人类社会正在步入全面信息化时代，特别是5G时代的来临，显示系统承载着各种信息的实时传递和交互，在时代发展的浪潮中扮演着重要的角色。在追求更极致显示效果的道路上，人们从未停止过探索的脚步，体现着对美好事物的不断追求。
传统的液晶显示技术已经非常成熟，在高分辨、大尺寸、高亮度，特别是成本方面较新兴的OLED显示技术仍然具有优势。然而随着OLED的不断发展，液晶显示技术在显示色域、暗场效果、可视角度、能耗、以及产品形态等方面逐渐被超越。虽然在大尺寸屏幕方面，OLED受限于制备工艺仍然无法突破，但是在小尺寸屏幕应用上已全面领先。
自2015年商用以来，搭载量子点技术的液晶显示虽然在显示色域和呈现效果上有明显提升，但是普及程度却远不及预期。一方面量子点技术成熟度欠佳、产品的稳定性和成本较高；另一方面应用量子点显示技术的旗舰机型定价较高，阻碍了技术的普及。随着LED发光晶体更小的Mini-LED引入和普及，量子点技术将快速“下沉”，成为液晶显示的标配。未来三年对于量子点光学膜，量子点扩散板的需求将会爆发。
Micro-LED显示技术被誉为下一代高端显示技术的代名词，Mini-LED在某种意义上来说只是Micro-LED的过渡形式。Micro-LED这种LED微缩化和矩阵化技术继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，并且具有自发光无需背光源、更高解析度、更加节能、结构简易、体积小、轻薄等优势。对于Micro-LED显示技术来说，实现全彩色显示是必须但十分具有挑战性的难题。在极度微小的尺寸下，通过三次巨量转移，准确有效地排列出能显示全彩的RGB三色芯片非常困难。对RGB芯片的光效、波长一致性和单个LED的良品率也提出了更高的要求。此外，RGB色芯片的驱动电压不同，要在基板上设计出能同时驱动三色LED的电路更是一大挑战。因此应用紫外/蓝光LED搭配量子点材料作为色彩转换层来达成全彩化是比较可行的方式。
三星在今年3月底推出了65吋的全球首款QD-OLED电视S95B，售价2999美元。QD-OLED继承了QD量子点技术和OLED显示技术的优点，解决了液晶显示技术暗场效果的问题，突破了OLED显示亮度的限制，而且发扬了量子点技术超广色域的优势。数据显示QD-OLED亮度可以超过1000nit，色域覆盖能力达到Rec.2020标准的90%，而一般OLED只能覆盖70%-80%。
技术的发展方向和市场的需求都非常明确，作为“人类至今发现的最好发光材料”，量子点技术在接下来的十年内将会成为液晶显示、Micro-LED、甚至OLED（QD-OLED）的必然选择，助力显示技术的升级迭代。
提升显示效果，降低系统成本是显示技术发展永恒的趋势。量子点本身稳定性的提升，是降本的最大因素。量子点光学膜从最初需要10-4的水氧阻隔膜的保护到现在只需要10-1的阻隔膜，价格从数百美元每平米降低至十几美元每平米；量子点扩散板又依靠进一步的价格和集成度优势，在去年大量抢占了量子点显示市场；可以预见，随着稳定性的继续提升，未来无需水氧阻隔的量子点光学膜、单层的量子点扩散板、成本更低的量子点印刷扩散板、量子点导光板等产品会不断地涌现市场。
新的显示技术对于量子点的稳定性提出了更高地要求。以Micro-LED为例，除了对量子点的水氧稳定性的要求之外，由于贴近芯片，工作温度可能超过100oC，热致淬灭导致在应用过程中发光强度下降是量子点应用于全彩化显示需要突破的难题。此外，作为色彩转换层材料应用于Micro-LED或者QD-OLED技术，对于墨水体系和制备工艺的兼容性也是量子点材料需要解决的问题。量子点电致发光（QLED）被视为下一代显示技术的有力竞争者，但是限于工作寿命，也还未能实现商业化应用。
钙钛矿量子点自2014年首次报道以来，经过短短几年的发展，在光电领域展现出巨大的应用潜力。这一新型材料结合了钙钛矿材料和量子点的优势，具有超高的发光效率(~100%)和色纯度，并且能够自由的调整发射波长，覆盖全可见光波段，使其成为有史以来最优秀的发光材料之一。与传统无机量子点(如CdSe等)相比，钙钛矿在色纯度、发光波长和量子产率等性能表现上相当或超出。在吸光系数方面，钙钛矿远超现有量子点材料，对于制备Micro- LED的色彩转换层非常有利。此外，简便廉价的合成方法和符合欧盟RoHS标准更使得其具备了大规模产业化应用的前提。
虽然稳定性问题一直困扰着商业化应用的进程，钙钛矿量子点的稳定性在最近几年已经有了长足的进步。极电光能开发独有的“原位铸晶”工艺，应用“外封内稳”的策略消除外界环境对于量子点稳定性的影响。具体来说，选用合适的钙钛矿体系，通过掺杂技术提升量子点的本征稳定性，调谐晶格畸变，从结构的角度提高量子点应对光照、温度等外部诱因的基础能力；通过配体工程钝化表面缺陷，引入结合更加牢固的配体，进一步提升量子点应对光、热甚至水、氧的抵御能力；然后通过致密的壳层包覆实现量子点与外界环境的隔绝，大幅提升量子点使用过程中的稳定性。
极电光能创造性的实现了水氧稳定的钙钛矿量子点的宏量制备，建成年产1吨量子点的试制线。量子点无需水氧阻隔膜的保护，本身即可通过85oC/85%RH 2000小时的加速老化。正在开发量子点光学膜、量子点扩散板等显示光学产品，已实现接近130%NTSC的显示色域。同时公司也在积极开发钙钛矿电致发光等下一代显示技术。高效无镉的钙钛矿量子点将助力我国新型显示产业，满足抢占未来产业发展制高点、支持国民经济绿色和可持续发展、引领科技变革和重塑国际产业格局三大总体目标，成为新一代信息技术的重要组成部分。
科普小黑板
OLED:Organic Light-Emitting Diode，又称为有机电激光显示、有机发光半导体
QD-OLED:是使用有机发光材料作为发光单元，量子点作为色彩转换材料的显示设备
Mini-LED:芯片尺寸介于50~200μm之间的LED器件
Micro-LED:是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术
原文始发于微信公众号（极电光能）：钙钛矿量子点——颠覆显示行业的“视”界之光
