我国半导体显示产业已摆脱亦步亦趋、追赶超越的发展路线，彻底转向积极创新、主动领跑的宽阔赛道。

作   者   丨   宿艺

编   辑   丨   子淇

1970 年代末，年轻的物理学家阿列克谢 · 伊基莫夫在实验中发现，不同大小的氯化铜颗粒可以造出不同颜色的玻璃，并且颗粒越小，玻璃吸收的光越蓝。他很快反应过来，这就是量子尺寸效应。

1981 年，伊基莫夫在科学期刊上发表了这一发现。但由于采用的是俄文写作，加上该期刊在西方少有人知，导致这篇文章没能迅速在业界掀起水花。

时间快进到 2023 年，已至中年的阿列克谢 · 伊基莫夫接到一通陌生来电，得知他和美国化学家路易斯 · 布鲁斯、蒙吉 · 巴文迪共同因 " 发现和合成量子点 " 被授予诺贝尔化学奖。其中，布鲁斯在 1983 年首次在溶液中观察到量子尺寸效应，巴文迪在 1993 年发表了量子点的高质量合成方法。

可以认为，他们三人分别从不同角度、使用不同方法推开了量子点领域的大门，为量子点技术的规模化应用奠定基础。也正因此，早在诺贝尔委员会那通电话拨出之前，这一领域就已吸引到全球众多学者、专家、企业深入探索研究，取得一系列技术突破与应用进展。

尤其在中国，量子点材料更被视为 "未来的长板产业"，科研及产业化已发展至国际领先水平。

从近期的行业动态来看，今年 6 月，浙江大学叶志镇院士团队的两项钙钛矿量子点科研成果接连发表于 Nature 两大子刊，从学术层面推动了钙钛矿量子点在光电器件领域的应用；与此同时，TCL 全新的 TCL 量子点 Pro 2024 技术也陆续搭载到旗下多款电视产品中，持续为市场化普及提速。

如今，量子点已经在各个领域悄然释放潜能，实实在在地改变日常生活。然而，量子点似乎并不存在应用边界，人们对于这些微小粒子的技术想象，仍在不断延伸。

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跨越 40 年的预言验证

早在 1937 年，德国物理学家赫伯特 · 弗勒利希就已通过数学计算预言：当粒子尺寸小到纳米级时，留给电子和空穴的活动空间相应变少，这可能导致材料特性发生巨大变化。

因此，在将近 40 年后，当伊基莫夫透过彩色玻璃亲眼验证了 " 粒子尺寸会通过量子效应影响光学特性 " 时，他并不觉得新奇，那次里程碑式的发现更像是对已知理论的 " 实验确认 "。

简单来说，量子点是一种由数百至百万个原子组成的半导体纳米晶，单就体积而言，量子点和足球的比例，几乎与足球和地球的比例相当。

正是这种极其狭小的空间限制，触发了 " 量子限域效应 "，使量子点拥有可调节的能隙和发光波长，而调节的关键就是量子点的尺寸和形状。

这也就意味着，如果能够控制量子点的尺寸和形状，就可以精确控制量子点发射光的颜色，量子点越小，发射光波长越短，颜色越蓝；反之量子点越大，发射光波长越长，颜色越红。

凭借这一独特的光学特性，量子点在生物化学、医药检测、光伏、光电导体等领域均展示出广阔的应用前景。例如，基于荧光性质，量子点可以作为荧光探针，用于疾病的筛查、诊断和治疗，辅助开展生命医学研究；在工业领域，量子点可以基于高色彩饱和度、耐光性和抗退化等特性，作为染料颜料的代替，等等。

当然，离大众日常生活最近的，仍然是量子点技术在显示领域的应用。

目前，许多电视、电脑显示器、手机等都已经用上了量子点技术，其中量子点电视的发展最为成熟。从技术原理上看，量子点电视应用了量子点技术背光源，虽然属于液晶电视的一种，但并非采用传统的白色 LED 背光源，而是使用蓝色 LED 背光源，同时在中间加上一层量子点膜，当蓝色 LED 光经过相应量子点之后，会转化为红光或绿光，加上直接显示的蓝光就有了红、绿、蓝三束光，三者可以组合出丰富的色光。

由于发光光谱极窄，量子点能够呈现出的红绿蓝三原色高度纯净，能够带来极其鲜艳且准确的画面色彩；其次，通过调节量子点的尺寸，可以实现发射光颜色从从蓝色到红色的连续变化，这也使量子点电视的色域可以覆盖整个可见光谱范围，提供更丰富的色彩层次和细节；同时，更高的发光效率和更快的响应速度，能够带来高亮度、低功耗、流畅无拖影的体验，而量子点材料自身的微型化也有助于实现更纤薄的设计，使量子点电视外观更简洁精巧。

这些与画面色彩紧密相关的天然优势，都让量子点成为 TCL、三星等显示领域龙头不容忽视的新兴显示技术。

以全球量子点显示技术的先行者 TCL 为例。在 2014 年推出旗下首款量子点电视后，TCL 便持续加强与量子点相关产业链的创新协同，不断结合业内先进的量子点技术推陈出新。

在 2019 年，TCL 将量子点和 MiniLED 技术相结合，开创 QD-Mini LED 大屏显示技术，推出全球第一台超高对比度、超高亮度、超高色域、超长寿命、超大尺寸超高分辨率的 QD-Mini LED 电视，一举领跑全球；到了 2023 年，TCL 又运用行业精度最高的量子点涂布技术、更可靠的量子点层，推出全球尺寸最大的 QD-MiniLED 巨幕电视 X11G Max，以极高的峰值亮度、细腻的画面表现和真实的场景还原，再次突破量子点电视的视效天花板。

贝哲斯咨询的调研显示，2023 年全球量子点显示器市场容量达到 212.69 亿元，预计发展到 2029 年，该市场规模将加速增长到 923.16 亿元。不难预见，伴随技术的成熟、产能的释放、生产成本降低，量子点电视还将从高端市场逐渐向中低端市场融合，加快走进更多寻常百姓家庭。

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" 少数派 " 的游戏

在宣布 2023 年诺贝尔化学奖得主的那场发布会上，诺贝尔化学委员会主席约翰 · 阿奎斯特面前摆着五个装着量子点的彩色烧瓶，他说：" 很长一段时间以来，没有人认为真的能制造出这么小的颗粒。"

起初，制备出稳定、可靠、一致的量子点无疑是艰难的，蒙吉 · 巴文迪同样在回忆时表示，以往量子点的出现就像一种 "黑魔法"，其合成非常难以控制。

直至发展到今天，量子点材料的合成、阻隔封装与实际应用，依旧是量子点显示产业需要翻越的一座座大山。

在产业链上游，由于量子点极易受热量和水分影响，无法使用蒸镀方式，只能研发喷墨印刷涂布工艺实现；同时，量子点还需要使用高阻隔薄膜进行结构性封装，而高阻隔薄膜的制备工艺复杂且要求极为严苛，掌握核心技术与产业化能力的入局者并不多见。

在产业链下游，更注重规模化生产的量子点电视市场，同样也只是 " 少数派 " 的游戏。

一方面，量子点电视不仅需要先进的量子点材料，还需要将量子点材料有效地集成到电视显示系统中，这将直接牵动背光模组设计、色彩管理、图像处理等众多技术与制造工艺的升级，技术门槛颇高。

另一方面，无论是量子点材料的制备、测试、应用还是新品研发，都需要高精尖的设备和复杂的工艺流程，这背后对应的是更长的研发周期和更高的投入成本。加上市场前期对于量子点电视的认知度较低，品类推广成本高，这些都直接考验着企业的研发能力和市场定力。

纵观之下，目前只有 TCL、三星这样的兼具完善研发体系、技术储备与资金实力的国际领先企业，才能举起量子点电视市场的大旗。

仍然以 TCL 为例。早在 2012 年，TCL 就开始在量子点显示技术方面进行技术布局，经过十余年的发展，目前其量子点专利位居全球前二，专利申请达到 2485 件。

具体而言，2015 年 TCL 就率先在业内推出量子点膜片技术方案 , 有效提高量子点器件的发光效率及可靠性；2019 年，TCL 进一步实现量子点显示技术的色域突破，并与 Mini LED 技术的控黑突破相结合，完成了电视色彩丰富度和画面层次的飞跃式进阶。随后，TCL 量子点 Pro 技术更不断优化迭代，持续刷新着量子点电视的色域、色准和色彩纯度指标。

从最新的 TCL 量子点 Pro 2024 技术来看，TCL 采用了升级版四元量子晶体 Pro，一方面升级晶体材料，在四元合金结构的量子点外层再增加全新钝化层，抗氧化性能提升，稳定有效的发光时间长达 10 万小时，可极大延长电视使用寿命；另一方面升级 QLED 层材料与工艺，采用超高精密包裹技术将纳米级量子点材料与有机材料多层共聚，同时独家添加发泡粒子熔融混合，可以带来更优异的光学与色彩显示效果。

在实际的色彩显示中，TCL 量子点 Pro 2024 能达到行业领先的 157% 超高色域值、95% 的全屏色纯度、Δ E＜0.99 的专业级色准以及 25% 的亮度提升，使电视产品都每一帧画面都能呈现鲜明生动、丰富准确的色彩，还原更加真实的自然世界。

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半导体显示产业的下一段征程

目前，量子点显示应用主要有两条技术路径，一是光致发光，二是电致发光。

光致发光，即量子点材料在光激发下发出特定颜色光，如前文提到的应用量子点技术背光源的电视，就是应用的光致发光技术。相对于传统的 LCD 和 OLED，这一技术路线能够同时解决大尺寸、高色域显示问题，是当前业界较为主流的技术解决方案。

电致发光，即以电驱动量子点本身发光，具备高色域、可柔性、高对比度等优势。目前这一技术正处于产业化前夕，尤其 TCL 在电致发光量子点材料的合成与应用等方面的技术沉淀多年，在实现全彩 QLED 自发光显示器件产业化方面值得期待。

可以认为，以 TCL 为代表的中国科技企业，正在合力推动我国量子点材料研究及产业应用全面达到国际领先水准，这标志着我国半导体显示产业已摆脱亦步亦趋、追赶超越的发展路线，彻底转向积极创新、主动领跑的宽阔赛道。

无论是浙江大学叶志镇院士团队从学术层面推动量子点技术在光电器件领域的应用，还是 TCL 在量子点显示技术的积累与突破、在产品层面的每一次优化迭代，都是这条赛道中不可或缺的推动力量。

如今，全球半导体显示产业正在迈向下一段征程。在队伍的前列，不仅有更尖端的量子点显示技术与产品，还可以看到许多中国显示领域学者、科研人员、企业快步引领的身影，以及他们积极争取世界显示产业的主导权、切实推动中国从 " 显示大国 " 转向 " 显示强国 " 的使命和重要担当。