸红、绿、蓝三色微显示屏样机。赛富乐斯副总裁申辰告诉《中国科学报》，他们计划在今年推出0.12英寸微型显示样机并将导入量产，样机大小约为小拇指指甲盖的一半。

最近2023年诺贝尔化学奖揭晓，3位为“量子点的发现与合成”作出开创性贡献的科学家获奖，使得量子点技术持续升温。但在大众熟悉的显示领域，量子点仍是一个新面孔。

统计数据显示，2022年全球显示面板市场出货总面积约为2.4亿平方米，其中液晶显示器（LCD）面板的出货量占93%，具有绝对优势。那么，量子点显示又“钱”景如何呢？

从研发到应用

据英国市场调研公司IDTechEx预测，2034年全球量子点材料市场将达到5.5亿美元，与2022年相比，复合年均增长率达12.3%。

此前的研究显示，量子点三个维度的尺寸都在100纳米以下，像一个非常小的点状物，但实际上量子点不是点。丹麦科技大学光电工程系量子光学研究小组和哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所的科学家发现，量子点的方位不同，其发射出的光子数也不同。

研究发现，每当受到光或电刺激时，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定。量子点颗粒大吸收长波，颗粒小吸收短波。

申辰介绍，量子点应用于显示产品，主要有两种路线：一是电致发光，即通过电流激发发光材料来产生光；二是光致发光，即通过光能量来激发材料。量子点的电致发光产品目前在可靠性、发光效率等方面仍存在有待解决的问题。而对于量子点光致发光的产品量产，赛富乐斯已给出了肯定答案。

赛富乐斯自主研发的纳米孔技术实现了高效率、高可靠性的量子点光致发光芯片制备。实验数据显示，纳米孔结构结合量子点进行光转化，能实现8倍光吸收率、30倍光萃取面积，以及10倍散热性能。

“电致发光仍在探索中，但是在光致发光方面，无论是LED背光应用还是直显应用，业内都已取得突破，实现产品商业化。”申辰说，赛富乐斯通过纳米孔-量子点技术制备的R1系列芯片已经导入利亚德的QLED（量子点发光二极管）直显大屏实现量产。此外，赛富乐斯还使用该技术进行了车载屏和手表屏的显示芯片开发以及AR/VR显示屏的制备。

良性循环的产业生态圈

2013年，日本索尼公司率先发布了量子点背光源的液晶电视。随后，三星、TCL等品牌相继推出搭载量子点背光的液晶电视，量子点电视开始走进公众视野。

购买这类电视的许多人可能并不知晓这是应用了量子点技术的产品，最多会感叹一句：“技术真厉害，电视画质越来越好！”

“量子点是非常完美的发光材料。”南方科技大学纳米科学与应用研究院执行院长孙小卫说。他的主要研究方向是基于纳米晶的高品质显示和照明。

2016年，孙小卫创办深圳扑浪创新科技有限公司（以下简称扑浪公司），开启应用技术研发。扑浪音译自Planck，是量子力学里常用的常数。如今，扑浪公司研发的低镉量子点膜产品，已经覆盖各类尺寸的显示应用。

“量子点技术能否实现广泛应用，还要看大家的了解和接受程度。”扑浪公司联合创始人张志宽告诉《中国科学报》，“今年的诺奖释放了很大的利好消息，我们不需要再一遍遍解释什么是量子点技术，接下来我们要做的就是降低材料成本。”

申辰也认为量子点技术的应用发展空间很大。从赛富乐斯自身出发，一方面用于直显屏的R系列芯片已经实现了量产导入；另一方面应用了纳米孔量子点技术的MicroLED显示屏也将在四季度拉通量产线。

他表示：“量子点技术应用大规模导入市场，这要求上下游企业的配合，比如量子点的合成企业、配体企业、封装企业一起发力，形成一个良性循环的产业生态圈。”

市场与技术的平衡

中科创星创始合伙人米磊向《中国科学报》介绍，目前市场上主流的显示技术包括LCD、LED、OLED（有机发光二极管）、MiniLED、MicroLED、量子点、光波导等。

其中，LCD和LED是已经很成熟的显示技术，应用范围很广。OLED则是与LED完全不同的技术路线。因为成像原理不同，当下LED更加适用于超大尺寸屏幕，比如户外广告屏，OLED则适用于小尺寸显示屏，比如智能手表、手机等。

米磊表示，MiniLED、MicroLED是LED朝精细化发展延伸的技术，成本相对较高，还未形成稳定的量产机制。量子点则是一种前沿的半导体纳米材料，能提高显示性能，大多用于高端显示产品。光波导显示则具有优秀的显示性能，将成为AR方案的理想技术。

作为一名投资人，米磊比较看好MicroLED、量子点、HUD（抬头显示系统）、光波导显示等技术路线。近年来，中科创星围绕这些赛道分别投资了赛富乐斯、扑浪公司、光舟半导体、鲲游光电等项目。

谈及哪种显示技术会最终胜出，米磊认为，显示市场整体布局将朝着符合未来技术趋势的方向发展，比如分辨率越来越高、显示色彩度越来越好、色域越来越宽、功耗越来越低、显示器越来越轻薄。显示技术胜出的关键在于技术与市场的平衡，市场不仅要为消费者提供性能更为优秀的产品，还要有更高的性价比，这对于技术和市场来说都是重大考验。

在日前召开的2023世界显示产业大会上，中国科学院院士欧阳钟灿表示，量子点显示发光过程虽与OLED类似，但目前该技术的成熟度却远不及OLED，技术尚处于开发阶段。

对此，米磊表示，量子点技术的发展不仅可以提升LCD技术，对抗日趋成熟的OLED技术，还可能开创比OLED更具优势的QLED显示技术。未来，当电致发光的量子点技术投入应用后，照明和显示行业将被颠覆。比如，应用量子点可以像打印报纸一样打印电视，能够有效减少废料，在缓解全球能源危机方面发挥重要作用。

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