国际消费电子展举行 量子点技术迎来发展机遇
■本报记者 张楠
从三星UN55HU6950、LG EC9300、索尼W920A到TCL H9700，在2015年初的国际消费电子展（CES）上，量子点（QLED）电视颇有登堂入室之态。事实上，去年年底至今年年初，三星、夏普、LG、索尼、海信、长虹、TCL等国内外厂商都陆续推出搭载了量子点技术的电视。
同样是红色唇膏，量子点电视机的画面上能够呈现和分辨出不同色差的100支唇膏。量子点已然成为彩电行业的新一代关键词。而在2014年初因iPhone6可能采用量子点屏幕，QLED已经引发一轮热议。那么，量子点显示技术将在未来几年大放异彩甚或带领国内行业走上国际高点吗？
中国科学院院士、中科院理论物理所研究员欧阳钟灿认为，在我国平板显示行业风景独好的背景下，量子点技术也正迎来发展机遇，但要想走上战略高地，仍须跨越用材争议的坎儿。
更纯更艳丽
2000年后，科学家开始探究量子点运用在显示上的可能性。但QLED的效率、寿命和加工工艺等综合性能还远远不能达到人们的美好期待。
随着科学家对QLED研究的不断深入，产业化进程也取得越来越多的进展。今天谈到的量子点，往往是由半导体元素和金属化合物为核，外面包裹着一层其他材料的微小颗粒。那么，什么是量子点显示？
量子点是准零维的纳米晶体，晶粒直径在2~10纳米之间，量子点受到电或光的刺激会根据量子点的直径大小，发出各种不同颜色的高质量的纯正单色光。所谓QLED的液晶显示屏幕是在蓝光LED背光源与液晶板之间插入量子点膜的新型液晶显示屏，量子点膜在LED蓝光激发下会产生锋利的蓝绿红组成的真彩白光， QLED甚至被视为未来提高彩电色域值的最佳方案。权威测试数据显示，在NTSC标准下，普通LED电视的色域NTSC比只有72%，搭载QLED背光源的液晶电视产品（简称QLED电视）能够实现110%的色域覆盖率。同时，Nanosys公司CEO杰森·哈特拉夫曾在接受采访时表示，QLED没有尺寸的限制，可以用到80英寸以上的电视屏幕上，也可以用在小尺寸屏幕上。
在时间维度上，QLED已是发光二极管（LED）的第三代革新技术。第一代是广为人知的蓝光LED器件（氮化镓LED）配合稀土荧光粉，尽管比白炽灯节能，但其制备过程相当严苛，影响产品成本；第二代是诞生于20世纪70年代末的有机LED（OLED），生产方法基于真空热蒸镀，已在手机等小尺寸屏幕和不需要始终点亮的产品上得到应用，但这类器件的发光中心是有机分子，产品寿命和良品率都不稳定。
在技术研究上，我国并不落后于人。浙江大学硅材料国家重点实验室金一政研究组与彭笑刚研究组等合作，报告了一种通过溶液制备的基于多层量子点的LED。
其制备方法基于低成本、有潜力应用于大规模生产的溶液工艺，综合性能则超越了已知所有溶液工艺的红光器件，尤其是将使用亮度条件下的寿命推进到10万小时的实用水平。相关文章已发表在去年11月6日的《自然》杂志。彭笑刚透露，“下一步将发展其他颜色的高性能QLED”。
挥“镉”不去
在诸多种类里，显示技术哪家强？由于卓越的色彩表现力，OLED和QLED常被放在一起作对比。
OLED采用有机物制作二极发光体。拥有几十项OLED专利的马丁·沙特在被问到LCD（液晶显示）是否会被OLED取代的问题时表示，OLED三种发光材料寿命不同是自身不可逾越的致命伤。而量子点晶体为非有机物，所以QLED工作时更稳定，寿命也更长。
量子点电视是以蓝色LED为光源，将采用量子点的光学材料放入背光灯与LCD面板之间，从而可以通过拥有尖锐峰值的红、绿、蓝光获得鲜艳的色彩，色域达到或超过OLED水平。欧阳钟灿告诉《中国科学报》记者，量子点电视事实上仍是一种LCD电视。
美国麻省理工学院电机教授弗拉迪米尔·布洛维奇一直负责量子点的技术研究，他认为QLED有望让液晶的显示性能超过OLED，后者还需要滤光才能生成需要的色彩，所以其色域受到滤光板性能的限制。但量子点发出光谱则极为狭窄，因此色域更高，能产生更丰富的色彩。
缘于成本、技术难度、使用寿命等优势，QLED被一些媒体称为将“让OLED未捷先死”。
但欧阳钟灿告诉《中国科学报》记者，QLED未必一定取代OLED，前者发展一个难以忽略的坎儿在于，其生产原材料中必须用到重金属镉（Cd），这种重污染金属在欧盟是严禁使用的。也有些厂家研制出了无镉QLED显示屏，但显示效率大打折扣。
欧阳钟灿认为，OLED并不一定被QLED取代，其可用于开机较短、经常更换的手机，以及创口贴等柔性显示产品，但不适用长时间开机的PC、平板电脑与彩电。
而要让QLED继续提升应用水平，彭笑刚表示，如何设计更科学的QLED结构，以达到最大的电光转换效率，是个重要课题。
产业链上游须同步发力
调研机构Displaybank预估，QLED显示产品产值，可望从2013年的千万美元成长至2020年的2亿美元；QLED产品出货量，有望从2013年的50万台扩充至2023年的8700万台。
QLED产业正在迅速攻城略地，我国的产业进展也不甘人后，但在产业链上游能否紧跟步伐？
欧阳钟灿介绍，全球已有三大量子点材料制造商：英国Nanoco、德国Nanosys及美国QDVision，其中Nanosys公司握有超过300项量子点显示的相关专利。
我国浙江大学彭笑刚、金一政等团队合作的杭州纳晶科技公司也已进入商业化阶段，他们的第二代QLED处于国际领先地位。
事实上，欧阳钟灿认为：“我国内地的量子点液晶显示屏生产技术有可能后来居上超越日本和我国台湾地区。在2015年CES上，TCL公司展示了我国第一台QLED-LCD大屏幕电视，成了抢眼的新闻。”
欧阳钟灿表示，各类新型显示技术的发展都处于探索期，还有许多的新技术没有研制出来，哪种显示技术将会引领平板显示终端产品彻底更新换代还有待观望，这就给了我们国家和企业新的机会。国内企业特别是大陆面板厂商要在高端显示技术领域抢占先机。