瑞典皇家科学院近日宣布,2023年诺贝尔化学奖授予三位在纳米和量子点领域作出杰出贡献的科学家。他们的贡献主要在于“量子点的发现和合成”,这一突破性的技术为纳米材料科学和量子点应用领域奠定了基础。
量子点,也称为半导体纳米晶体,是一种具有量子限域效应的纳米材料。这些材料的直径通常小于10纳米,是当今纳米科技中的重要工具。
量子点在各种应用中具有广泛的应用前景,由于量子点材料具有优秀的发光性能和稳定性,因而被视为显示技术的理想材料。
量子点显示技术是一种先进的显示技术,其迭代过程经历了量子点管、量子点膜、量子点扩散板等阶段。
其中,量子点膜是一种高端复合薄膜,由PET原膜、量子点层、隔氧阻水的阻隔层以及纳米微结构表层材料构成。
据相关研究,目前量子点膜已经作为OLED后的第三代液晶屏材料,被商业化应用于计算机和电视屏幕等领域。未来,量子点膜有望大规模应用于柔性电子产品、加密量子通信等前沿领域。
与传统液晶显示器(LCD)相比,使用量子点显示材料的显示器能够提供更宽的色域、更高的色彩精度和更高的亮度。因此,量子点显示技术有望成为主流LCD的升级方案。
当量子点受到光线或电流的照射时,它们会根据粒子的大小表现出不同的颜色。粒子越小,看到的颜色越蓝;粒子越大,看到的颜色越红。这种独特的发光特性使得量子点能够有效地应用于显示屏中。
为了使量子点显示能够准确地呈现色彩,需要对量子点层进行精细的配方工作,并对其厚度和均匀程度进行严格把控,以实现目标显示效果。
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。这些合成方法的发展为大规模生产高质量的量子点提供了可能,推动了量子点在各个领域的应用。
量子点和纳米材料为科技前沿开辟了新的道路,同时也为未来显示技术、通信技术和电子产品等领域的发展提供了强大的基础。
资料来源:ZOL电视
根据MarketWatch的数据,全球量子点市场规模在2021年达到了约38.25亿美元,并预计在2027年增长到105.92亿美元。在这期间,量子点市场的复合年增长率(CAGR)高达18.5%。这一趋势反映出量子点技术的广泛应用和市场的巨大潜力。
未来,随着技术路线的不断完善和优化,量子点材料应用领域将更加广泛,这不仅将带动量子点市场规模的高速增长,也将推动整个显示技术的升级和发展。
量子点产业链梳理
量子点显示产业链的上游主要包括量子点材料和阻隔膜的供应商,中游则是量子点膜的生产企业,下游量子点电视是主要的应用领域。
在量子点显示产业链中,量子点材料是技术难度最高的环节之一,其价值量占据了量子点电视新增成本的约50%。这一环节的主要供应商包括Nanosys、3M、Nanoco、QD Vision(被三星收购)以及杭州纳晶科技等公司。
这些公司在量子点材料和隔膜的设计和生产方面都有各自的技术特点。
尽管每家公司的合成法都有其独特之处,但经典量子点材料的核心专利基本上被Nanosys等几家公司所垄断。
Nanosys是一家总部位于美国加州硅谷的公司,经营着世界最大的量子点纳米材料工厂,年产能超过25吨。该公司对全球300多个已发布和正在申请的专利拥有或享有独家许可权。Nanosys的产品包括含镉和无镉量子点材料,并且已经向市场供给超过5吨的量子点浓缩液。此外,Nanosys还与3M合作推出了量子点薄膜QDEF,用于Kindle Fire HDX等产品的尺寸较小的液晶面板。
英国的Nanoco公司是全球唯一一家只生产无镉量子点材料的企业。该公司在英国上市,并已与陶氏化学合作研发出完全无镉的CFQD产品,但目前尚未形成批量销售。
在量子点显示产业链中,除了量子点材料的供应商,还有负责完成量子点光学膜的涂布和复合工艺的量子点膜公司,以及负责量子点电视的设计、生产和销售的终端电视厂。
虽然量子点封装方案的技术路线可能会影响具体产品的性能,但它们并不影响量子点材料行业的竞争格局。
量子点显示产业链:
资料来源:华创证券、行行查
量子点膜市场格局和龙头梳理
由于量子点技术的核心专利被少数几家国际大公司所掌握,如美国的3M、日本的住友化学和韩国的三星等,这些公司在量子点材料制备、膜层制备和封装技术方面具有显著的先入和技术优势,它们利用其技术优势和专利壁垒,在量子点显示产业链中占据了重要地位。
近年来,我国在液晶显示领域的产业规模和技术水平都得到了大幅提升,同时在量子点行业也取得了很多进展。国内多家企业积极布局量子点领域,头部品牌更是凭借供应链等优势积极争夺全球份额。
在我国量子点行业中,纳晶科技和激智科技是领军企业。纳晶科技是我国少数能够在前沿新材料产业化领域处于国际同等水平甚至更高水平的高科技企业,具备相关产品的核心专利权。公司已经完成了量子点扩散板客户的导入并实现了量产,同时正在与客户合作开发量子点芯片和量子点色转换技术。
激智科技主要生产光学膜产品,其中包括量子点薄膜、COP等。公司的量子点膜已经顺利通过多家客户的验证,并在2023年上半年投资设立浙江芯智,主要生产量子点扩散板、量子点发泡板等材料。#财经新势力#
国内电视龙头厂商TCL积极布局并推动量子点产品的落地。自2014年中国第一台量子点电视TCL H9700问世以来,到2023年TCL发布的中高端量子点电视C11G,TCL在量子点领域已经耕耘了近十年。
结语
整体而言,量子点膜市场面临激烈竞争,产品更新换代速度较快。虽然国外品牌占据领先地位,但国内厂商也在积极加大研发投入并提升技术水平,加速国产替代进程,在量子点行业中取得了许多进展。然而,国内厂商仍需关注下游市场的变化,并针对市场需求的变化及时调整产品策略,同时积极开拓新的应用领域,如光通信和生物医学等。随着政策支持和市场需求的增长,量子点行业的发展空间将更加广阔。
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