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研究资讯：量子点材料与显示技术发展现状
1．定义与内涵
量子点是可溶液加工、尺寸在量子限域范围内的无机半导体纳米晶体。量子点具有优异的光学性质，包括全光谱发光峰位连续可调、色纯度高、稳定性好，是一种优异的发光和光电材料，量子点显示是利用量子点的特殊性能来实现高性能、低成本的显示技术。
2．主要作用与意义
目前，第一代量子点显示技术——量子点背光源液晶已经实现商业化。该技术路线利用量子点优异的光致发光性能，取代传统的荧光粉。
量子点显示的下一步发展目标是彻底摆脱LCD屏技术，开发有源矩阵量子点发光二极管（AM-QLED）显示器件。这种全新的显示技术将采用QLED阵列作为高精度的红绿蓝三基色像素，即每一个像素都是一个独立的QLED，并通过薄膜晶体管（TFT）阵列控制驱动电压，从而实现高分辨的主动发光控制。相比于背光源LCD屏，主动发光的AM-QLED屏在黑色表现、高亮度条件等场景的显示效果更突出，功耗更小，且可适应更宽广使用环境温度范围。
图片来自北京理工大学张加涛教授团队报道的离子交换法制备掺杂量子点（Adv. Mater. 2015,27, 2753–2761）
1. 技术发展情况
量子点材料和量子点显示技术目前处于美、中、韩三强竞争的格局。
在美国，Columbia、MIT、Berkley作为量子点材料的研究先驱，发明了金属有机前体合成方法，分别衍生出了QD Version和Nnao Sys这两家在量子点行业有影响力的创新企业。Flordia大学在QLED方向也有一些创新研究，从而衍生出NanoPhotonica公司。另外，从柯达公司（OLED先驱）衍生出来的Katavaa公司在喷墨打印设备方面颇具特色。Arkansas大学研发了“绿色量子点合成路线”，以极低成本、极简单设备制得发光性能更优、更可控的量子点。
在韩国，量子点方面的研究更多以三星公司为核心，首尔大学、韩国技术研究院等科研单位提供支持的形式进行。虽然韩国在量子点基础研究领域并无重大原创性工作，但三星在技术整合方面具有优势，组织了超过200人的团队投入QLED显示的研发。另外，三星在确定量子点显示为下一代技术的核心之后，开启了积极的并购模式。目前已成功并购美国QDVision，据业内消息，三星还在与其他一些量子点公司商讨并购、股权投资。
另外，在欧洲、日本等也有一些量子点显示研究单位，但单打独斗的居多，实力相比上述产学研联盟稍显不足。
在量子点显示技术发展趋势上看，一些关键难题有待突破，包括：对量子点电致激发态和合成化学之间联系的机理探索；蓝光QLED原型器件的效率和寿命的提升；喷墨打印制备QLED阵列的关键工艺；大屏QLED显示器件集成技术。
量子点显示的第一代应用是量子点背光源液晶显示，即现阶段所谓的“量子点电视”“量子点显示器”已经大量推向市场，量子点成为2014—2016年家电行业TOP关键词。
目前能够实现量子点材料以及量子点背光源器件工业化的企业为美国QD Vison（最近被三星并购）、美国Nanosys以及中国的纳晶科技，主要的显示产品有两种形式：量子点管与量子点膜。相比于量子点管，量子点膜具有很大的市场空间，尤其是可以扩展应用于小尺寸显示，如手机和平板，量子点膜轻薄可弯曲的特性可以在小尺寸充分展现优势。量子点管则成本低廉，能够耐受摄氏120度左右的高温。
应进一步加强研发的重点方向有：研究电致发光激发态与合成化学的关系，为QLED量身订制量子点；研究新型QLED器件工作机理，优选适合打印显示QLED的器件设计及功能层材料；开发量子点墨水配方和打印技术，打印制备高性能QLED阵列；实现AM-QLED显示屏的工艺集成。
本文节选自《科技中国》2017年第十二期page8-10。
文献链接：https://doi.org/10.1002/adma.201500247
原文链接：http://www.casted.org.cn/channel/newsinfo/6425