京東方QLED技術(shù)突破，國產(chǎn)先進(jìn)面板前景解析

薛山

據(jù)京東方官方7月17日透露，關(guān)于量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）的研究取得重大突破，打破了傳統(tǒng)制備工藝限制，能實(shí)現(xiàn)更高的像素密度，相關(guān)研究論文《高分辨率、全彩量子點(diǎn)發(fā)光二極管光刻方案》于6月25日在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Nano Research》上發(fā)表。那么，QLED的優(yōu)勢在哪，京東方的這次突破又意味著什么呢？

QLED：電視背光技術(shù)的未來之星

目前來看，QLED的主要發(fā)力方向是大屏幕，所以它的競爭關(guān)系主要是針對LCD和OLED。首先，QLED雖然與有機(jī)發(fā)光二極管OLED聽上去很相似，但后者為自發(fā)光的主動式顯示器件，QLED則是與LCD相同的被動式顯示器件（當(dāng)然，學(xué)術(shù)上的QLED是量子點(diǎn)電致發(fā)光技術(shù)，原本也是主動式，但技術(shù)難度太大，因此由三星牽頭暫時放棄了這條路線，轉(zhuǎn)戰(zhàn)現(xiàn)在的量子點(diǎn)+LED激發(fā)的形式）。所以QLED的優(yōu)勢就要從LCD講起，隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，LCD已成為眾多平面顯示器件中發(fā)展最為成熟、應(yīng)用面最廣的顯示器件，LCD通過銦鎵氮藍(lán)光LED激發(fā)黃熒光粉實(shí)現(xiàn)白色背光的方法雖然成本低廉，但半峰寬較寬，顏色純度低色域窄，透過率也相對較低，而QLED最關(guān)鍵的納米半導(dǎo)體量子點(diǎn)材料替代的正是LCD里的熒光粉。因?yàn)榱孔狱c(diǎn)材料半峰寬窄且光譜可調(diào)，會帶來明顯的色純度與色域表現(xiàn)提升，除此之外透過率也會大幅增加，可明顯提升顯示亮度。

高亮度、大面積、長壽命且易于實(shí)現(xiàn)HDR是QLED的優(yōu)勢

當(dāng)然，目前來看量子點(diǎn)材料還是以硒化鎘為主，而硒化鎘是一種劇毒晶體，歐盟早在2013年就頒布了《電器電子產(chǎn)品有害物質(zhì)限制使用管理辦法》，其中就明確要求了電器中鎘元素的含量質(zhì)量比必須低于1×10-4，也就是產(chǎn)品重量的萬分之一，我國也在2016年1月頒布了相關(guān)條例，所以對無毒的新型量子點(diǎn)材料研發(fā)也是目前的行業(yè)重點(diǎn)。

相對OLED而言，QLED在亮度、尺寸和使用壽命上都有比較明顯的優(yōu)勢，而且在新技術(shù)加持下，早期QLED黑電平輸出效果不足、可視角度相對小的劣勢也都逐步改善，再加上被動式顯示器件也避免了燒屏的風(fēng)險，是目前電視背光技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。

量子點(diǎn)并非高高在上，京東方入局讓中低端部署成為可能

目前主流的量子點(diǎn)顯示技術(shù)基于量子點(diǎn)色彩增強(qiáng)膜，采用兩片隔水氧層包裹，將其貼在背光模組導(dǎo)光板正上方，再通過使用導(dǎo)光板均勻分布發(fā)光的藍(lán)色LED光源進(jìn)行激發(fā)，生成高純度的紅綠色光，并與穿透的藍(lán)光混合為白光，NTSC色域一般會達(dá)到110%以上，這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是量子點(diǎn)色彩增強(qiáng)膜不與LED接觸，溫度低、壽命高（30000小時以上）、穩(wěn)定性好。目前該膜片的技術(shù)專利主要掌握在3M 和Nanosys等公司手中，但國內(nèi)的跟進(jìn)速度也很快，比如納晶、普加福、波爾等量子點(diǎn)企業(yè)也都在研發(fā)自己的量子點(diǎn)色彩增強(qiáng)膜，小米、三星、TCL等品牌電視上已經(jīng)被大量采用。比如納晶科技就有推出自家的量子點(diǎn)平板電腦，利用量子點(diǎn)光譜可調(diào)的特性，調(diào)低藍(lán)光光譜，減少其所造成的眼刺激。

“量子點(diǎn)”的名稱很容易讓人產(chǎn)生“高大上”的感覺，而從相對成本來看，量子點(diǎn)色彩增強(qiáng)膜的量子點(diǎn)材料用量最大，而且工藝相對繁瑣，因此成本也相對更高，但隨著國產(chǎn)廠商產(chǎn)能的跟進(jìn)，55～65英寸的膜片采購成本其實(shí)也能控制在200～300元，即便是對中低端電視來說也完全是可行方案：同為55英寸4K的情況下，采用量子點(diǎn)技術(shù)的小米電視5 Pro售價3699元，比采用傳統(tǒng)LCD的小米電視5貴700元，色域從NTSC 85%增加到108%，視覺差距比較明顯，而且這700元價差并不僅僅因?yàn)槠聊?，小米電? Pro內(nèi)存/存儲更大且支持MEMC運(yùn)動補(bǔ)償，性能的提升還是比較明顯的。

主流的量子點(diǎn)顯示技術(shù)本質(zhì)上基于量子點(diǎn)色彩增強(qiáng)膜（QDEF）

那么回到京東方這次的新技術(shù)，利用光刻實(shí)現(xiàn)高分辨率QLED器件目前來看依然還處于研發(fā)階段，距離量產(chǎn)還有一定的距離，但價格的相對優(yōu)勢依然值得期待，伴隨這一輪的技術(shù)升級，這種相對成熟的光致發(fā)光量子點(diǎn)色彩增強(qiáng)膜技術(shù)下沉到中低端市場成為標(biāo)配是很有可能的。對于京東方等國產(chǎn)面板廠商而言，目前因海外疫情的加劇導(dǎo)致歐美電視渠道的絕對主力——線下市場幾乎處于停滯狀態(tài)，這導(dǎo)致三星、LG等一線品牌的出貨量在今年第二季度將很可能會迎來大幅暴跌，無疑將會拖累其研發(fā)進(jìn)度。而我國在率先控制住疫情的情況下有序恢復(fù)了經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，為國產(chǎn)上游技術(shù)的追趕提供了寶貴的時間。

高分辨率的實(shí)現(xiàn)助力其發(fā)力手機(jī)產(chǎn)品線

不過，雖然QLED誕生目的主要服務(wù)電視，但京東方這次的新技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)并不在電視端，具體來說，京東方的研究論文中表述其實(shí)現(xiàn)了分辨率500ppi、NTSC色域覆蓋114%的全彩QLED 器件，這個色域表現(xiàn)從QLED的角度來說還不算是現(xiàn)有最高水準(zhǔn)，比如量子點(diǎn)擴(kuò)散板和量子點(diǎn)網(wǎng)點(diǎn)微結(jié)構(gòu)的技術(shù)都能實(shí)現(xiàn)NTSC 120%以上的色域覆蓋。京東方真正突破的其實(shí)是量子點(diǎn)噴墨打印分辨率限制，以往的極限基本只能到250ppi，而京東方通過負(fù)性光刻膠和犧牲層的組合來確定量子點(diǎn)的準(zhǔn)確沉積，而犧牲層的作用就是保護(hù)量子點(diǎn)刻蝕的完整性，從而實(shí)現(xiàn)了分辨率的翻番。

那么500ppi意味著什么？我們知道ppi只是單位面積的像素數(shù)量，屏幕尺寸越大，總像素就越多，所以電視的ppi反倒是很低，即便最新的75英寸8K電視，ppi也不過約為117ppi，100英寸就更是下降到了88ppi左右。所以，京東方做高分辨率QLED的目的并不是為了電視——喬布斯在WWDC 2010上首次定義的“視網(wǎng)膜屏”為326ppi，10年后的今天，顯示面板巨頭三星自家旗艦S20 Ultra 5G的6.9英寸AMOLED分辨率約為511ppi、華為P40 Pro+的6.58英寸OLED屏分辨率約為441ppi、iPhone 11 Pro Max的OLED屏分辨率約為458ppi……很明顯，以往的250ppi天花板明顯限制了QLED在手機(jī)等小尺寸產(chǎn)品端的發(fā)力，分辨率只能與LCD相比較，與其他方面的性能優(yōu)勢形成鮮明反差，而京東方的新QLED工藝打破了分辨率枷鎖，正是為殺入手機(jī)市場做技術(shù)儲備。

國產(chǎn)電視已經(jīng)開始在主流價位產(chǎn)品中采用QLED技術(shù)

編輯觀點(diǎn)

作為目前國產(chǎn)面板產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭羊，京東方在產(chǎn)業(yè)鏈上下扶持的情況下發(fā)展步伐穩(wěn)健，尤其對于新興技術(shù)而言，國產(chǎn)與國際一線更像是站在同一條起跑線上的較量，目前無論電視還是手機(jī)端，國產(chǎn)品牌都是出貨量的絕對主力，京東方若是在QLED等新技術(shù)上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)突破，對撼動以往幾乎被一線品牌壟斷的高端手機(jī)市場并非癡人說夢。