量子點技術,緣何成為顯示技術中的唯一“諾獎得主”?
最近十年,新型顯示技術持續(xù)涌現(xiàn)。不過,作為世界科學界最高榮譽之一的諾貝爾獎,目前仍是量子點技術的“專門標簽”。這,源自它的特別魅力。
原創(chuàng)
2024-09-10 17:56:54
來源:丁科技網(wǎng)??
作者:建輝

技術中的“諾獎得主”,正在中國力量的加持下攀登新高峰。前不久,浙江大學材料學院葉志鎮(zhèn)院士團隊在量子點科研領域接連取得重要進展,將進一步推動提升量子點在高效發(fā)光器件、高刷新率顯示器中的應用前景。在實驗室之外,量子點的規(guī)模化商業(yè)應用也在中國品牌的推動下迎來新契機。在量子點這個新型顯示技術的競爭前沿,中國通過形成產、學、研、用生態(tài)合力,有望領跑世界。

顯示技術中的“諾獎得主”有何魅力

最近十年,新型顯示技術持續(xù)涌現(xiàn)。不過,作為世界科學界最高榮譽之一的諾貝爾獎,目前仍是量子點技術的“專門標簽”。這,源自它的特別魅力。

看電視,看的是什么?如果歸結到技術指標上,核心無非兩個:一是色彩,二是亮度。這恰恰是量子點技術突出的比較優(yōu)勢。

色彩方面,量子點技術色域覆蓋率高、色彩鮮艷準確且純凈度高,特別是在三星、TCL等電視廠商的推進下,量子點電視色域已經(jīng)可以達到DCI-P3的97%以上,可以實現(xiàn)BT2020的92%以上的色彩還原,讓對自然色彩的呈現(xiàn)更豐富和精準,遠超傳統(tǒng)顯示技術。

亮度方面,量子點技術能夠實現(xiàn)高亮度顯示,如果再結合HDR技術,還可以進一步提升畫面亮度和對比度,讓細節(jié)更纖毫畢現(xiàn)。色彩、亮度二者疊加,就使得觀看畫面更加逼真。

不同于某些顯示技術,量子點技術的高色彩、高亮度,并不以能耗的大幅提升為前提。量子點顯示屏具有更高的發(fā)光效率,在同樣的顯示效果下,所需的電力更少。

量子點技術還具備良好的穩(wěn)定性,能夠保證色彩恒久不褪,色彩持久穩(wěn)定可達60000小時。也就是說,量子點電視可以有可觀的使用壽命。這一點,對比同樣主打高色彩、高亮度表現(xiàn)的OLED而言,優(yōu)秀了不止一點點。

此外,量子點技術在應用和推廣上,還有兩點優(yōu)勢。一是,制造成本相對低,作為無機材料,生產成本對比有機發(fā)光材料大大降低,同時,量子點顯示屏的制程自動化程度高、生產效率高,這又進一步降低了企業(yè)的生產成本,以及后續(xù)消費者的購買成本;二是,技術的兼容性高,量子點顯示技術可以與現(xiàn)有的多數(shù)標準面板技術兼容,容易集成到現(xiàn)有生產線中,繼續(xù)降低成本,更重要的是,技術間相輔相成,可以進一步提升體驗。

全球頂尖電視廠商的“無限創(chuàng)新游戲”

2023年諾貝爾化學獎授予了三位探索納米和量子點領域的科學家,以表彰他們在“量子點的發(fā)現(xiàn)和合成”方面的貢獻。他們各自研究成果的意義,均在于為量子點技術大規(guī)模研究和應用鋪平道路。

以上內容,一方面表明量子點技術在技術特性和應用前景上得到了認可,另一方面也在表明實際研發(fā)與產業(yè)落地的難度。

對應來看,率先涉獵和后續(xù)持續(xù)推進相關創(chuàng)新的,都是全球頂尖的電視廠商。2014年前后,韓國的三星、中國的TCL等相繼推出量子點產品。三星、TCL,無一不是當時本國市場的龍頭,也是全球市場的頭部。現(xiàn)在量子點技術依然還是看三星與TCL,他們作為全球電視市場前二的領軍品牌,在持續(xù)且快速地迭代技術、打磨產品。

不是全球頂尖企業(yè),做不好甚至做不了量子點產品,這源于幾個方面的挑戰(zhàn):

先是技術,難度體現(xiàn)在材料研發(fā)和技術穩(wěn)定性上。量子點材料作為前沿半導體納米材料,其晶粒直徑在2-10納米之間,需要極精細的合成工藝和高效的反應裝置;量子點技術在遇到高溫、濕度等環(huán)境變化時可能會出現(xiàn)色彩失真問題,就需要提高材料穩(wěn)定性從而適應各種環(huán)境變化。

再是應用,難度體現(xiàn)在技術成熟度和產業(yè)化進程上。量子點技術成熟度仍待得到消費者認可,顯示效果的一致性和長期使用的穩(wěn)定性理論上優(yōu)于OLED,但市場上仍存在對長期使用后發(fā)光效率下降等的擔憂;同樣的,量子點技術在成本上優(yōu)于OLED,但這種優(yōu)勢仍需要進一步擴大,來實現(xiàn)更好的產業(yè)化。

還有合作,加速技術突破和產業(yè)化進程,依托某一兩家企業(yè)的力量仍然不夠,需要國家間產業(yè)生態(tài)的交流與合作,共享技術成果和研發(fā)資源。

綜上來看,量子點技術當前只能是屬于少數(shù)全球頂尖電視廠商的“無限創(chuàng)新游戲”,比如三星和TCL,至少在相當長的時間內都會如此。畢竟,他們擁有出色的技術積累且能夠進行長期創(chuàng)新投入,具備良好的市場品牌印象和推廣能力,同時形成了相對完善的全球產業(yè)生態(tài),這些特征是很多企業(yè)所不具備的。

量子點技術進入全新高速發(fā)展區(qū)間

以浙江大學材料學院葉志鎮(zhèn)院士團隊為例,可以看到中國的量子點技術創(chuàng)新在加速展開。同樣加速展開的,還有中國量子點技術的產業(yè)化進程。這個進程,正在由TCL持續(xù)領銜推動,已經(jīng)實現(xiàn)了諸多中國領先和全球領先。

2012年,TCL開始量子點顯示技術研究;2014年,發(fā)布中國第一臺量子點電視;2015年,率先推出量子點膜片的技術方案,提高了量子點器件的發(fā)光效率及可靠性;2019年,結合量子點和Mini LED技術,首發(fā)QD-Mini LED電視,領先全球;2023年,發(fā)布了全球首款115英寸QD-Mini LED巨幕電視,在這背后,有領先行業(yè)的TCL量子點Pro 2023作為支撐。

今年,TCL量子點Pro 2024推出,再次實現(xiàn)跨越式發(fā)展:

一是色彩久,增加了電視使用壽命,可以做到10萬小時不褪色,普通量子點及其他材料最長擁有6萬小時壽命;二是色域高,呈現(xiàn)更豐富的色彩層次和細節(jié),能夠實現(xiàn)157% BT.709的超高色域值,普通量子點僅能實現(xiàn)140% BT.709;三是色度純,更充分還原真實世界顏色,具備95%全屏色純度,普通量子點側重單一色彩單點顯示的純凈度,整體體驗稍弱;四是色彩準,圖像顯示更還原,達到了ΔE<0.99的專業(yè)級色準;五是亮度高,實現(xiàn)了25%的亮度提升,有更強的色彩表現(xiàn)力。

這些,依舊被TCL作為了量子點技術探索的階段性成果,在更長的時間線上,TCL致力于盡快攻克電致發(fā)光材料量產化的瓶頸,實現(xiàn)自發(fā)光量子點顯示,達成量子點技術的更大突破。據(jù)了解,經(jīng)過近十年技術積累,TCL距離實現(xiàn)全彩量子點自發(fā)光顯示器件產業(yè)化已經(jīng)不遠。

與此同時,全球電視市場前二中的另一個領軍品牌三星,今年以來也在更積極地布局量子點技術相關業(yè)務,除了技術升級,最明顯的就是相比以往更密集的產品發(fā)布,量子點技術,則是新品的主題之一。可以看到,雖然三星與TCL在整機方面存在競爭關系,但從某種程度而言,他們也是“盟友”,這種關系,源自對量子點技術未來的認同。而全球前二的共同推動,他們的實力與影響力,無疑會給量子點技術的發(fā)展持續(xù)增添活力。

以諾貝爾獎為標志,以中國產學研用生態(tài)的推動為契機,以全球電視領軍品牌三星與TCL對技術和產品的不斷創(chuàng)新為動力,量子點技術正在進入新的高速發(fā)展區(qū)間。同時有理由相信,中國品牌會在這個過程中進一步嶄露頭角,實現(xiàn)全球領跑。(丁科技網(wǎng)原創(chuàng),轉載務必注明“來源:丁科技網(wǎng)”)

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