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從Nanosys/QD Vision/Nanoco三巨頭看量子點的商業化應用

編輯:liuchang 2017-03-09 14:11 瀏覽 評論 評論 1 贊    來源:  中華顯示網

  量子點在尋找商業應用入口時,做了很多嘗試,包含生醫、太陽能、雷射、半導體、照明,結果就如同其他奈米材料一般,給了人無限美好的想像空間,但距離實務所需的安全、穩定與性價比,總是少了些什么,最后還是只能停留在實驗室。于是乎,量子點窮極三十年,一直都在尋尋覓覓,眼巴巴的等著那關鍵的殺手級應用---直到有天它遇上了“顯示”。

  停一下,喝杯茶,讓我們坐上時光機 --

  量子點的初登場

  量子點1981年就被蘇聯科學家St. Petersburg的Dr Alexey Ekimov發現了,隨后在1983年貝爾實驗室科學家發現了量子點粒徑與激發波長的關系,開啟了早期量子點的研究熱潮,然而這個尺寸與色彩關聯的重要特質,卻等了足足三十年才踏出顯示應用商業化的第一步。

  量子點的商業挫折

  在量子點遇上初戀之前,曾有過幾次糾結的羅曼史,包含1998年應用在生醫,當時科學家曾以為生醫是量子點的美好邂逅,借由結合特定藥物進入人體,量子點可做為熒光標簽使用,追蹤藥物在人體內的移動狀態。但量子點含鎘的問題很早就存在,把含鎘的物質注入人體這件事,且不論實務的安全性,直觀上就讓人抗拒,更何況鎘中毒歷史有殷鑒:

  1931年日本富山縣神通川流域發生的怪病--“痛痛病”,已在五零年代被證實罪魁禍首就是鎘,也許重癥病患愿意承擔風險,量子點還可以用于癌癥治療的領域,否則就算換成非鎘量子點,現階段來說還是避不開重金屬,于是問題來了,除非量子點由人體內本來就存在的元素制造(比如鐵),不然到最后只是從甲毒換成乙毒而已,這是很尷尬而且暫時無解的問題。總結來說,生醫應用有其科學價值,但始終沒能轉化成喂養量子點的商業養分。

  在生醫之后量子點也嘗試去敲了幾扇門,包含市場已經被玩爛的太陽能,以及1993年美國Nexxus Lighting與QDVision合作的,號稱第一個商業化的量子點燈泡,這些議題都在刷了幾篇媒體版面后,漸漸地消失在民眾的心中,核心問題無非都是性價比、性價比、性價比。量子點確實提高了太陽能的效率,但單晶矽、多晶矽的便宜模組滿天飛,用面積去換怎樣都劃算,如果不是航太或是國防需求,有必要為了尊爵不凡的轉換效率,跟錢包過意不去嗎?

  QD燈泡就更尷尬了,在燈泡上面蓋一層量子點薄膜,說是CRI表現更好(官方數據CRI 90以上),但這真的是主流照明的核心需求嗎?又或者換個角度想,比起用RG熒光粉調,改用量子點的效益在哪里?如果想到這里還是覺得有賣點,那再補上最后一擊吧,照明的壽命要求,量子點追得上嗎?史諾雖然沒有用過這盞燈,但可以大膽預測當年擁有這盞燈的,如今白光都變成藍光了吧。

  Nexxus與QD Vision合作的量子點薄膜燈泡

  從量子點三劍客看顯示應用的發展

  許多人談量子點時,總會提及三家最高調的公司,分別是美國的 :“Nanosys”、“QD Vision”、英國的“Nanoco”

  1、Nanoco

  Nanoco第一個講是因為他很特別,特別的……嗯,反正就是很特別,Nanoco很早就公開宣稱以無鎘技術(CFQD?)為主,很大膽、很前瞻、很有個性,但是這個定位下的有點著急了,事實證明最能實現商業水平的材料仍然是硒化鎘(CdSe),無鎘材料無論是半高寬、轉換效率還是穩定性,要追上CdSe還需要時間,Nanoco這一壯烈的宣言把自己逼到了墻角,放棄了先用含鎘材料去市場卡位的機會,于是,也成了量子點西洋三劍客中,商業成就仍然接近空白的公司。

  Nanoco從2001年成立到現在,燒錢燒了快十五年,2016年初結算公開的半年虧損就達524萬英鎊,收入多少?那個…29萬英鎊(英國本地的銷售就占了四分之三)。所以簡單短評Nanoco這家好特別的公司,我會說:

  “產品不含鎘,股東不缺錢。”

  Nanoco如果這十五年什么都沒做,又怎么能一直在媒體上刷存在?Nanoco這些年可忙的了,大致上就是結盟、授權、被告,以及去鼓吹歐盟禁止含鎘量子點等等,歸納起來都是政治與外交,Nanoco前前后后跟DOWS、Merck、Osram以及臺灣的華宏合作,偶而跟眼中釘Nanosys打打架然后和好…這一路走來Nanoco內部收獲最多、最有成就感的的單位,我想當屬”公關”和”法務”了吧。

  也是啦,有這么瀟灑的CEO和股東,難怪英國會脫歐。

  2、QD Vision

  QD Vision比較多人熟悉,畢竟是第一個把量子點顯示市場打開的公司,在2013年發表了Color IQ?的技術后,Sony、Samsung、Philips、Nokia等大廠先后跟進推出TV、Monitor和手機,中國的海信、康佳與長虹也沒錯過這股風潮,一時之間量子點成了媒體的焦點,仿佛新一代的顯示技術就此誕生。

  先放一下很有名的點、線、面圖(量子點在電視應用的三種型式):

  量子點初期進入顯示市場時,把應用的形式分成三塊,上圖(a)是on-chip,量子點直接取代熒光粉,(b)是on-edge,量子點封進玻璃管中放在面板側邊,(c)on-surface,是做成一張薄膜取代背光模組里頭的擴散片,從(a)到(c)量子點的消耗量越來越多,距離發光源也越來越遠,這三者的優劣稍后與Nanosys一起說。

  QD Vision采用的是Tube的形式,代工的是臺灣的封裝廠隆達(原本是威力盟,但威力盟在2013年初并入隆達),這樣子的形式宣稱能減少量子點的消耗,又能跟晶片保持適當的距離(量子點怕熱怕水氧,就跟OLED一樣),但QDV的初試啼聲并沒有獲得巨大的成功,除了難封裝、回收麻煩(尤其在歐洲)、歐盟對豁免期限的態度不明外,玻璃管量子點電視需要另開治具,而且無法與窄邊框設計相容,這些都提高了轉換成本,QD Vision此時仍未政策轉彎,一昧固守QD Tube的形式,外加沒有趁勢布局非鎘材料,導致一開始的成功能量沒能延續。

  2015到2016年間,三星、海信、TCL紛紛宣布倒戈,放棄Tube改投Film的懷抱,接著隆達在2016年初停止Tube代工并出售設備,2016年4月Nanosys乘勝追擊,去按鈴控告Nanoco以及Nanoco的客戶Sony、Philips、TCL等專利侵權,QDV就這樣哀傷的淡出顯示舞臺,把光環讓給了對手Nanosys。

  是該說說當今的最大贏家Nanosys了。

  3、Nanosys

  Nanosys可以說和QD Vision師出同門,核心團隊皆系出MIT量子點權威Bawendi,Nanosys堪稱西洋三劍客中的專利戰神,前后告過Nanoco和QD Vision,一個挑兩個,簡直兇悍到沒朋友,是另外兩家的眼中釘和頭號競爭者。

  在商業化的戰略上,Nanosys不只布局的早,靈活程度也勝于Nanoco和QDV,QD on Chip雖然省材料,但因為太接近熱源(LED),會導致壽命和效率很差,Nanosys于是把on-chip定位在長期目標,點不行,線總可以吧?

  在2008年Nanosys就已嘗試過把QD Tube用在手機,產品名稱當時叫Quantum Rail(合作對象是LG),時間點比QDV早了足足五年,當時發現Tube阻水氧太難做、良率不好、量產性不足,Nanosys于是優雅一個轉彎,在2010年初推出了和3M合作開發的量子點薄膜QDEF(Quantum Dot Enhancement Film)。

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