大“視”所趨 QD-QLED解析

2019年8月，三星顯示（SDC）停產了忠清南道牙山市的LCD 8代線。原因在于LCD面板這一塊。三星和中國競爭起來已經頗感吃力。根據各方面消息。三星這次是要全面轉向一個新的領域：QD-OLED事業。對于QLED和0LED耳熟能詳的你。是否覺得這個詞既熟悉但又很陌生？

確定目標

消失在歷史中的8代線在2007年時曾是全球最大的第二條LCD生產線，曾奪得了50英寸段面板市場的先機”但20lo年以后，三星停止了對LCD線的資金注入，LCD的市場主導權轉移到了中國手中。BOE在2015年著手10.5代線的投資，到2018年成為了LCD全球第一大廠商。結果三星自家生產LCD的成本比從中國采購還高。以55寸面板的現金成本為例。中國產是100美元，韓國是110-120美元：65英寸中國產150美元，韓國則是180美元。完全沒法比.

當初為了對抗來自中國的競爭。三星和LG還量產了一種名為RGBW面板的低成本4K面板。專供中國市場、RGBW在RGB三種子像素里加入了白色（W）像素但僅作為亮度通道，在像素中減少了子像素數量，畫面達不到4K的分辨率，但通過GMA、SPR等算法欺騙眼睛。看起來似乎依然還是那么清晰。但這種偽4K并非技術發展方向。只是為了降低成本。對于三星而言，這并不是挾技術以令市場、提升收益的最終良方。

電視機是一種既尋常。但又不普通的家電、說它尋常。因為多數人購買電視機只關注尺寸和價格，買回去也只看看綜藝和神劇，至于這電視機用了什么系統、面板，他們并不關心、而對于另一些有畫質需求的消費者而言，電視又并不普通。因為他們對于OLED，QLED之類的已經糾結了很久。當年，為了和宿敵索尼、LG等競爭，三星故意搞出了“LEDTV”這個概念來忽悠消費者。以顯得自己不一樣。盡管后來因為虛假宣傳被禁播廣告，但LED電視這個概念作為營銷術語則傳承至今、尤其廠商大力宣傳OLED、QLFD電視之后，甚至讓人覺得LCD是落后的象征，已經告別歷史舞臺了。可惜現實很骨感，OLED雖然夢想著取代LCD，然而至今LCD依然雄踞絕大部分的市場、

實際上。顯示面板只有兩種，不能自發光需要第三方捧哏的LCD和電致自發光自己就能唱臺戲的OLED.其他的所有“D”。都是這兩種材質的衍生產物。例如LCD和QLFD本是一家。OLED和Micro-LED則原理相通。而三星現在的目標，是一個名字看起來熟悉又陌生的產物：QD-OLED。這是個什么東西呢？要搞清楚的話，還是先從“元老”LCD說起。

CRT終結者：LCD

LCD的基本原理是通過兩塊ITO導電玻璃對液晶分子施加電壓。控制液晶分子的排列形成圖像、LCD屏幕表面有一層不透明的薄片叫做偏光片。具有濾光的作用。它們兩兩配合。分別過濾掉X和丫方向上的光。然后人眼就能看到液晶分子組成的圖像了。至于顯示顏色，目前大部分LCD都是通過使用紅綠、藍三色濾色片實現的、

LCD已經是非常成熟的技術，它親手給CRT釘上了棺材蓋。當LCD的背光源從傻大黑粗的CCFL熒光管進化到小巧玲瓏的LED之后。被某些廠商玩了文字游戲，從“LCD”變成了“LED”，但它的本質永遠是液晶。

由于不能自發光需要背光。就決定了LCD有些胎里帶的缺陷至今無法完美解決。一是黑場問題，LCD無法顯示純黑，因為背光光源的干涉作用，使得LCD顯示黑色總會有一些灰蒙蒙的。分區控光也只是一種曲線救國的技術，并不能完全屏蔽純黑場景的背光二是色域問題，隨著工藝和材質的提升。濾色片對色彩的還原度已經基本準確、但提升色域需要依靠背光。由于LED的白光并不像太陽光那樣由赤橙黃綠青藍紫組成，而是藍色LED混合黃色熒光粉實現的效果，色彩較為單一，色域也就成了痛點。此外，LCD還有一些問題。例如不能做成曲面。可視角度差、藍光危害等。不過呢。LCD有著壽命長、價格便宜兩大優勢，對手那邊一個能打的都沒有，因此依然是市場的絕對主流。

我要革命：OLED

總有眼睛挑剔的人看LCD不順眼。也有可能是希望能技術壟斷市場，于是有了OLFD（OrqanicLiqht-Emittinq Diode。有機發光二極管）。利用有機半導體材料和發光材料在電場驅動下，通過載流子注入和復合導致發光的二極管、通電自發光這個特性非常重要。意味著三原色OLED發出的光能最原汁原味地呈現顏色。至于黑色，它不發光，即可表現出最純正的黑、

所以QLFD實際上就是一大堆有機發光二極管。作為有機分子。它可以做出各種曲面及柔性屏幕。由于不需要背光，身材也會比LCD好得多、但OLED一些物理特性的硬傷至今未有效解決。一是壽命問題，有機材料的壽命會衰減，OLED的工作特性決定了它并非所有像素都會一起工作。發光時間長的像素就很可能提前去世。當然對于手機屏幕這樣的小規格面板而言。等不了有機物壽終正寢，用戶早就換手機了。但到了電視機面板這樣的大尺寸下，由于生產工藝更加復雜，帶來的就是壽命的進一步縮短和不穩定。

關于OLED的第二個問題是燒屏。簡單說來就是三原色LED因為有機材料不一樣導致壽命不一樣，其中藍色LED最短命。藍色衰退后顏色變淡，讓屏幕顯示出現顏色不均勻的現象，這塊屏幕也就報廢了。

OLED的第三個問題是調光方式。自然光源的亮度并非一成不變，而是明暗不同、LCD屏幕絕大部分都是DC調光。即通過調節電壓來改變背光亮度。模擬光線強弱。稱為DC調光，比較符合人眼的習慣”而OLED由于是自發光，就不能通過電壓來控制亮度，否則會出現嚴重的色差，所以OLED通過高速開關讓自己反復點亮和熄滅來欺騙人眼”例如，想讓OLED屏幕有50%的亮度。就讓屏幕一半時間亮，一半時間熄滅。當這個交替速度達到一定的頻率（例如60Hz）。就能模擬出50%亮度的效果、這就是人嫌狗不愛的PWM調光，原因是PWM調光對人眼而言相當于閃屏，非常傷眼。

索尼三星、LG和松下曾是OLED的四大天王，使用了OLED屏幕的小型設備也大一出現在市場上、但是OLED當年是帶著”取代LCD”的使命降世的，TV面板才是它的星辰大海，然而兼顧大尺寸壽命和成本的OLED面板，其制造難度大到讓實力雄厚的日韓廠商都開始懷疑人生。為此LG弄了一個替代方案就是WOLED，利用白色OLED加上RGB三原色的濾光膜，在視覺上形成各種色彩。壽命和亮度都有了提升，但LG自己都承認這并不是真正的OLED、至于三星，小尺寸上繼續用已經非常成熟的AMOLED攻城掠地，大尺寸上則放棄了OLED而轉向了另一種背光源：QD量子點。

換了個捧眼：QLED

量子點QD（Quantum Dot）是一種納米材料。是由鋅、鎘、硒、硫等元素合成的半導體材料制成的、直徑2-10 nm的納米粒子，這個直徑只能容納幾十個原子。物質在納米尺度上大都會有一些神奇的特性，量子點就表現在量子限域效應非常明顯，它會將半導體中的載流子限定在一個非常微小的三維空間內。當受到光或電的刺激時。載流子會被激發跳躍到更高的能級，等到這些載流子回到原來較低的能級的時候就會發出固定波長的可見光、所以影視行業和小說里，“遇事不決，量子力學”的口訣，似乎也有那一丁點道理。

QD是一種非常優秀的無機材料，它性質穩定，顏色可以通過改變QD的尺寸來調控。那么QLED就是用QD組成像素的自發光面板嗎？理論應該是，但現在技術并不成熟。所以QLED實際上是用QD作為背光。主要有兩種方案：一是將紅綠二色的QD固定到樹脂上。然后放人藍光LED和導光板之間。以形成白色背光：另一種是將涂有紅綠量子點的薄膜置于導光板上。吸收藍色LED的藍光。發射紅綠光，以形成白色背光。兩種方案殊途同歸，將背光光線精確轉換到理想的色溫，形成純度更高的背光源，但前面的舞臺還是LCD的。QD背光帶來了畫質的飛躍，主要表現在比LCD和OLED的亮度都更高，顏色更純。甚至能達到100%色域空間，在高亮度的HDR畫面之下依然可以呈現到飽和豐富的色彩，也茸量滿足超高清聯盟電視的標準。

2013年。素尼首先開始在自家電視里使用QD;2015年，三星將QD引入其SUHD TV系列中、2017年。三星為它的旗艦電視創造了一個全新的營銷術語：QLED當然本質上它們仍然是LCD，但換了個捧哏之后，實際上提升了LCD的競爭力。盡管QLED暫時無法撼動自己的市場地位。但LCD畢竟有太多硬傷。也越來越逼近物理極限。QD作為無機材料。比有機小分子和聚合物的OLED好伺候得多、它的器件封裝要求更低，亮度秒殺所有面板。能顯示比普通LED面板更好的色域和黑場（當然還是黑不過OLED）。最關鍵的是，QLED的價格只比普通LED電視高一點。完全不會像OLED那么高不可攀。因此QD電視在市場已經頗受歡迎。

潛伏的黑馬：MiCro-LED

很多產外顯示屏都是以LED作為像素來組成圖像，每個LED能夠定址、單獨驅動發光。如果把產外顯示屏縮小，小到可以放桌子上。就成為了Micro-LED顯示屏。實際上的工藝是將微縮的LED做成陣列。然后批;轉移到電路基板上，最后加上保護層和電極。封裝好之后制作成顯示屏。Micro-LED同樣是無機材料。比OLED更容易調試也更穩定，并且繼承了LED在固態照明方面的諸多優點，例如低功耗、高亮度與色彩飽和度、反應速度快、壽命較長等、實際上，Micro-LED的構造是各種面板里最簡單的。但OLED大尺寸化困難重重。Micro-LFD則是在小型化上舉步維艱，歸根到底還是因為技術的不成熟，成本高、良品率低、批;生產難，目前仍是一種前瞻性的顯示技術。但Micro-LED一旦

成熟，將成為OLED最大的威脅。

融合：QLED+OLED

在高端顯示面板領域。OLED具有無與倫比的地位，而QLED色彩表現力又著實很香、把這兩種技術合二為一，就是三星當前的目標：QD-OLED。理解了本文前面介紹的各種“D”技術。也就不難理解QD-OLED的原理、簡單說來，QD-OLED=藍色OLED+紅綠QD.用藍色OLED作為光源輔以QD薄膜，因為QD薄膜上的藍色像素能直接透過藍光，而紅綠二色的QD接受到藍光之后，會激發出紅光和綠光，從而混合出全彩色。

從理論上講，QD-OLED真的是集成了兩者之所長。首先，它只需要藍色OLED。成本上就會比RGB OLED更低，但QD接近100%的發光效率使得色域和亮度都非常出色。卻又保留了OLED自發光的特性.其次，由于所有的光源都是藍色LED，就不會有損耗不一致的情況。也就杜絕了燒屏的隱患，壽命更長.那為什么不用更便宜的藍色LED呢？那樣的話就沒有OLED什么事了——但研發部門的理工男并不是圖這個名分。根本原因是發光材料需要被蒸鍍到QD薄膜上緊密結合形成自發光面板，而無機材料的LED沒法被蒸鍍上去。

不過藍色OLED的壽命依然不如LED，能解決這個問題才算功德圓滿，三星的QD-OLED這個項目一直進展不怎么順利。走走停停.到2019年第三季度，三星下定了決心，不但停產了LCD的8代線，還宣布將投資13.1萬億韓元（約780億元人民幣）在牙山工廠建造8.5代QD-OLED生產線。此舉是為了打破LG在OLED面板市場的壟斷局面。讓三星未來有機會在大尺寸OLED面板上與LG并駕齊驅”

目前三星仍在調試QD-OLED的制備方案。有市場調研機構認為三星在實現量產之前仍有很多難題、由于簡化QD-OLED所需的許多生產工藝尚未完善，導致QD-OLED目前可能需要更加復雜的結構，包括三個串聯的藍色OLED發光層。經歷多層封裝，以及帶有附加彩色濾色片的厚QD層，也就導致成本較高.提升面板分辨率需要新的噴墨和藍色OLED蒸發設備。材料性能以及與組件和工藝的兼容性都是問題.同時，還要與中國制造的8K LCD面板進行價格競爭，與WOLED和RGB OLED電視形成差異化，面對厚QD層的良品率問題等、

業內認為。三星對于QD-OLED的最終目標，應該是成為自發光QD顯示器.由于QD是無機材料，說起來也和Micro-LED殊途同歸了。遺憾的是這兩種面板目前都還無法實現。

寫在最后

對比各種各樣的顯示技術，其實并沒有誰能碾壓誰，無論背光還是自發光。都有自己的特長和優勢。就算被自己“胖”死的CRT，也有著無限發色數、無拖尾延遲的優點。三星研發QD-OLED并非因為技術更迭或市場需求、更多是一種市場戰略上的考慮、作為消費者。早已追不上技術，所以需要守住一個信念：有多少錢。辦多大事。