量子点材料一种非常微小的纳米材料，只有人类一根头发丝的万分之一到十万分之一，可根据尺寸的大小，呈现出“赤橙黄绿青蓝紫“等不同颜色，也可通过外部调节来控制量子的发光颜色，令纳米材料拥有了第三维度——颜色。

量子点材料在液晶显示领域已有了广泛的应用，自2013年，日本索尼推出全球首款量子点电视后，国内企业TCL在2016年推出搭载量子点背光的液晶电视，至此量子点材料广泛应用于国内外中高端液晶电视、显示器、笔记本、平板中，包括TCL、海信、京东方、小米、飞利浦、冠捷、惠科等知名品牌。

国内已有诸多企业开展了量子点材料的市场应用工作，如纳晶科技是国内在量子点技术领域布局较早的企业之一，与2023年诺贝尔化学奖得主，哥伦比亚大学教授路易斯·E·布鲁斯布有着密切联系，不少国内企业也正在开展量子点材料的多元化应用。

10月4日，2023年诺贝尔化学奖授予美国麻省理工学院教授蒙吉·G·巴文迪（Moungi G. Bawendi）、哥伦比亚大学教授路易斯·E·布鲁斯（Louis E. Brus）和俄罗斯科学家阿列克谢·伊基莫夫（Alexey I. Ekimov），以表彰他们在“量子点的发现与合成”中作出的开创性贡献。

关键点在于找到了可以稳定、批量生产量子点的方法，为量子点的规模化生产与应用带来基础。

量子点材料不但为液晶显示技术带来质的飞跃，在光学等方面的特性也为研究人员在生物化学、医药等领域探索出更多潜在的应用路径。

今年8月3日，工业和信息化部、国务院国资委发布《前沿材料产业化重点发展指导目录（第一批）》，列明“量子点材料”是国家15项产业化重点发展前沿材料之一。

在当今的材料应用领域中，量子点已经成为备受瞩目的技术革命之一，处在大规模产业化的前夕。

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什么是量子点

量子点是一类非常小的纳米尺度颗粒，也被称为半导体纳米晶。一个量子点通常只由数千原子组成，如果要形象描述它的“小”，可以想象一个量子点与一个足球的对比，正如足球与地球的对比。

人们在理论上早就知道，在纳米颗粒中会出现与尺寸相关的量子效应，但在过去难以制造出纳米颗粒的时候，很少有人相信相关理论能应用于实践。

20世纪80年代初，阿列克谢·叶基莫夫运用光学方法来检查彩色玻璃。经过实验，他发现不同尺寸的玻璃样品吸收光的情况不同，颗粒越小，吸收的光越蓝。他很快意识到自己观察到了与尺寸相关的量子效应。

1981年，叶基莫夫在苏联的科学期刊上发表了这一成果。这是科学家首次成功发现量子点。当时，路易斯·布鲁斯并不知道这一发现。1983年，他首次在溶液中发现了自由漂浮的粒子具备尺寸依赖性的量子效应。与叶基莫夫一样，他发现硫化镉的颗粒越小吸收的光越蓝。

为什么物质的吸光度偏向蓝色这一发现很重要？因为研究人员可以根据这一发现开发出全新的材料。然而，科研人员当时还无法制造出尺寸大致相同的量子点。这正是蒙吉·巴文迪要解决的问题。1993年，他和研究团队取得了重大突破，制造出了特定尺寸的纳米晶体。这种纳米晶体几乎是完美的，能够产生独特的量子效应。

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“量子点”有什么优势?

首先，量子点属于无机材料，稳定性强、寿命长、不易老化。打个比方，组成岩石的物质大部分都是无机物质，人的身体大部分则由有机物质组成，石头天天被太阳照射不会发生病变，我们要是天天站在天阳底下暴晒恐怕很容易患上皮肤癌。

其次，量子点具有全色域显示优势和精准的色彩控制。传统的LCD面板色域受到滤光板性能的限制，但量子点发出光谱极为狭窄，因此色域更高，能产生更丰富的色彩。

宽色域对画面的立体感和质感有明显的提升作用，就像一个姑娘脸部用修容粉打了阴影之后必然显得更加立体，更加美丽。

再次，量子点具有低功耗的特点。因为量子点屏幕的每个像素也由独立的LED光源驱动，因此功耗也更低。

根据国内权威的泰瑞特实验室（国家广播电视产品监督检验中心）首次公开检测结果显示，TCL QUHD电视核心指标远超全行业，特别是色域覆盖率是大数据库中最高值、峰值亮度超越行业平均水平77.9%、色彩亮度超越行业平均水平26%。

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显示领域应用广泛，国内企业早有布局

量子点材料目前最广泛的应用是在显示领域，已被广泛用于色彩增强组件，与传统液晶显示器（LCD）相比，量子点能够提供更宽的色域、更高的色彩精度和更高的亮度。

激发时发射特定波长光的独特光致发光特性，使量子点能够将LED发出的蓝光转换为纯红色和绿色，从而实现更广泛和精确的调色板。

早在2013年，索尼就已经推出全球首款量子点电视，并使液晶显示再次具备与OLED一竞高下的实力；此后，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”成为彩电领域一个新兴的技术流派。

中国最先推出量子点显示这个概念的企业是TCL集团，其在2016年就已推出量子点电视，在当年的两会上，TCL集团董事长李东表示，量子点显示产品技术已经比较成熟，在应用中已经被大量地采用。

不过在光伏领域，TCL集团旗下有着半导体、光伏双主业驱动的TCL中环最新表示，暂时没有将量子点技术转化光伏产品的规划。

量子点显示产业链从上游到下游依次为：上游量子点材料和阻隔膜、中游量子点膜和下游量子点屏品牌商。

目前国内量子点材料生产的核心原材料大部分从国外进口，新化股份是国家火炬重点高新技术企业，也是国内少数量子点材料生产的上游原料供应商。

量子点材料由于其特殊的性能对水汽和氧气的敏感性，从而不得不采用高阻隔薄膜进行结构性封装，而且其阻隔性需要满足Aquatran分析装置的要求，在尺寸、光学特性和弯曲特性上也有一定的要求，所以在制备高阻隔膜上也有较高的技术难度。

其生产难点主要在基膜和镀膜工艺中的磁控溅射工艺上，首先基材必须具备表面平坦度，光学特性，可承受镀膜的耐性，一般情况下使用表面附带功能涂布层的PET基材；磁控溅射工艺，是先将所需原料做成磁控溅射靶材，再从磁控溅射靶上面生成所需的膜物质，工艺步骤非常复杂。

所以现在很多公司采用另一种等离子CVD的镀膜方法，它可以从原料直接生成膜物质从而使镀膜原料价格更低，同时在生产量同等的装置情况下，单一镀膜源的镀膜速度更快（约5倍），使得设备运营成本更低。

量子点材料的设计和制备，是整个量子点显示产业链技术难度最高的一个环节。

目前全球仅有英国Nanoco、德国Nanosys、美国QD Vision（被三星收购）和杭州纳晶科技四家公司有核心专利，所以其也是价值量最大的一个环节。

目前量子点合成法主要有三种：水溶液合成法、有机溶剂合成法和电场约束法。

量子点膜作为LCD电视升级到QD-LCD电视中最重要的一环，由于其技术壁垒较高，参与厂商较少，其单价一直保持在量子点电视整个环节中最高的水平。

复合膜趋势大幅提升行业壁垒，量子点膜市场核心竞争因素由量子点膜升级到量子点膜+增亮膜+复合膜的工艺+成本的综合竞争，目前能制造复合膜的公司仅有三星、激智科技、康得新等几家企业，未来将保持很高的集中度。

文章来源： 科普时报，制药人资源， 见山创服