作者:沈春蕾 来源:中国科学报 发布时间:2023/10/16 8:31:21
选择字号:
诺奖加持,量子点显示有“钱”景吗

 

 红圈内为0.12英寸微型显示光机。受访者供图

■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。

《中国科学报》 (2023-10-16 第4版 科创)
 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
老化的哈勃空间望远镜转向单陀螺仪操作 中国科学家首次发现“无摩擦的冰”
冰表面长啥样?原子级分辨图像揭晓答案 北方中纬高频雷达网发布首批科学探测结果
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文