结合两大诺奖技术，这家公司开启量子点Micro-LED商业化元年

2023-10-08 10:37

行家说快讯：

2023年10月4日，瑞典首都斯德哥尔摩，瑞典皇家科学院宣布，2023年诺贝尔化学奖的殊荣将颁发给美国麻省理工学院教授蒙吉·G·巴文迪（Moungi G.Bawendi）、美国哥伦比亚大学教授路易斯·E·布鲁斯（Louis E. Brus）和美国纳米晶体科技公司科学家阿列克谢·伊基莫夫（Alexei Ekimov），以表彰他们在发现和合成量子点方面做出的贡献。

图片来源：The Moscow Times (2023年 10月4日)

图片来源：Announcement of the 2023 Nobel Prize in Chemistry, YouTube: Nobel Prize.

■ 什么是量子点？

量子点是一种纳米材料，通常为直径在2到20纳米之间的球形或类球形微粒。由于其独特的尺寸范围，量子点具有与宏观材料不同的出色性能。其中最重要的光学特性之一是它们能够通过改变尺寸来调整其发射光谱，覆盖整个可见光范围。

此外，量子点还具备宽激发谱、窄发射谱、大斯托克斯位移、长荧光寿命和出色的生物相容性等多重优势，因此在发光领域备受瞩目，成为广泛研究的热点之一。

目前，量子点技术的一个代表性应用是：将量子点优秀的光致发光性能和另一项诺奖成果——氮化镓基蓝光LED进行结合，实现量子点色彩增强显示技术。

■ 蓝光LED的诞生及普及

回溯到2014年，诺贝尔物理学奖颁发给了三位科学家：赤崎勇（Isamu Akasaki）、天野浩（Hiroshi Amano）和中村修二（Shuji Nakamura），以表彰他们在蓝色发光二极管（LED）领域的杰出发现。

尽管在上世纪六七十年代，人们已经发明了红光、绿光和黄光LED，但直到蓝光LED问世，LED技术才迎来巨大突破。因为要制备出可广泛应用的白光LED，仅靠红光、黄光和绿光远远不够，蓝光是最后一种必要光源，也是最难实现的一种光色（传统二极管因为发光能量较低，只能发出红光和绿光，而蓝光需要发出更高能量的光）。

蓝光LED技术的突破使得人们能够制备出白光LED，或者任何所需颜色的LED光，从而在照明和显示领域广泛应用，充分发挥其节能、体积小、寿命长等优势。

可以说，蓝光LED技术的研究开启了人类光源领域的一场革命。

图片来源：中国科学院

图片来源：新华社

■ 结合双诺奖技术，赛富乐斯实现量子点Micro-LED突破

量子点被认为是目前最优的色彩表现方案和色彩转换材料之一。采用量子点技术的显示屏能显著提升色域范围，呈现更丰富的色彩，提升画面的鲜艳度，实现对自然界色彩最真实的还原。

与此同时，Micro-LED则是目前最先进的光源技术之一，是业内公认的微显最佳解决方案。相较其它技术，Micro-LED在亮度、对比度、工作温度范围、刷新率、分辨率、色域、功耗、延时、体积、寿命等多方面具备显著的优势。

多年来，行业一直在探索量子点和Micro-LED技术的最佳结合方式，以解决高光强下的可靠性和效率问题，实现量子点Micro-LED直显技术。

而赛富乐斯自2014年成立以来，始终以实现终极显示技术为目标，坚持走monolithic量子点Micro-LED的技术路线。他们攻克了纳米孔氮化镓外延技术、Micro-LED制备技术、量子点原位封装技术，硅基晶圆混合键合技术以及晶圆级微透镜技术等一系列难关，突破了量子点Micro-LED效率和可靠性的瓶颈，于2023年实现了业界首个量子点Micro-LED产品的落地。

恰巧在2023年，量子点技术获得了诺贝尔化学奖，而此时也正是赛富乐斯量子点Micro-LED产品走向产业化的元年。

值得注意的是，赛富乐斯创新性地使用了一种纳米孔的结构将蓝光LED与量子点完美结合，他们将该技术方案称为NPQD技术。纳米孔是一种创新型的纳米结构，该结构可以在LED内部制作形成用以容纳量子点。由于光在纳米孔内部具有强烈的散射效应，在传播过程中的有效光径将被大大增强，从而会提高量子点的光转换效率。

同时，普通的量子点Micro-LED对支撑结构的依赖性很强，结构常常不稳定；为了提升发光效率，它需要极厚一层量子点才能实现高的色彩转换效率。

而在纳米孔量子点Micro-LED的工作场景中，LED内部自然形成了支撑容纳结构，便于量子点装载的稳定，仅需极薄一层量子点即能达到最佳发光效果，大大节约了系统成本。通过该技术，他们于2023年成功商业化了量子点QLED直显大屏和量子点AR微显示屏两种产品。