隨著時代的創(chuàng)新、科技的發(fā)展以及人們生活水平的提高,雖然人們的生活越來越科技化,但卻導(dǎo)致了全球性的自然資源短缺,再加上電子垃圾對環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染,因此,在未來電子產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)中應(yīng)以環(huán)保、能耗低為重要條件。
全球自然資源極速短缺
根據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2005年,我國以占世界9%的耕地、6%的水資源、4%的森林,1.8%的石油、0.7%的天然氣、不足9%的鐵礦石、不足5%的銅礦、和不足2%的鋁土礦,養(yǎng)活著占世界22%的人口;大多數(shù)礦產(chǎn)資源人均占有量不到世界平均水平的一半。
地球作為一個封閉系統(tǒng),其再生能力完全依靠太陽能,因此其再生能力利用率按照1961年的標(biāo)準(zhǔn),人類利用了地球再生能力的70%,80年代是100%,1999年的時候是120%。而一位英國學(xué)者指出,如果按照歐美人2010年的生活標(biāo)準(zhǔn)推算,人需則需要5個地球。
這也就是說,雖然歐美生活方式確實能夠給人類生活帶來更多的樂趣,但是這種生活方式是無法在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行推廣的,尤其是中國、印度這樣的大國,自然資源的短缺是無法讓所有人擁有這樣的生活方式。
除了自然資源的短缺之外,更加嚇人的是電子垃圾對環(huán)境造成的極大污染,假若全球一年可產(chǎn)生電子垃圾4000萬噸,那么這些垃圾連起來可環(huán)繞半個地球。而工業(yè)垃圾再生的能源消耗卻是加工本身的5—10倍,這樣的能耗是目前地球生態(tài)圈無法承受的。
雖然說,回收利用能夠降低污染,但美國人卻并不懂得如何回收利用,卻把他們的問題輸送到中國、印度這樣的大國,使中國、印度成為“回收大國”,最后使回收的過程中造成更多的污染,最終毀掉了一個又一個城市。
因此,西方的生活模式必須改變,而這種模式改變了,將會產(chǎn)生全球范圍的變化。而這之中的改變方式就是真正的回收利用,更多的減少電子垃圾以及工業(yè)垃圾,將沒用的東西變?yōu)檎嬲杏玫牟牧,這樣不僅能夠為自然減少負(fù)擔(dān),同時也能夠為全球帶來另一種新的生活方式。
量子點是最優(yōu)秀的顯示科技
國際頂尖的納米材料學(xué)家、浙江大學(xué)化學(xué)系教授彭笑剛在接受記者訪問時指出,由于目前全人類都正在面臨著自然資源短缺的問題,無法避免的能源危機也在呼喚新材料的誕生。而真正具有科學(xué)意義的新材料需要滿足三個條件:在原子和分子水平上重構(gòu)物質(zhì)、實現(xiàn)全新的或者更好的性能、改變?nèi)祟惿罘绞健A孔狱c充分滿足這三個條件,同時更是人類有史以來發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀發(fā)光材料。
量子點是肉眼看不到的、極其微小的無機納米晶體。每當(dāng)受到光或電的刺激,量子點便會發(fā)出有色光線,我們所看到的光線的顏色由量子點的組成材料和大小形狀決定,一般來說,通過改變量子點晶體的尺寸可以改變發(fā)光顏色。舉例來說,一般量子點顆粒越小,會吸收長波,顆粒越大,會吸收短波。比如2納米大小的量子點,可吸收長波的紅色,顯示出藍(lán)色。8納米大小的量子點,可吸收短波的藍(lán)色,呈現(xiàn)出紅色。
顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是由最原始的CTR過渡到LCD再到OLED,而運用量子點材料的電視是以藍(lán)色LED為背光源,將采用量子點的光學(xué)材料放入背光燈與LCD面板之間,從而可以通過擁有尖銳峰值的紅、綠、藍(lán)光獲得鮮艷的色彩。
量子點作為未來最理想的顯示科技,它有著很多方面的優(yōu)勢,首先,量子點屬于無機材料,因此穩(wěn)定性強、壽命強且不易老化。其次,量子點具有全色域顯示優(yōu)勢和精準(zhǔn)的色彩控制。傳統(tǒng)的LCD面板色域受到濾光板性能的限制,但量子點發(fā)出光譜極為狹窄,因此色域更高,能產(chǎn)生更豐富的色彩。此外,量子點具有低功耗的特點,因為量子點屏幕的每個像素也由獨立的LED光源驅(qū)動,因此功耗也更低。
QLED將成為顯示技術(shù)的NO.1
彭笑剛表示,量子點顯示技術(shù)主要分為光致發(fā)光與電致發(fā)光兩個階段,目前TCL、海信、韓國三星等企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了光致發(fā)光產(chǎn)品的落地。光致發(fā)光是目前的第一代量子點顯示,即光致發(fā)光量子點元件+LCD。用藍(lán)光的氮化鎵LED把電能轉(zhuǎn)換為藍(lán)色光,這是非常成熟的技術(shù)。在這個前面加一個量子點的膜,膜中有綠色的和紅色的量子點,出來就是白光背光源。但是量子點白光背光源和傳統(tǒng)的白光背光源不一樣,量子點背光源紅、綠、藍(lán)三個清晰分辨的峰,而不是普通LED背光源的連續(xù)的白光。因此,量子點背光源能夠把很多種顏色都表現(xiàn)出來并區(qū)分開來,因而產(chǎn)生立體感和智感,帶來更大的色域。
而第二代量子點顯示技術(shù)量子點LED(QLED)能夠直接用量子點的電致發(fā)光實現(xiàn)顯示,同時能夠使色純度達(dá)到非常高,光譜變得非常窄,可根據(jù)需要隨意調(diào)整顏色位置。除此之外,QLED是溶液加工工藝制成的,因此具有三大優(yōu)勢,第一,產(chǎn)品線所需要的成本很低,第二能量消耗很低,OLED用的都是真空蒸鍍,量子點是溶液加工,能量消耗是五分之一到十分之一的水平,第三,原材料使用效率高,環(huán)境污染小。
不僅如此,未來的QLED顯示技術(shù)是通過打印的方式產(chǎn)生的,可像印報紙一樣制造顯示器,并且衣服、窗簾等介質(zhì)都有可能成為電視,這是非常大的優(yōu)勢,同時,成本、能耗、對環(huán)境的影響、廢料都會減少很多,因此減少了電子垃圾的產(chǎn)生,減少了環(huán)境污染。
據(jù)悉,在TCL等企業(yè)的努力下,量子點印刷顯示正在從“實驗室”走向落地應(yīng)用。然而,作為國內(nèi)唯一完成產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合的企業(yè),TCL已經(jīng)在量子點材料合成、量子點印刷器件、印刷顯示工藝技術(shù)、G4.5印刷顯示平臺、G8.5印刷顯示平臺等五大部分得到優(yōu)先布局和均衡發(fā)展,搶占印刷顯示領(lǐng)域的技術(shù)尖端。
目前市場上,TCL從2014年推出量子點電視以來,正式開始了量子點在國內(nèi)的市場化試探。并今年推出了QUHD量子點電視,在音畫質(zhì)等方面取得了重大突破,率先推動量子點民用化、商用化和市場化落地。根據(jù)國內(nèi)權(quán)威的泰瑞特實驗室首次公開檢測結(jié)果顯示,QUHD電視核心指標(biāo)遠(yuǎn)超全行業(yè),特別是色域覆蓋率是大數(shù)據(jù)庫中最高值、峰值亮度超越行業(yè)平均水平77.9%、色彩亮度超越行業(yè)平均水平26%。
彭笑剛強調(diào),電致發(fā)光量子點技術(shù)將最快在五年之后對整個行業(yè)產(chǎn)生翻天覆地的變化。QLED將自發(fā)光,不需要背光源,并且實現(xiàn)柔性顯示、超薄造型,卻不存在其他顯示技術(shù)所出現(xiàn)的不穩(wěn)定性、色域不足等方面的缺陷,是一個顛覆性的技術(shù)革新。
除此之外,彭笑剛特別指出,量子點的應(yīng)用范疇遠(yuǎn)超OLED。目前,量子點正在太陽能電池、生物-醫(yī)學(xué)標(biāo)記、照明和顯示產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域開始應(yīng)用探索,且前景廣闊。例如在生物醫(yī)療領(lǐng)域,可以利用量子點的不同顏色來同時檢測多種病菌或者農(nóng)藥殘留;而量子點應(yīng)用于照明產(chǎn)業(yè),可以大幅提升發(fā)光效能。