量子點LED專題報告

1、量子點LED專題報告2016-11-03顯示世界一、什么是量子點LED？量子點LED是把有機材料或者LED芯片和高效發(fā)光無機納米晶體結(jié)合在一起而產(chǎn)生的具有新型結(jié)構(gòu)的量子點有機發(fā)光器件。相對于傳統(tǒng)的有機熒光粉，量子點具有發(fā)光波長可調(diào)（可覆蓋可見和近紅外波段）、熒光量子效率高（可大于90%）、顆粒尺寸小、色彩飽和度高、可低價溶液加工、穩(wěn)定性高等優(yōu)點，尤其值得注意的是高色純度的發(fā)光使得其色域已經(jīng)可以超過HDTV標準色三角。因此基于量子點的發(fā)光二極管，有望應用于下一代平板顯示和照明。 表征量子點的光電參數(shù):1、光致發(fā)光譜（PL譜）：光致發(fā)光譜反映的是發(fā)射光波長與發(fā)光強度的關(guān)系。從PL譜上可以

2、得到發(fā)光顏色的單色性、復合發(fā)光的機制、量子點的顆粒尺寸大小及分布均勻性、本征發(fā)射峰波長等基本光學信息。量子點光致發(fā)光譜的半高寬越窄，說明量子點的發(fā)光單色性越好，器件的缺陷和雜質(zhì)復合發(fā)光越少。2、紫外可見吸收譜：量子點的紫外可見吸收譜反映的是量子點對不同波長光的吸收程度，從譜中吸收峰的位置可計算出量子點的禁帶寬度。量子點吸收譜的第一吸收峰與光致發(fā)光譜的發(fā)射峰的偏移是斯托克斯位移，斯托克斯位移越大，量子點的自吸收越弱，量子點的熒光強度越高。3、光致發(fā)光量子產(chǎn)率：量子點溶液的光致發(fā)光量子產(chǎn)率是通過與標準熒光物質(zhì)（一般用羅丹明6G）的熒光強度對比而測出。量子點高的量子產(chǎn)率能有效提升器件的發(fā)光效率，但純

3、核量子點沉積成薄膜后量子產(chǎn)率將比在溶液中的量子產(chǎn)率下降1到2個數(shù)量級。量子點也存在熒光自淬滅現(xiàn)象，這是由存在于不均勻尺寸分布的量子點中的激子通過福斯特能量轉(zhuǎn)移到非發(fā)光點進行非輻射復合所引起。二、量子點LED在照明顯示中的應用方案量子點的發(fā)射峰窄、發(fā)光波長可調(diào)、熒光效率高、色彩飽和度好，非常適合用于顯示器件的發(fā)光材料。量子點LED在照明顯示領域中的應用方案主要包括兩個方面：a、基于量子點光致發(fā)光特性的量子點背光源技術(shù)（QD-BLU，即光致量子點白光LED）；b、基于量子點電致發(fā)光特性的量子點發(fā)光二極管技術(shù)（QLED）。（一）量子點背光源技術(shù)量子點背光源技術(shù)即光致量子點白光LED，是基于量子點光致

4、發(fā)光特性的背光源技術(shù)。（1）量子點背光源技術(shù)的基本原理量子點光致發(fā)光（PL）原理：量子點層在外界光源下獲得能量，電子吸收激發(fā)光光子的能量從價帶躍遷至導帶。導帶底的電子和價帶頂?shù)目昭梢援a(chǎn)生帶邊復合發(fā)光，一部分電子與空穴則被比較淺的雜質(zhì)能級所捕獲，被雜質(zhì)能級俘獲的電子和空穴可以直接復合產(chǎn)生發(fā)光或者向更深的缺陷躍遷。帶邊發(fā)射才是器件發(fā)光的主要機制，缺陷和雜質(zhì)復合發(fā)光會影響量子點發(fā)光的純色性光致量子點白光LED有大致兩種實現(xiàn)方案：1、顏色轉(zhuǎn)換顏色轉(zhuǎn)換機制是將藍光LED芯片與綠光、紅光量子點相結(jié)合制備量子點白光LED。相較顏色混合產(chǎn)生白光-適當混合各色量子點的電致發(fā)光，顏色轉(zhuǎn)換產(chǎn)生白光是LED芯片發(fā)出

5、的藍光部分被量子點吸收轉(zhuǎn)變成綠光和紅光，利用RGB原理與剩余藍光復合形成白光。2、直接白光直接白光機制是指發(fā)光層中只有一種發(fā)光量子點，經(jīng)紫外LED芯片發(fā)出的紫外光激發(fā)發(fā)出不止一種顏色的光，然后直接復合產(chǎn)生白光。顏色混合和顏色轉(zhuǎn)換產(chǎn)生白光的機制都涉及幾種顏色光之間混合平衡的問題，各色光不匹配會嚴重影響白光LED的出光質(zhì)量。因此，人們對直接發(fā)射白光的熒光體用于固態(tài)照明產(chǎn)生了極大的興趣。由于直接白光量子點的發(fā)光多數(shù)有表面缺陷參與，因此效率較低，要實現(xiàn)直接白光量子點的最終應用，提高發(fā)光效率是研究的關(guān)鍵。（2）量子點背光源技術(shù)的實際應用量子點背光源技術(shù)在實際中的應用是將藍光LED芯片與量子點材料結(jié)合起來

6、來取代傳統(tǒng)液晶面板的背景光源-白光LED，由此制成的液晶面板也稱為量子點LCD。在液晶顯示屏中封裝量子點的方法有三種，第一種是直接將量子點材料放在藍色LED芯片上的“On-Chip”方式，第二種是將量子點密封在細玻璃管中并安裝在背照燈導光板的LED光入射口的“On-Edge”方式，第三種是將薄膜之間夾有量子點的片狀材料貼在導光板與液晶面板之間的“On-Surface”方式。資料來源：NANOCO，中國銀河證券研究部1、美國3M公司和德國Nanosys公司的設計方案2012年3M公司和Nanosys共同開發(fā)出采用量子點材料制作出的可大幅擴大顯示器色域的量子點加厚薄膜（QDEF），通過組合使用藍光

7、LED和QDEF可以輕松實現(xiàn)NTSC（美國國家電視標準委員會）比為100%的廣色域，獲得與有機EL同等的色彩表現(xiàn)力，而原產(chǎn)品的標準色域為NTSC比70%。QDEF是將直徑分別為3nm和7nm的量子點分散到薄膜中，然后通過保護膜（兩層氧氣阻隔膜）將量子點夾住。QDEF貼在背照燈的導光板和液晶面板之間（“On-Surface”方式），背照燈光源采用藍光LED取代原來的白光LED。3nm量子點在藍光LED的照射下將藍色光轉(zhuǎn)換成綠色光，而7nm量子點在藍光LED的照射下將藍色光轉(zhuǎn)換成紅色光，并同部分透過薄膜的藍色光一起混合得到白光。與原來擁有平穩(wěn)波長特性的白光LED相比，藍光LED和QDEF的組合能夠

8、產(chǎn)生擁有尖銳峰值的紅綠藍光源，可以有效提升LCD的色彩飽和度。與傳統(tǒng)的高色域技術(shù)相比，量子點技術(shù)可以在不增加CF膜厚的情況下，將LCD的色域提高30%，另一方面還可以增加背光亮度，節(jié)省能耗。資料來源：Nanosys，中國銀河證券研究部2、美國QD Vision公司的設計方案QDVision公司認為量子點原材料可用于市場規(guī)模巨大的液晶顯示器，推廣“色彩更為鮮艷”的量子點液晶電視。以42英寸電視為例計算每年需要約100噸量子點材料，為了應對市場迅速崛起的有效方法是將量子點材料設置在導光板入口（“On-Edge”方式）而非導光板與液晶面扳之間（“On-Surface”方式），采用該方法的量子點材料的

9、使用量只有采用On-Surface方式時的1/50，并且可以使用便宜且穩(wěn)定的玻璃管來封裝量子點材料，有很大的成本優(yōu)勢。另外將量子點材料設置在LED芯片表面的“On-Chip”方式雖然可以將年產(chǎn)量削減至萬分之一（10kg/年），但考慮到LED的發(fā)熱問題，選用“On-Edge”方式最為穩(wěn)妥。索尼在2013年1月的國際消費電子產(chǎn)品展（CES）展示了配備QDVisions公司量子點光學材料“ColorIQ”的液晶電視，這款液晶電視命名為“Triluminos”，色域NTSC比由原來的70%提高到了100%，采用了QDVision公司的量子點技術(shù)，可獲得與有機EL同等的色彩表現(xiàn)力。3、英國Nanoco的

10、設計方案英國量子點材料供應商Nanoco在無鎘技術(shù)方面與陶氏化學合作，布局量子點市場。目前該公司的核心技術(shù)完全不含毒性元素鎘（Cd）的“CFQD”（無鎘量子點）的產(chǎn)量還僅限于每年幾千克的水平，還不足以滿足以液晶面板為中心日益擴大的市場需求。為了建立起大規(guī)模生產(chǎn)體制，該公司與陶氏化學簽訂了排他性授權(quán)協(xié)議，目的是利用陶氏化學在化學領域的生產(chǎn)能力和供應鏈，為今后的市場擴大做準備。合作雙方所使用的技術(shù)是將薄膜之間夾有量子點的片狀材料貼在背照燈與液晶面板之間的“On-Surface”方式。鑒于量子點材料的穩(wěn)定性和容易嵌入液晶面板的特性，采用了On-Surface方式的目是贏得市場。（二）量子點發(fā)光二極管

11、技術(shù)量子點發(fā)光二極管技術(shù)即QLED技術(shù)，是基于量子點電致發(fā)光特性的一種新型LED制備技術(shù)，是真正意義上的量子點發(fā)光二極管。而基于量子點的背光源技術(shù)，其實質(zhì)是量子點LCD即量子點加液晶面板，是對現(xiàn)有LCD的一種改良，并不是真正意義上的QLED。（1）QLED技術(shù)的基本原理量子點電致發(fā)光（EL）原理：QLED電致發(fā)光一般歸咎于直接的載流子注入復合、Forster共振能量轉(zhuǎn)移或二者共同的作用。電子和空穴注入后，實現(xiàn)電致發(fā)光的途徑有以下兩種：a、電子和空穴直接注入到同一個量子點，在量子點中實現(xiàn)輻射復合發(fā)光；b、在有機物中注入電子和空穴形成激子，然后以Forster共振能量轉(zhuǎn)移形式將能量轉(zhuǎn)移給量子點，在

12、量子點中產(chǎn)生一個激子即電子-空穴對，最后電子-空穴對復合發(fā)出光子。這兩種途徑同時存在，可以使QLED的發(fā)光效率最大化。（2）QLED四種基本結(jié)構(gòu)類型自從電致驅(qū)動QLED1994年發(fā)明以來，器件經(jīng)歷了四種結(jié)構(gòu)的發(fā)展和變化，其亮度和外量子效率得到很大地提高。1、TypeI：以聚合物作為電荷傳輸層該結(jié)構(gòu)以聚合物為載流子傳輸層，是最早的QLED器件結(jié)構(gòu)，其典型的器件結(jié)構(gòu)是將包含CdSe純核量子點和聚合物雙層或二者的混合物，包夾于兩電極間。該結(jié)構(gòu)由于使用了低量子產(chǎn)率的純核CdSe，且存在明顯的聚合物內(nèi)寄生的電致發(fā)光，所以器件具有較低的外量子效率（EOE）和較小的最大亮度。2、TypeII：以有機小分子作

13、為電荷傳輸層2002年Coe等人提出了將單層量子點與雙層OLED結(jié)合的TypeII型QLED器件結(jié)構(gòu)，以有機小分子材料作載流子傳輸層。該結(jié)構(gòu)使在OLED的基礎上，加入單層的量子點層能使通過有機層的載流子傳輸過程和發(fā)光過程分離開來，提高了OLED的外量子效率。將OLED結(jié)構(gòu)與量子點單層結(jié)合，讓人們看到了提高QLED效率的希望。這種結(jié)構(gòu)器件既具有OLED的全部優(yōu)點，同時又可以改善器件的光譜純度和實現(xiàn)發(fā)光顏色的調(diào)諧。但是有機層的使用導致器件在空氣中的穩(wěn)定性下降，如同傳統(tǒng)的OLED一樣，這種結(jié)構(gòu)的QLED需要進行封裝，從而提高了制作成本和限制了柔韌性。除此之外，有機半導體材料本身的絕緣性，限制了器件電

14、流密度的進一步優(yōu)化，進而限制了器件的發(fā)光亮度，并且有機半導體材料的發(fā)光光譜較寬，也不利于優(yōu)化器件的色彩純度。3、TypeIII：全無機載流子遷移層與TypeII結(jié)構(gòu)類型相比，該結(jié)構(gòu)類型是以無機載流子傳輸層替代有機載流子傳輸層。這大大提高了器件在空氣中的穩(wěn)定性，并使器件能夠承受更高的電流密度。Caruge等人用濺射法，以氧化鋅錫和氧化鎳分別作為電子和空穴傳輸層制備出全無機的QLED，該器件能承受的最大電流密度達到了4Acm-2，但外量子效率小于0.1%。器件效率不高歸因于在濺射氧化物層時造成了量子點破壞，載流子注入不平衡和量子點被導電金屬氧化物包圍時產(chǎn)生的量子點熒光淬滅。4、TypeIV：有機空

15、穴傳輸層與無機電子傳輸層混合TypeIV結(jié)構(gòu)類型采用有機和無機混合載流子傳輸層制作QLED器件，該結(jié)構(gòu)一般以N型無機金屬氧化物半導體作為電子傳輸層，以P型的有機半導體作為空穴傳輸層?；旌辖Y(jié)構(gòu)的QLED外量子效率高，同時具有高亮度。其中Qian等人報道了外量子效率分別為1.7%，1.8%，0.22%，最大亮度分別為31000cdm-2，68000cdm-2，4200cdm-2的紅、綠、藍混合結(jié)構(gòu)QLED。近期利用Type這種混合結(jié)構(gòu)，人們研制出了4英寸QD-LED彩色顯示器，采用微接觸印刷技術(shù)，使用溶液化QLED彩色顯示器的分辨率達到了1000ppi（像素尺寸為25m）。與TypeII結(jié)構(gòu)類型相

16、比，TypeIII和TypeIV結(jié)構(gòu)類型使用的量子點薄膜厚度超過了一個單層達到50nm。因此TypeIV結(jié)構(gòu)類型的工作機制偏重于載流子注入機制，而不是Forster能量轉(zhuǎn)移機制。（3）QLED器件制備方法QLED器件制備方法中，已經(jīng)被成功證明的制備技術(shù)包括相分離技術(shù)、噴墨技術(shù)和轉(zhuǎn)印技術(shù)三種。1、相分離技術(shù)相分離技術(shù)可以很好地制備大面積有序膠體單層量子點。量子點薄膜可以通過利用旋涂法從有機芳香族材料與脂肪族材料的量子點混合溶液中制備，在溶劑烘干時，兩種不同材料分離，在有機半導體表面形成期望的單層量子點。這種方法可靠、靈活，同時可以精確地控制，重復性好。溶液濃度、溶液比例、量子點尺寸分布以及量子點

17、的形狀都會影響薄膜的結(jié)構(gòu)。控制好這些因素可以獲得高效率、高色彩飽和度的QLED。然而由于這種方法采用旋涂法，因此它只能制備單色顯示屏。2、噴墨技術(shù)對全色顯示來說，希望找到一種能夠制作單層量子點圖案的制備工藝，同時不會對材料與器件結(jié)構(gòu)有更多的要求，而噴墨工藝就是符合這些條件的制備技術(shù)。噴墨技術(shù)就是用微米級的打印噴頭將制備好的有待殊功能的“墨水”噴涂在預先已經(jīng)圖案化了的ITO襯底上形成像素單元。利用噴里法能精確控制量及位置的按需分配，可降低生產(chǎn)成本，還能實現(xiàn)大面積大尺寸顯示。3、轉(zhuǎn)印技術(shù)轉(zhuǎn)印技術(shù)是首先將量子點溶液涂在硅板上，然后蒸發(fā)，再將突起部分進行壓制成量子點層，去掉表層后轉(zhuǎn)壓到玻璃基板或塑料基

18、板上，該過程就實現(xiàn)了量子點到基板的轉(zhuǎn)移。（4）當前QLED的主要問題1、制備成本QLED器件的制作成本大致可分為原材料的成本和處理這些材料的制造成本。由于目前QLED都采用類似的工具箱薄膜處理技術(shù)，例如噴墨和微接觸印刷，熱蒸發(fā)定量和濺射等，雖然QLED在結(jié)構(gòu)和制作技術(shù)上比OLED減少了很多成本，但是高要求的制備環(huán)境使其與商業(yè)化仍有一段距離。2、使用壽命目前QLED器件在最低視頻亮度（100cd/m2）上的壽命僅為100-1000個小時，遠遠小于顯示器需要的壽命（大于10000小時）。由于目前缺乏深入的理論研究，所以造成器件壽命短的因素可能有很多。由于QLED器件一定程度上是在OLED基礎上演變

19、而來的，所以作為QLED電荷傳輸層的有機物的某些固有不穩(wěn)定性質(zhì)可能是其器件壽命短的一個原因。在這個基礎上，改善器件中的有機物的穩(wěn)定性成為增加QLED壽命的一個研究方向。三、量子點LED的應用量子點LED主要有兩個應用方向：一個是利用量子點背光源技術(shù)的量子點LCD，另外一個是量子點發(fā)光二極管QLED。在這兩種應用方向中，量子點LCD的應用較為簡單成熟，已經(jīng)有相當多的產(chǎn)品出現(xiàn)，而相比之下QLED還在不斷發(fā)展改進中。（一）量子點LED的應用優(yōu)勢由于量子點LED采用了量子點材料，所以其自然而然也就具備了量子點材料相對于有機熒光材料的諸多優(yōu)勢。（二）量子點LED應用發(fā)展概況（1）2010年LG在SID國

20、際顯示信息大會上展示了一款新型面板，該面板采用量子點LED作為其背景光源，液晶面板的色彩純度將得到進一步提升，從而使得面板的顯示色域擴大了30%。（2）2011年先進材料開發(fā)商NanoPhotonica在量子點LED顯示技術(shù)方面取得切實可行的重大突破，即將用于顯示器的批量生產(chǎn)。采用NanoPhotonica-QLED技術(shù)生產(chǎn)的顯示器將擁有更佳的畫質(zhì)，同時功耗下降30%，價格削減75%，使用壽命延長一倍。其用途廣泛，可用于各種尺寸的顯示器，而用途廣泛的背后是無需真空蒸鍍處理、具有成本效益的噴墨打印技術(shù)。三星電子以有機層和無機層分別作為量子點發(fā)光層的電子和空穴傳輸層，制備得到了量子點發(fā)光二極管。通

21、過轉(zhuǎn)印法對量子點薄膜圖形化，三星電子公司制作了4英寸全彩有源矩矩陣QLED顯示器件原型。QD Vision公司在SID上展示了一款4英寸的全彩色量子點LED顯示屏，該顯示屏的畫質(zhì)與效率已經(jīng)達到現(xiàn)有OLED的水平。QDVision預計3-5年內(nèi)將實現(xiàn)量子點LED顯示屏的量產(chǎn)。Nanosys公司在2011年SID上展示了一款量子點增強薄膜QDEF技術(shù)，該技術(shù)在液晶顯示器的背光單元和顯示模塊之間增加一層量子點增強薄膜，能夠使現(xiàn)有液晶顯示器的色域提高50%，達到與OLED齊平的色域。2011年Nanosys公司以藍光LED激發(fā)量子點發(fā)光薄膜作為背景光源，開發(fā)了色域達到80%NTSC的47英寸全高清LC

22、D電視。（3）2013年2013年6月索尼推出在背光源中采用量子點技術(shù)的液晶電視高端機型，同年10月亞馬遜推出了液晶屏背光源采用量子點的平板電腦。 （4）2014年4月，全球科技領導品牌美國優(yōu)派（ViewSonic）的VX2457sml是量子點技術(shù)的代表之作，借助量子點顯示技術(shù)可進一步增加可顯示色彩的數(shù)量，將面板的顯示色域提升到99%AdobeRGB，液晶面板的色彩純度也有大幅度提升，提高了圖像質(zhì)量，從而為用戶呈現(xiàn)出專業(yè)、極致的逼真色彩顯示。9月，三星電子、LGE及TCL都在柏林國際消費電子展（IFA）上首次展出應用量子點背光技術(shù)的LCD電視。其中，三星電子將與明年一季度量產(chǎn)QDLC

23、D電視，由SDC提供Opencell，首批產(chǎn)品主要產(chǎn)品尺寸為55英寸和66英寸，并將定位在超高端市場。TCL則將使用華星55英寸UHD面板及3MQDEF，色域達到105%，計劃最快于2014年年底量產(chǎn)。LGE也一直與QDvision合作開發(fā)量子點背光技術(shù)并計劃推出QDLCD電視，但2015年的產(chǎn)品策略將仍以OLED為重點推廣產(chǎn)品。索尼也有計劃推出55英寸以上QDLCD電視產(chǎn)品。美國專利和商標局2014年初通過了一項Apple在2012年申請的被稱為“擁有分色濾光器的量子點增強顯示器”專利，專利中詳細介紹了量子點技術(shù)以及這種技術(shù)如何應用在像iPhone這樣的移動設備上。（5）2015年三星在CE

24、S2015電子展上大力宣傳全新的“SUHDTV”系列，突出其亮度、顏色還原、細節(jié)呈現(xiàn)等優(yōu)勢，也是與普通UHD（超清）電視的區(qū)別。但本質(zhì)上，SUHD也是以量子點技術(shù)為基礎，只不過三星針對納米晶體、圖像處理引擎進行了優(yōu)化，相對此前的4KLED背光電視看上去效果更出色。在CES2015上，TCL集團也在展會上舉行了新品推介會，面向北美市場發(fā)布中國首款量子點電視H9700，成為2015美國CES展一大看點。（6）2016年2016年IFA展會上，三星展示了多款大屏電視新品，以SUHD為主的量子點電視毫無意外地占領了半邊天-除了覆蓋43英寸到88英寸不等的19款量子點電視新品，三星還發(fā)布首款量子點曲面電

25、競顯示器。9月TCL進行秋季產(chǎn)品線的重要推陳出新，推出高端副品牌“創(chuàng)逸”（英文名稱為“Xess”），及旗下量子點電視、平板電腦、手機等數(shù)款終端產(chǎn)品，其中量子點電視X2作為重要旗艦產(chǎn)品預計三個月后正式推向市場。（三）量子點LED應用市場分析量子點LED的應用市場分為QLED和量子點LCD，由于QLED商用化還不夠成熟，現(xiàn)在的量子點LED應用市場基本上被量子點LCD占據(jù)。（1）全球QLED應用市場預測雖然現(xiàn)在所有的目光都集中在量子點LCD上，但QLED才是真正意義上的量子點發(fā)光二極管，有望成為下一代OLED顯示屏技術(shù)。根據(jù)IDTechExResearch前瞻性預測，到2026年QLED的市場規(guī)?？?/p>

26、以達到112億美元，顯示領域的市場規(guī)模為96億美元，占比約85%。圖26：QLED應用市場規(guī)模預測（2）全球量子點LCD應用市場預測量子點顯示技術(shù)在上世紀90年代就已經(jīng)問世，但它直到最近才開始在電視市場里流行起來。液晶面板已經(jīng)發(fā)展了幾十年，主要的提升在于背光技術(shù)的發(fā)展，LED背光目前已經(jīng)成為主流，相比傳統(tǒng)冷陰極熒光燈背光擁有更好的顯示效果。但顯然LED背光也并非萬能，所謂的“WhiteLED”光譜范圍十分廣泛，所以為了顯示更飽和的紅、綠、藍色，需要更精準的調(diào)光技術(shù)，也存在一些瓶頸。自發(fā)光的OLED具有更好的色彩還原效果，但成本非常高，市場接受度低，大規(guī)模地量產(chǎn)很不現(xiàn)實。量子點則是一種液晶顯示技

27、術(shù)中更為高效的顯示技術(shù)。量子點能夠?qū)⒓兯{色光源轉(zhuǎn)換為紅、綠色，抑制偏色狀況，實現(xiàn)更平衡的三原色輸出。同時，它的功耗和成本也要比OLED更低?？紤]到量子點技術(shù)能夠帶來更高的能效和色彩表現(xiàn)，同時還可降低成本，量子點LCD可能很快就會成為高端電視市場里最熱門的選擇。2015年量子點LCD的市場規(guī)模為7760萬美元，預計到2020年市場規(guī)模可達4.77億美元，同比增長515%?？梢钥吹剑磥砦迥炅孔狱cLCD的市場規(guī)模將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長的狀態(tài)，潛力巨大。圖27：量子LCD市場規(guī)模預測量子點LCD一共有三種封裝形式：On-Surface、On-Edge和On-Chip，目前前兩種方式是量子點LCD的主要封裝

28、形式。2015年以On-Surface形式和On-Edge形式封裝的量子點LCD市場規(guī)模分別為6950萬美元和810萬美元，預計到2020年市場規(guī)模分別為42540萬美元和1610萬美元。On-Surface形式市場規(guī)模呈逐年增加趨勢，On-Edge形式2018年市場規(guī)模預計將達2020萬美元，隨后呈現(xiàn)下降趨勢。On-Chip形式封裝的量子LCD預計2018年市場規(guī)模為700萬美元，2020年將達3570美元，將超過On-Edge形式封裝的市場規(guī)模。On-surface封裝形式是量子點LCD的主流選擇，2015年市場規(guī)模占比為89.6%，預計2020年占比為89.1%。量子LCD由于其優(yōu)異的性

29、能，將廣泛應用于電視顯示屏（TV）、監(jiān)控顯示屏（monitor）、筆記本電腦顯示屏（notebook）、平板電腦顯示屏（tablet）和手機顯示屏（smartphone）。2015年應用于TV、monitor和tablet的市場規(guī)模分別為7350萬美元、350萬美元和50萬美元，出貨量分別為140萬臺、40萬臺和10萬臺，預計到2020年市場規(guī)模分別為41630萬美元、2420萬美元和1930萬美元，出貨量分別為2450萬臺、320萬臺和470萬臺。應用于notebook的2016年的市場規(guī)模為70萬美元，出貨量為10萬臺，預計到2020年市場規(guī)模為400萬美元，出貨量為80萬臺。應用于sma

30、rtphone的2018年的市場規(guī)模為110萬美元，出貨量為50萬臺，預計到2020年市場規(guī)模為1350萬美元，出貨量為740萬臺。量子點電視是量子點LCD的主要應用領域，2015約占到總市場規(guī)模的94.8%，2020年預計約為87.2%。圖31：量子點LCD應用領域出貨量預測未來五年內(nèi)，量子點電視將占據(jù)著量子點LCD應用的絕大部分市場，2015年40-49英寸量子點電視的出貨量為10萬臺，50-59英寸為80萬臺，60-69英寸為40萬臺，到2020年預計出貨量將分別達到830萬臺、1190萬臺和390萬臺。預計大于70英寸量子點電視2017年的出貨量為10萬臺，到2020年預計為40萬臺。

31、40-60英寸是量子點電視的主流需求，2015年占到總出貨量的69.2%，2020年將占到82.5%，相比之下70英寸以上需求較小。圖33：不同尺寸量子點電視出貨量預測四、全球主要量子點生產(chǎn)廠商目前全球大約有六十家單位在進行量子點的研究，包括企業(yè)、大學、研究機構(gòu)等，其中三大世界領先的量子點材料制造商-英國的Nanoco、美國的QDVision和德國的Nanosys，已逐步形成三足鼎立的態(tài)勢，這三家公司幾乎把市場瓜分殆盡，而杭州納晶科技股份有限公司是國內(nèi)唯一一家具備量子點技術(shù)研發(fā)實力的企業(yè)。（一）國外主要量子點企業(yè)（1）英國Nanoco英國Nanoco成立于2001年，其市場定位是環(huán)保型無鎘量子

32、點（CFQD）的生產(chǎn)商和供應商，其與美國陶氏化學合作試制的使用無鎘（Cd）量子點的液晶顯示器于2014年6月2日在“SID2014”期間進行了展示，采用“On-Surface”的封裝形式，但尚未有應用產(chǎn)品的公開報道，另外三星即將量產(chǎn)的量子點背光材料主要來自Nanoco和陶氏化學，該公司當前市值為1.96億美元。Nanoco公司2015年營業(yè)收入和凈利潤分別為320萬美元和-1290萬美元，連續(xù)六年凈利潤為負值且不斷擴大，處于虧損當中。其2015年的營業(yè)收入來源于版稅與許可證收入、量子點材料和技術(shù)服務三個部分，其中量子點材料的營業(yè)收入占比為21.9%。Nanoco量子點材料業(yè)務概況：1、背光顯示

33、：CFQD可以顯著增加顯示色域（提高30%）使影像更逼真，色彩更艷麗，且無需改變現(xiàn)有LCD及LED顯示的工藝模式，成本更低，更易于被廣大LCD（LED）廠商所接受。應用方向：手機面板、平板電腦、電腦顯示屏、電視等。2、照明：通過控制CFQD的尺寸可以精準地調(diào)節(jié)光的色溫及顯色指數(shù)，從而達到客戶對光的個性化需求。另外由于CFQD更為優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)化效率，可以減少LED光源的使用量而達到更加節(jié)能的目的。應用方向：LED封裝、LED照明裝置、LED燈具、LED照明產(chǎn)品等。3、薄膜太陽能：Nanoco生產(chǎn)的納米粒子（CIGS）具有很好的光電轉(zhuǎn)化效率，與現(xiàn)行的加工方法不同，該納米粒子可以通過溶液法制作薄膜太

34、陽能電池，材料利用率到達90%，遠高于現(xiàn)行的蒸鍍法和濺射法（<50%）,因此成本更低。同時利用Nanoco納米粒子制作的薄膜太陽能電池成品率高，薄膜均一性好，產(chǎn)品壽命長，而且可以用于柔性基質(zhì)，適用性廣。應用方向：薄膜太陽能領域。4、生物醫(yī)藥：水溶性CFQD和功能化CFQD，應用方向：生物成像、體內(nèi)體外活體診斷。（2）美國QD Vision美國QD Vision于2004年由世界著名麻省理工學院（MIT）的研究人員創(chuàng)立，其中包括量子點顯示技術(shù)之父MoungiBawendi，其除了擁有超過250項專利和申請中的專利外，還獲得了包括由美國環(huán)境保護署頒發(fā)的著名“總統(tǒng)綠色化學獎”在內(nèi)的諸多獎項。其

35、與美國NexxusLighting合作于2009年推出了商業(yè)化的量子點照明光源，2013年發(fā)布的量子點背光管應用于日本Sony公司的電視機，采用了“On-Edge”的封裝方式。QDVision聲稱其量子點光學部件的月產(chǎn)量可達100萬個。QD Vision是量子點顯示技術(shù)領域的領導者，其ColorIQ量子點顯示技術(shù)提供的獨特組件方案可以使顯示器輸出“全域”色彩。自2013年以來，該公司已售出超過一百萬件的ColorIQ光學器件并持續(xù)與電視和顯示器市場的品牌商包括TCL、海信、飛利浦和康佳合作，采用ColorIQ技術(shù)的量子點電視和顯示器目前已在中國、日本和歐洲等地上市。ColorIQ量子點顯示技術(shù)是一種由QD Vision研發(fā)的高級發(fā)光半導體技術(shù)，相關(guān)產(chǎn)品采用量子點材料制備而成，能發(fā)射出非常純凈、非常飽和的窄帶寬紅、綠、藍光，通過集成ColorIQ光學組件和客戶的顯示技術(shù)，液晶電視可以實現(xiàn)更廣的色域和100%NTSC標準。應用方向：大屏液晶電視、個人電腦、工作站顯示器、智能手機、照明領域等。（3）德國Nanosys德國N