【鋒巢網(wǎng)】

你相信光嗎？這句話對大多數(shù)人來說或許就是個網(wǎng)絡(luò)流行梗，但對電視行業(yè)來說卻是真實寫照。

當(dāng)然，這里的光指的是人類真正能“看見”的光。簡單來說就是人的眼球能感應(yīng)到的三種光，即紅光、綠光和藍光。人的大腦通過接收這三種光傳遞過來的神經(jīng)信號，在腦中生成了五顏六色。后來的電視、電腦、手機等屏幕根據(jù)這個原理，讓人能看到各種各樣色彩艷麗的畫面。

無論是最早的CRT，還是后來的LCD和LED，亦或是現(xiàn)在的OLED和QLED量子點，人們都在追求更清晰的技術(shù)路線，真實還原人類雙眼——從眼球的感知細胞靠“光”看見色彩，到借助大腦傳遞的神經(jīng)信號描繪出繽紛世界，以智能電視為代表的顯示設(shè)備掀起了一場科技風(fēng)暴。

關(guān)于“光”的科技想象在這場風(fēng)暴中不斷開拓，被譽為“人類有史以來發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀發(fā)光材料”的量子點真正走進大眾視野。

群星閃耀，發(fā)光魔法點亮科技樹

去年，諾貝爾化學(xué)獎公布了獲獎名單，當(dāng)瑞典皇家科學(xué)院將獎項授予蒙吉?巴文迪、路易斯?布魯斯和阿列克謝?伊基莫夫，以表彰他們在“發(fā)現(xiàn)和合成量子點”方面的貢獻時，閃耀人類科學(xué)的量子點迎來高光時刻。

什么是量子點？通俗來說，可以理解成納米量級大小的半導(dǎo)體粒子，由數(shù)百或數(shù)千原子組成。當(dāng)晶體進入納米尺寸接近電子的德布羅意波長，會受到電子和空間限制，形成類似于原子的不連續(xù)能量結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)就是量子限域效應(yīng)。

由于量子限域效應(yīng)，量子點的性質(zhì)介于大塊半導(dǎo)體和離散原子或分子之間，量子點的能隙和發(fā)光波長與其尺寸和形狀有關(guān)，因此，可以通過調(diào)節(jié)尺寸和形狀，從而實現(xiàn)由藍光到紅光多種顏色發(fā)光以及更高純度光源的精準控制。

要搞懂量子點，就不得不提量子。自17世紀牛頓經(jīng)典力學(xué)建立以來，能量連續(xù)性假設(shè)就在物理學(xué)中深深扎根。20世紀初，普朗克率先提出的量子概念揭示了能量的離散本質(zhì)，打破了經(jīng)典力學(xué)長期以來的統(tǒng)治地位，并開啟了一扇通往“量子點”世界的大門。

1937年，赫伯特?弗勒利希經(jīng)過計算后提出，微小顆粒的材料特性可能與尺寸相關(guān)，而顆粒的尺寸會影響顏色等物理特性。幾十年后，研究人員利用一種分子束，在大塊材料上制造了一層納米薄涂層材料，涂層的光學(xué)特性會因厚度不同而變化，這一觀察結(jié)果與赫伯特?弗勒利希的理論相吻合。

但只有實驗上的突破還遠遠不夠，橫在行業(yè)面前難以逾越的還有一座高山：應(yīng)用。

實驗需要超高真空和接近絕對零度的溫度，很難將現(xiàn)象應(yīng)用到實際。轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在 20 世紀 80 年代，前文提到的兩位諾貝爾獎獲得者阿列克謝?伊基莫夫和路易斯?布魯斯各自獨立成功發(fā)現(xiàn)并合成了量子點。

阿列克謝?伊基莫夫成功在有色玻璃中創(chuàng)造出依賴于尺寸的量子效應(yīng)，其顏色來自氯化銅納米顆粒。研究證實了顆粒尺寸會通過量子效應(yīng)影響玻璃的顏色。幾年后，美國貝爾實驗室工作的路易斯?布魯斯在太陽能化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)現(xiàn)了溶液中自由漂浮的量子點，這使他成為首個證實流體中自由漂浮粒子的尺寸也依賴量子效應(yīng)的科學(xué)家。

隨著量子效應(yīng)接連證實，量子點應(yīng)用這座大山被鑿開了口子。但與此同時，難解的問題接踵而至：盡管研究人員已經(jīng)意識到自己正在研究一種全新材料，卻依舊無法生成出尺寸均勻的量子點。

第三位諾貝爾獎獲得者蒙吉·巴文迪解決了量子點生產(chǎn)難點。1993年，蒙吉·巴文迪的研究團隊通過改變量子點結(jié)晶條件，成功生產(chǎn)出具有特定尺寸大小的納米晶體。這些晶體具有獨特的量子效應(yīng)，為后續(xù)量子點實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用提供了堅實的基礎(chǔ)。

值得一提的是，21世紀初，一些“綠色”且成本較低的材料逐漸取代蒙吉·巴文迪合成方式中的高毒高?；瘜W(xué)品。安全簡便且低廉的新合成工藝讓量子點逐漸走入資本視野，量子點從學(xué)術(shù)界主導(dǎo)進入企業(yè)主導(dǎo)時代。

從學(xué)術(shù)到商用，量子點時代正在到來

量子點誕生之初，曾有學(xué)者根據(jù)其光電特性預(yù)測，其主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒓性陔娮优c光學(xué)方面。事實證明，率先推動量子點技術(shù)落地的領(lǐng)域，正是顯示產(chǎn)業(yè)。

現(xiàn)在提到量子點電視，首先想到的頭號玩家就剩三星和TCL。但仔細回顧發(fā)展史可以發(fā)現(xiàn)，科技巨頭索尼其實也曾同臺競技。在這場競技中，三星勝出在情理之中，但為什么后來和三星一起坐上王位的，會是當(dāng)時剛在國際上嶄露頭角的TCL？

追根溯源，一切要從2013年開始說起。彼時，索尼和QD vision公司合作推出了量子點背光源液晶電視，采用單色藍光LED燈+量子點微管作背光，微管里邊封裝不同大小顆粒的硒化鎘，直徑小點的顆粒被照射會發(fā)綠光，大點的顆粒則會發(fā)紅光。這樣一來，電視只需要一種藍光LED燈就能發(fā)出純凈的RGB三色光譜。

問題在于早期的量子點技術(shù)還不夠成熟，會有藍綠色溢出的毛病。于是，索尼索性砍掉QD vision的量子點技術(shù)路線，改用PFS熒光粉實現(xiàn)廣色域。

在量子點應(yīng)用領(lǐng)域，TCL和三星后來居上。2014年，中國第一臺量子點電視TCL H9700問世。緊隨其后，三星、海信紛紛加入陣營，試圖用量子點技術(shù)打開通向未來的視覺盛宴之門。索尼后知后覺，在浪潮涌起后又決心重啟，但此時它的身份已經(jīng)從領(lǐng)頭羊變成追趕者。

量子點技術(shù)狂潮，正式拉開帷幕。

2015年，三星在CES大會上宣布全新量子點曲面電視SUHD TV上市。同年，飛利浦推出量子點電視。

2016年，TCL發(fā)布全球首款QUHD TV量子點電視X1。同年，三星收購QD Vision，對，沒錯，就是上面為索尼提供技術(shù)的QD Vision。一開始三星以quantum量子點電視作為宣傳方向，到2017年，三星直接將其命名為QLED電視并大肆宣傳，QLED一舉成名。

QLED是“Quantum Dot light Emitting Diode”的簡寫，中文直譯為量子點發(fā)光二極管，通常也叫量子點顯示技術(shù)。這是一項介于液晶和OLED之間的新技術(shù)，通過藍光LED照射量子點來激發(fā)紅光及綠光。量子點尺寸介于2~8納米不等，當(dāng)其受到光或電的刺激便會發(fā)出有色光線，光線顏色由大小形狀決定。根據(jù)直徑不同，量子點可以發(fā)射出藍、綠、黃、橙、紅等不同顏色的光。

利用這種特性將量子點光學(xué)材料放在背光源與液晶面板間形成一層量子點薄膜，能夠解決普通LCD電視背光色彩不夠明亮問題。而采用藍光LED通過附有紅色和綠色量子點的光學(xué)材料(QDEF膜片)，能得到高純度的白光，同時還原出更加靚麗的色彩。另外，量子點薄膜還可以有效降低產(chǎn)品的制造成本。

回過頭來看，技術(shù)開發(fā)什么最重要？選對路線并持續(xù)加碼。在這場決定智能電視行業(yè)未來走向的關(guān)鍵競賽中，索尼一步之差從首發(fā)者變成追趕者，海信等一眾企業(yè)后知后覺步履不停，而持續(xù)加碼的TCL和三星則一馬當(dāng)先，穩(wěn)坐第一梯隊。

量子點的終極形態(tài)——電致發(fā)光

億萬用戶構(gòu)成的龐大市場對終極顯示效果的追求，進一步推動了各大科技廠商不斷探索新技術(shù)，尋找更完美的屏幕。要讓量子點滿足這一點并非易事，為了更好的契合需求，以TCL和三星為代表的領(lǐng)頭羊進行了多輪技術(shù)迭代。

量子點在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用形式主要有三種，一是直接取代熒光粉，屬芯片封裝型；二是封進玻璃管中放在面板側(cè)邊，屬側(cè)管封裝型；三是做成薄膜進行覆蓋，屬光學(xué)膜集成型。隨著企業(yè)對三種方式的不同選擇，圍繞量子點出現(xiàn)技術(shù)分野。

以最具代表性的領(lǐng)頭羊TCL為例，自2012年起就開始研究量子點技術(shù)。2015年，為了提高量子點器件的發(fā)光效率及可靠性，TCL率先推出量子點膜片的技術(shù)方案。隨著應(yīng)用場景不斷增加，以面轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)的量子點膜片成為市場的主流技術(shù)。

2017年，TCL承擔(dān)了國家科技部重點研發(fā)計劃“量子點背光關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用示范”項目，致力推動國內(nèi)量子點的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，在國際上率先實現(xiàn)了鈣鈦礦量子點光學(xué)膜、量子點擴散板的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為行業(yè)發(fā)展提供了頗具中國特色的量子點技術(shù)路線。

值得注意的是，這里的鈣鈦礦量子點來自浙江大學(xué)葉志鎮(zhèn)院士核心團隊的研發(fā)成果。與傳統(tǒng)的量子點相比，鈣鈦礦量子點作為全球首創(chuàng)的顛覆性材料，在品質(zhì)和穩(wěn)定性方面性能更為突出。

2019年，TCL結(jié)合量子點和Mini LED技術(shù)，創(chuàng)造性首發(fā)QD-Mini LED電視，領(lǐng)先全球。2023年，TCL發(fā)布全球首款尺寸最大QD-Mini LED巨幕電視，這是TCL長期在量子點技術(shù)和MiniLED大屏電視領(lǐng)域深耕的又一力作。

此外，作為行業(yè)先驅(qū)者之一，TCL正在致力實現(xiàn)量子點的終極形態(tài)——電致發(fā)光。

2014年，TCL發(fā)布搭載了量子點Pro 2024技術(shù)的量子點電視，這款代表了顯示領(lǐng)域量子點技術(shù)下一步方向的產(chǎn)品，通過升級四元量子晶體Pro，采用更穩(wěn)定的合金結(jié)構(gòu)，保障量子點晶體有更長的有效發(fā)光時間，延長了電視的使用壽命，同時實現(xiàn)了更高的色域值、色純度和色準，讓畫面能夠還原出世界真實的美。

展望未來，近幾年隨著量子點擴散板、QD-OLED、鈣鈦礦量子點等技術(shù)不斷研發(fā)應(yīng)用，量子點的進步成為推動顯示行業(yè)進步的重要驅(qū)動力。與此同時，隨著TCL等一眾企業(yè)持續(xù)深耕，未來，量子點技術(shù)或?qū)槿嵝噪娮悠骷?、微型傳感器、更薄的太陽能電池以及加密量子通信等行業(yè)發(fā)展做出重要貢獻，照亮人類的生活。