2015年12月新材料在线一张图看懂量子点 量子点基本概况 01量子点的简介什么是量子点(Quantum Dots, QDs)？Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved量子点的特点与性质量子点性质量子限域效应量子隧道效应表面效应量子尺寸效应少量原子构成；准零维纳米材料，直径通常在2-10nm左右。由IIB～VIA或IIIA～VA元素组元素组成。如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、GaN、InAs等2.0nm2.5nm3.0nm3.9nm4.2nm不同大小的量子点材料发光的颜色注：量子点的化学成分，发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区，而且色纯度高、连续可调。注：只有当电子或光子等载流子在晶体内三个维度的活动尺寸都缩小到一个波长以下时，载流子在三个运动方向上都受到限制，该材料成为量子点材料。 02量子点的光学特性Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved量子点的发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制。通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。量子点材料发光分为两种情况：光致和电致。光致就是光子引发的量子点材料发光；电致就是电子引发的量子点材料发光。电致QLED 材料可以直接用来制造显示器件，制造极薄、极轻的显示屏，将是未来显示领域的重要方向之一。量子点的光学特性发射波长可调光学稳定性生物相容性好荧光效率极高较窄的发射峰宽吸收峰大的斯托克斯位移 03量子点的分类Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved量子点一元量子点C量子点Si量子点二元量子点不含重金属的量子点（ZnO、SiO2)含重金属的量子点（CdS、PbS等）三元量子点（CdSexTe1-x、CuInS2） 04量子点的制备方法方法介绍优点缺点有机相合成法将有机金属前驱体溶液注入高温配体溶液，前驱体在高温条件下迅速热解并成核，晶核缓慢生长为纳米晶。可制备多种量子点、荧光量子产率高、光学性能优异、粒径可控等需要在无氧无水下操作；无法直接应用于生物体系，需高纯原料；需要用的金属化合物前驱体，毒性和自燃性较大水相合成法采用各种巯基化合物，如巯基酸、巯基醇及巯基氨基酸等小分子作稳定剂，100°C水溶液条件下晶化生长CdTe荧光纳米颗粒。以水为溶剂，无机盐为反应前驱体，具有操作简单、成本低、毒性小、可直接用于生物体系等优势荧光纳米颗粒表面缺陷较多，其荧光光谱的半峰较宽，稳定性差，量子产率不高高温水热法高温水热制备方法不仅继承了传统水相法的优点，而且克服了水相法中回流温度不能超过100°C的缺点。反应条件温和，成核和生长所需时间明显缩短；量子点表面缺陷显著减少；量子点的荧光量子效率大幅提高。产量一般很低微波辐射法利用微波辐射从分子内部加热，避免普通水浴或油浴局部过热以及量子点生长速度缓慢等问题微波合成反应时间极短；量子点尺寸更均匀，量子产率更高。/室温水相法在水合肼的环境中常温下就可以合成表面修饰的CdTe量子点，试剂加入的顺序是实验成功的重要条件只需调整试剂的配比和滴加速度就可制出不同发光波段的量子点。实验操作简单；易实现工业化生产 05量子点的应用量子点显示：光转换元件量子点电视量子点智能手机量子点平板电脑等量子点照明：量子点固态白光光源器件LED照明量子点激光器：激光手术刀大容量光纤通信高速光计算光互联和信息处理等生命科学与医学：活体成像、磁共振成像食品质量检测生物芯片技术医用器材,如检测试剂盒等呈像系统量子点纯蓝色光源彩色滤光片有机二极管量子点电视量子点电视较OLED电视优势制造工艺分辨率使用寿命纳米级4倍多2万小时以上背光纯度色域值良品率卓越110% 超高自然光光源活体成像检测试剂盒其他：如量子点太阳电池、量子点复合材料等。 09Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved0906QLED 与OLED 比较QLEDOLED发光材料无机物量子点材料有机小分子与聚合物稳定性高较低成本相对较低高封装要求低，即使有水和氧存在，依然能够保持性能和结构的稳定，高，需防止氧气和水分子进入，常使用玻璃/玻璃或玻璃/金属的封装形式制备量子点显示屏不需要荫罩，不会出现色彩偏移的问题。OLED需要一个荫罩；如果屏幕尺寸增大，荫罩容易发生热胀冷缩，造成色彩不精确。能效QLED天生就能产生各种不同纯色，在同等画质下，QLED的节能性有望达到OLED的2倍，发光率将提升30%至40%。纯色OLED需要彩色过滤器才能产生2015年的CES展上，三星公司甚至表示：“2015 年三星并不会投入过多的精力到OLED 产品上，将会把研发的重点转移到量子点显示技术上。那么QLED和OLED有和区别呢？ Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved量子点市场分析 09Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved0907来源：P&S Market Research，BBC research全球量子点市场规模2014年量子点市场规模为9.6亿美元，其中光致量子点市场规模为3.8亿美元。预计2020年市场规模达47.3亿美元。量子点市场规模不断扩大，其中以照明和显示为代表的光电子元件领域和以激光为代表的光学领域市场规模增长最快。量子点各应用领域市场规模（百万美元）独立量子点电子元件，包括闪存产品光电子元件，包括照明和显示光学，包括激光太阳能百万美元9.612.547.352545201420152020全球量子点市场规模预测（亿美元） 090908全球量子点照明与显示营收来源：Nanomarkets2013全球量子点照明与显示的总营收预测（百万美元）20132016E2014E2017E2015E2018E2019E2020E6005004003002001000百万美元QD高能效照明总营收QD智能照明总营收QD柔性显示总营收2013年量子点照明总营收不到3000万美元，但随着QD技术的发展和下游市场的开拓，预计2020年量子点照明和显示的全球总营收将超过5亿美元。Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved 09Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved0909全球QLED市场需求LED中广泛使用荧光粉发光材料，但荧光粉的光衰大、颗粒均匀度差、使用寿命短，并非最佳选择。量子点是代替荧光粉的理想材料，因为：量子点纳米颗粒具有良好的线性光学性质。性能稳定，光效高。通过改变量子点材料的尺寸和化学组成可以使其荧光发射波长覆盖整个可见光区。全球LED荧光粉市场（单位：百万美元）市场价值（百万美元）来源：NanoMarkets我们从LED荧光粉市场的角度出发，分析一下QLED未来的市场规模。2012年全球LED荧光粉市场规模约5.1亿美元。据预测，到2019年其市场规模将增长至25亿美元。未来LED对量子点材料具有旺盛的需求。 090910来源：中国行业咨询网量子点电视全球出货量预测为了提高LCD电视市场的消费者价值，采用QD技术的4K超高清（UHD）增强型彩色液晶电视将于2015年推出，全球出货量预计将达130万台。到2018年，全球QD电视出货量将增至1870万台。中国量子点电视的出货量将出现快速增长，预计2018年将超过500万台，成为全球量子点电视出货量最多的国家。2015-2018年全球各区域量子点电视出货量预测Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved出货量（单位：百万台） 090911量子点在显示领域的渗透分析来源：DisplaySearch笔记本, 39%TV, 30%桌面显示器, 29%其他, 2%2013年各电子消费领域对大尺寸LCD的需求占比据NPD Displaysearch估计：量子点平板电脑的渗透率将从2015年的2%增至2020年的15%；量子点电视2015年的渗透率小于1%，而到2020年有望增至9%。随着量子点平板电脑和量子点电视未来渗透率的急剧增长，大尺寸LCD用量子点材料在未来会出现较大的需求。2015年智能手机出货量为11亿部，量子点智能手机的渗透率将达3%，预计到2020年渗透率将增至26%。Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved量子点企业分析 Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved12量子点相关生产商国外国内美国Nanosys公司杭州纳晶科技有限公司美国QD Vision 公司武汉珈源量子点技术开发有限责任公司英国Nanoco公司星紫(上海)新材料技术开发有限公司NanocoGroup天津纳美纳米科技有限公司Ocean NenoTech中国量子点荧光磁性纳米材料公司QD Laser武汉奥博生物技术有限公司QuantumMaterials深圳海王英特龙生物技术股份有限公司Nano Axis北京中科物源生物技术有限公司SamSung泰州海王纳米生物医学科技有限公司Sigma-Aldrich南京捷纳思新材料有限公司Siva Power（Solexant）天津市中环量子科技有限公司Nn-Labs......Voxtel...... 13Copyrights © xincailiao.com. All Rights Reserved重点厂商介绍全球三大量子点制造商—德国Nanosys、英国Nanoco和美国QD Vision。纳晶科技国内唯一具备量子点研发生产企业，是国内的一枝独秀。企业简介德国Nanosys公司成立于2001 年，2013 年与3M 公司合作发布量子点光转换膜产品；NanosysNanosys公司2013年的产量为每2万kg （含量子点的浓缩液），计划到2014 年将产能扩大到每5万kg。美国QD Vision 公司成立于2004 年，2013 年发布量子点背光管应用于日本Sony 公司的电视机。美国NexxusLighting 与QD Vision 合作，于2009 年即推出了商业化的量子点照明光源。Vision QD Vision 公司宣称其量子点光学部件的产量是月100 万个。英国Nanoco公司2001 年成立，其与美国陶氏化学合作试制的使用无镉(Cd)量子点的液晶显示器于2014 年6 月2 日在“SID2014”期间进行了展示。尚未有应用产品的公开报道。纳晶科技2009年成立，目前一条量子点生产线，可年1万Kg量子点浓缩液量子点浓缩液。 微信公众号：xincailiaozaixian新浪微博：新材料在线官微Email:service@xincailiao.com官方微博官方微信新材料在线® 免责声明新材料在线® 版权声明1.本文仅代表作者本人观点，新材料在线®对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。本报告内容及观点也不构成任何投资建议，报告中所引用信息均来自公开资料，请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。2.本文部分数据、图表或其他内容来源于网络或其他公开资料，版权归属原作者、原出处所有。任何涉及商业盈利目的均不得使用，否则产生的一切后果将由您自己承担。3.新材料在线®尊重知识产权，本文作者引用部分数据仅为交流学习之用，所引用数据都标注了原文出处，个人或单位如认为本文存在侵权之内容，应及时与我们取得联系，收到信息后即及时给予处理。4.新材料在线®力求数据严谨准确，但因时间和人力有限，文中