2019年8月,三星顯示(SDC)停產(chǎn)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(jīng)頗感吃力。根據(jù)各方面消息。三星這次是要全面轉(zhuǎn)向一個新的領(lǐng)域:QD-OLED事業(yè)。對于QLED和0LED耳熟能詳?shù)哪?。是否覺得這個詞既熟悉但又很陌生?
確定目標(biāo)
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(chǎn)線,曾奪得了50英寸段面板市場的先機(jī)”但20lo年以后,三星停止了對LCD線的資金注入,LCD的市場主導(dǎo)權(quán)轉(zhuǎn)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(jié)果三星自家生產(chǎn)LCD的成本比從中國采購還高。以55寸面板的現(xiàn)金成本為例。中國產(chǎn)是100美元,韓國是110-120美元:65英寸中國產(chǎn)150美元,韓國則是180美元。完全沒法比.
當(dāng)初為了對抗來自中國的競爭。三星和LG還量產(chǎn)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(shù)量,畫面達(dá)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(shù)發(fā)展方向。只是為了降低成本。對于三星而言,這并不是挾技術(shù)以令市場、提升收益的最終良方。
電視機(jī)是一種既尋常。但又不普通的家電、說它尋常。因?yàn)槎鄶?shù)人購買電視機(jī)只關(guān)注尺寸和價格,買回去也只看看綜藝和神劇,至于這電視機(jī)用了什么系統(tǒng)、面板,他們并不關(guān)心、而對于另一些有畫質(zhì)需求的消費(fèi)者而言,電視又并不普通。因?yàn)樗麄儗τ贠LED,QLED之類的已經(jīng)糾結(jié)了很久。當(dāng)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(fèi)者。以顯得自己不一樣。盡管后來因?yàn)樘摷傩麄鞅唤V告,但LED電視這個概念作為營銷術(shù)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(jīng)告別歷史舞臺了??上КF(xiàn)實(shí)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(shí)際上。顯示面板只有兩種,不能自發(fā)光需要第三方捧哏的LCD和電致自發(fā)光自己就能唱臺戲的OLED.其他的所有“D”。都是這兩種材質(zhì)的衍生產(chǎn)物。例如LCD和QLFD本是一家。OLED和Micro-LED則原理相通。而三星現(xiàn)在的目標(biāo),是一個名字看起來熟悉又陌生的產(chǎn)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(jié)者:LCD
LCD的基本原理是通過兩塊ITO導(dǎo)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(lán)三色濾色片實(shí)現(xiàn)的、
LCD已經(jīng)是非常成熟的技術(shù),它親手給CRT釘上了棺材蓋。當(dāng)LCD的背光源從傻大黑粗的CCFL熒光管進(jìn)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(zhì)永遠(yuǎn)是液晶。
由于不能自發(fā)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?yàn)楸彻夤庠吹母缮孀饔?,使得LCD顯示黑色總會有一些灰蒙蒙的。分區(qū)控光也只是一種曲線救國的技術(shù),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(zhì)的提升。濾色片對色彩的還原度已經(jīng)基本準(zhǔn)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(lán)紫組成,而是藍(lán)色LED混合黃色熒光粉實(shí)現(xiàn)的效果,色彩較為單一,色域也就成了痛點(diǎn)。此外,LCD還有一些問題。例如不能做成曲面??梢暯嵌炔?、藍(lán)光危害等。不過呢。LCD有著壽命長、價格便宜兩大優(yōu)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(shù)壟斷市場,于是有了OLFD(OrqanicLiqht-Emittinq Diode。有機(jī)發(fā)光二極管)。利用有機(jī)半導(dǎo)體材料和發(fā)光材料在電場驅(qū)動下,通過載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的二極管、通電自發(fā)光這個特性非常重要。意味著三原色OLED發(fā)出的光能最原汁原味地呈現(xiàn)顏色。至于黑色,它不發(fā)光,即可表現(xiàn)出最純正的黑、
所以QLFD實(shí)際上就是一大堆有機(jī)發(fā)光二極管。作為有機(jī)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(jī)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(fā)光時間長的像素就很可能提前去世。當(dāng)然對于手機(jī)屏幕這樣的小規(guī)格面板而言。等不了有機(jī)物壽終正寢,用戶早就換手機(jī)了。但到了電視機(jī)面板這樣的大尺寸下,由于生產(chǎn)工藝更加復(fù)雜,帶來的就是壽命的進(jìn)一步縮短和不穩(wěn)定。
關(guān)于OLED的第二個問題是燒屏。簡單說來就是三原色LED因?yàn)橛袡C(jī)材料不一樣導(dǎo)致壽命不一樣,其中藍(lán)色LED最短命。藍(lán)色衰退后顏色變淡,讓屏幕顯示出現(xiàn)顏色不均勻的現(xiàn)象,這塊屏幕也就報廢了。
OLED的第三個問題是調(diào)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(diào)光。即通過調(diào)節(jié)電壓來改變背光亮度。模擬光線強(qiáng)弱。稱為DC調(diào)光,比較符合人眼的習(xí)慣”而OLED由于是自發(fā)光,就不能通過電壓來控制亮度,否則會出現(xiàn)嚴(yán)重的色差,所以O(shè)LED通過高速開關(guān)讓自己反復(fù)點(diǎn)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(dāng)這個交替速度達(dá)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(diào)光,原因是PWM調(diào)光對人眼而言相當(dāng)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(shè)備也大一出現(xiàn)在市場上、但是OLED當(dāng)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(shí)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(rèn)這并不是真正的OLED、至于三星,小尺寸上繼續(xù)用已經(jīng)非常成熟的AMOLED攻城掠地,大尺寸上則放棄了OLED而轉(zhuǎn)向了另一種背光源:QD量子點(diǎn)。
換了個捧眼:QLED
量子點(diǎn)QD(Quantum Dot)是一種納米材料。是由鋅、鎘、硒、硫等元素合成的半導(dǎo)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(zhì)在納米尺度上大都會有一些神奇的特性,量子點(diǎn)就表現(xiàn)在量子限域效應(yīng)非常明顯,它會將半導(dǎo)體中的載流子限定在一個非常微小的三維空間內(nèi)。當(dāng)受到光或電的刺激時。載流子會被激發(fā)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(fā)出固定波長的可見光、所以影視行業(yè)和小說里,“遇事不決,量子力學(xué)”的口訣,似乎也有那一丁點(diǎn)道理。
QD是一種非常優(yōu)秀的無機(jī)材料,它性質(zhì)穩(wěn)定,顏色可以通過改變QD的尺寸來調(diào)控。那么QLED就是用QD組成像素的自發(fā)光面板嗎?理論應(yīng)該是,但現(xiàn)在技術(shù)并不成熟。所以QLED實(shí)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(lán)光LED和導(dǎo)光板之間。以形成白色背光:另一種是將涂有紅綠量子點(diǎn)的薄膜置于導(dǎo)光板上。吸收藍(lán)色LED的藍(lán)光。發(fā)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(zhuǎn)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(zhì)的飛躍,主要表現(xiàn)在比LCD和OLED的亮度都更高,顏色更純。甚至能達(dá)到100%色域空間,在高亮度的HDR畫面之下依然可以呈現(xiàn)到飽和豐富的色彩,也茸量滿足超高清聯(lián)盟電視的標(biāo)準(zhǔn)。
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(chuàng)造了一個全新的營銷術(shù)語:QLED當(dāng)然本質(zhì)上它們?nèi)匀皇荓CD,但換了個捧哏之后,實(shí)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(jī)材料。比有機(jī)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(dāng)然還是黑不過OLED)。最關(guān)鍵的是,QLED的價格只比普通LED電視高一點(diǎn)。完全不會像OLED那么高不可攀。因此QD電視在市場已經(jīng)頗受歡迎。
潛伏的黑馬:MiCro-LED
很多產(chǎn)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(dú)驅(qū)動發(fā)光。如果把產(chǎn)外顯示屏縮小,小到可以放桌子上。就成為了Micro-LED顯示屏。實(shí)際上的工藝是將微縮的LED做成陣列。然后批;轉(zhuǎn)移到電路基板上,最后加上保護(hù)層和電極。封裝好之后制作成顯示屏。Micro-LED同樣是無機(jī)材料。比OLED更容易調(diào)試也更穩(wěn)定,并且繼承了LED在固態(tài)照明方面的諸多優(yōu)點(diǎn),例如低功耗、高亮度與色彩飽和度、反應(yīng)速度快、壽命較長等、實(shí)際上,Micro-LED的構(gòu)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?yàn)榧夹g(shù)的不成熟,成本高、良品率低、批;生產(chǎn)難,目前仍是一種前瞻性的顯示技術(shù)。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(lǐng)域。OLED具有無與倫比的地位,而QLED色彩表現(xiàn)力又著實(shí)很香、把這兩種技術(shù)合二為一,就是三星當(dāng)前的目標(biāo):QD-OLED。理解了本文前面介紹的各種“D”技術(shù)。也就不難理解QD-OLED的原理、簡單說來,QD-OLED=藍(lán)色OLED+紅綠QD.用藍(lán)色OLED作為光源輔以QD薄膜,因?yàn)镼D薄膜上的藍(lán)色像素能直接透過藍(lán)光,而紅綠二色的QD接受到藍(lán)光之后,會激發(fā)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(lán)色OLED。成本上就會比RGB OLED更低,但QD接近100%的發(fā)光效率使得色域和亮度都非常出色。卻又保留了OLED自發(fā)光的特性.其次,由于所有的光源都是藍(lán)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(lán)色LED呢?那樣的話就沒有OLED什么事了——但研發(fā)部門的理工男并不是圖這個名分。根本原因是發(fā)光材料需要被蒸鍍到QD薄膜上緊密結(jié)合形成自發(fā)光面板,而無機(jī)材料的LED沒法被蒸鍍上去。
不過藍(lán)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(xiàng)目一直進(jìn)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(chǎn)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(chǎn)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(jī)會在大尺寸OLED面板上與LG并駕齊驅(qū)”
目前三星仍在調(diào)試QD-OLED的制備方案。有市場調(diào)研機(jī)構(gòu)認(rèn)為三星在實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)之前仍有很多難題、由于簡化QD-OLED所需的許多生產(chǎn)工藝尚未完善,導(dǎo)致QD-OLED目前可能需要更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu),包括三個串聯(lián)的藍(lán)色OLED發(fā)光層。經(jīng)歷多層封裝,以及帶有附加彩色濾色片的厚QD層,也就導(dǎo)致成本較高.提升面板分辨率需要新的噴墨和藍(lán)色OLED蒸發(fā)設(shè)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(jìn)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(yè)內(nèi)認(rèn)為。三星對于QD-OLED的最終目標(biāo),應(yīng)該是成為自發(fā)光QD顯示器.由于QD是無機(jī)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(shí)現(xiàn)。
寫在最后
對比各種各樣的顯示技術(shù),其實(shí)并沒有誰能碾壓誰,無論背光還是自發(fā)光。都有自己的特長和優(yōu)勢。就算被自己“胖”死的CRT,也有著無限發(fā)色數(shù)、無拖尾延遲的優(yōu)點(diǎn)。三星研發(fā)QD-OLED并非因?yàn)榧夹g(shù)更迭或市場需求、更多是一種市場戰(zhàn)略上的考慮、作為消費(fèi)者。早已追不上技術(shù),所以需要守住一個信念:有多少錢。辦多大事。