下一代彩電的主流技術(shù)是什么?2003-2004年的時(shí)候,對(duì)這個(gè)問(wèn)題行業(yè)給出過(guò)超薄背投、PDP等離子、LCD液晶顯示、佳能等的SED等諸多完全不同的路線選擇。
今天,行業(yè)再次面臨這樣一個(gè)問(wèn)題。比如:TCL華星光電已經(jīng)在推進(jìn)印刷顯示8.5代線的設(shè)計(jì)和建設(shè)計(jì)劃、LG則在韓國(guó)正在建設(shè)10.5代蒸鍍W-OLED生產(chǎn)線。
雖然,行業(yè)預(yù)計(jì)激光電視也是一個(gè)不錯(cuò)的大尺寸技術(shù)。但是,基于其可能的成本瓶頸和顯示效果限制,激光電視被認(rèn)為更可能是一種主流之外的補(bǔ)充技術(shù)。而蘋果帶頭投資的micro-led技術(shù),也看不到在主流彩電顯示尺寸上和現(xiàn)有的液晶、W-OLED技術(shù)對(duì)抗的競(jìng)爭(zhēng)力。
因此,似乎OLED最可能成為下一代電視主流技術(shù)——除了三星還有更多的想法。作為全球十余年來(lái)的彩電市場(chǎng)第一品牌,三星正在嘗試“盡可能”多的技術(shù)選項(xiàng),以此避免和全球彩電第二品牌LG的“同質(zhì)沖突”。
三星的路線選擇,看似多,卻未必強(qiáng)大
首先,三星布局了一種叫做QD-OLED的顯示屏幕技術(shù)。三星電子的相關(guān)負(fù)責(zé)人,一直表示“LGD的白光OLED(WOLED)不是我們電視技術(shù)進(jìn)化方向”。甚至三星電子VD事業(yè)部負(fù)責(zé)人在今年4月21日與IT朝鮮的電話訪談中表示: “我們并無(wú)計(jì)劃購(gòu)買品質(zhì)更低的產(chǎn)品!薄渲,品質(zhì)更低的產(chǎn)品,就是指LG的W-OLED。
與LG的w-OLED不同,三星QD-OLED技術(shù),采用藍(lán)光OLED陣列,并配合QD材料的轉(zhuǎn)化膜,實(shí)現(xiàn)彩色化。LG的技術(shù)則采用白光OLED陣列,用傳統(tǒng)彩色慮光膜實(shí)現(xiàn)彩色化。理論上,QD-OLED至少要比LG的技術(shù)色彩上占優(yōu)勢(shì),同時(shí)單一藍(lán)光OLED陣列的蒸鍍成型和材料結(jié)構(gòu)一致性也會(huì)更容易保障。不過(guò)額外增加的QD材料轉(zhuǎn)化薄膜,要比傳統(tǒng)彩色慮光膜,更缺乏工程與材料經(jīng)驗(yàn)。
第二,三星還布局了一種叫做量子點(diǎn)nanorod LED(Quantum dot Nanorod LED,QNED)的顯示新技術(shù)。市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)UBI Research表示,通過(guò)分析三星顯示申請(qǐng)的160項(xiàng)專利得出一個(gè)結(jié)論:三星顯示已經(jīng)完成了QNED結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)工作。
QNED采用氧化物TFT和量子點(diǎn)彩色濾光片技術(shù)——后者與QD-OLED技術(shù)的濾光轉(zhuǎn)化膜技術(shù)一致。同時(shí),QNED不再用藍(lán)色OLED作為基本發(fā)光陣列,而是采用nanorod LED,即納米量子點(diǎn)LED技術(shù)。后者是一種全新的材料產(chǎn)品。三星現(xiàn)有技術(shù)路線是用噴墨打印技術(shù),幫助nanorod LED形成膜結(jié)構(gòu)陣列。
理論上,nanorod LED的壽命表現(xiàn)會(huì)遠(yuǎn)好于OLED材料。其技術(shù)難點(diǎn)是如何保障每一個(gè)亞像素結(jié)構(gòu)中,含有相同的nanorod LED;或者可以有效調(diào)節(jié)含有不同數(shù)量nanorod LED結(jié)構(gòu)的亞像素點(diǎn),處于相同效能的工作狀態(tài)。目前,三星專利表明,三星Nanorod LED成膜矩陣技術(shù)上,是以上兩個(gè)方向同時(shí)發(fā)力,實(shí)現(xiàn)均勻的亞像素發(fā)光能力。
值得一提的是,LG也在研發(fā)Nanorod LED顯示技術(shù)的產(chǎn)品。納米量子點(diǎn)LED渴望成為一個(gè)行業(yè)發(fā)光新材料的研發(fā)新中心。
第三,三星也進(jìn)行了另一些新技術(shù)的嘗試。比如,2020年推出的激光電視產(chǎn)品;此前三年努力實(shí)踐的micro-led直接顯示產(chǎn)品“THE wall”;以及在藍(lán)色micro-led薄膜陣列上使用QD量子點(diǎn)轉(zhuǎn)化膜的彩色顯示技術(shù)方案;甚至三星還在研發(fā)用印刷技術(shù)制造QD量子點(diǎn)電致發(fā)光材料的顯示面板技術(shù)。這些技術(shù)中,除了激光電視,名字里總是帶有一個(gè)“ED”標(biāo)簽,即半導(dǎo)體發(fā)光的含義。三星一系列新技術(shù)彩電顯示方向,可統(tǒng)稱為“XED”。
由此可見(jiàn),三星在下一代彩電面板技術(shù)上還沒(méi)有“最終實(shí)現(xiàn)決定性的戰(zhàn)略決策”,而是在嘗試各種不同技術(shù)路線的選擇。但是,采用自發(fā)光結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體發(fā)光技術(shù)(不管是OLED有機(jī)半導(dǎo)體、LED無(wú)機(jī)半導(dǎo)體、QD量子點(diǎn)半導(dǎo)體、micro等微型半導(dǎo)體,還是nanorod等納米半導(dǎo)體),并需要應(yīng)用到氧化物TFT技術(shù),以及蒸鍍、印刷或者巨量轉(zhuǎn)移等成膜工藝。
材料和工藝兩座高山,擋在下一代彩電面前
作為全球彩電第一的三星,遲遲不能決定下一代技術(shù)的路線,本質(zhì)反映的是下一代產(chǎn)品技術(shù)“沒(méi)有一個(gè)達(dá)到理想狀態(tài)”:僅僅是節(jié)能、高對(duì)比度、自發(fā)光這種優(yōu)勢(shì),下一代技術(shù)無(wú)法挑戰(zhàn)今天液晶平板的規(guī)模制造和成熟度競(jìng)爭(zhēng)力。
從材料角度看,OLED技術(shù)最為成熟。但是,作為彩電應(yīng)用其依然面臨壽命均勻性、尤其是亮度水平上的一定限制。Micro LED技術(shù)的LED晶體材料,繼承整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)鏈,雖然是新型技術(shù),卻“上游高度成熟”,理論上可以迅速實(shí)現(xiàn)大量、高品質(zhì)供應(yīng):但是,其在彩電這種高密度應(yīng)用中,缺陷率是否達(dá)到極限化的需求,還需要實(shí)踐檢驗(yàn)。而QD材料技術(shù),現(xiàn)在相對(duì)成熟的是光致發(fā)光——即液晶QD背光源或者是三星QD轉(zhuǎn)換慮光膜那種材料技術(shù);同時(shí),電致發(fā)光的QD材料還高度不成熟,且無(wú)論那種QD材料成本都不菲。Nanorod LED材料是一種新的產(chǎn)品,全新的產(chǎn)品自然面臨一系列可知、未知的材料性技術(shù)難題。
以上這些材料技術(shù)上,QD和OLED國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)基本的技術(shù)積累,研發(fā)進(jìn)度與國(guó)際巨頭差距不是很大;但是OLED的量產(chǎn)方面差距依然巨大。Micro LED產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界擁有全球的產(chǎn)業(yè)鏈和研發(fā)優(yōu)勢(shì)。Nanorod LED作為新型材料,全球主要研發(fā)國(guó)家之間的進(jìn)度,不具有直觀可比性。
從工藝角度看,氧化物TFT技術(shù)是高度成熟的。已經(jīng)在液晶顯示上擁有10年的大規(guī)模應(yīng)用和制造經(jīng)驗(yàn)。幾乎全球主流液晶面板企業(yè)都掌握有氧化物TFT技術(shù)。
相對(duì)氧化物TFT沒(méi)有懸念的成熟性;噴墨印刷技術(shù)則處于“實(shí)驗(yàn)”階段——即有小規(guī)模的試驗(yàn)線試產(chǎn),也缺乏大尺寸玻璃基板上的大規(guī)模工程實(shí)踐。噴墨印刷技術(shù)是OLED、QD、nanorod LED等三大材料像素畫成膜的主要技術(shù)方向之一。噴墨印刷顯示技術(shù)的成熟,同時(shí)離不開(kāi)“油墨”設(shè)計(jì)技術(shù),后者是另一大系列的材料技術(shù)工藝。
另一方面,巨量轉(zhuǎn)移對(duì)應(yīng)micro-led技術(shù)。轉(zhuǎn)移速度和可靠率是主要的技術(shù)難點(diǎn)。現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室路線方向不少,但是真正能夠?qū)崿F(xiàn)彩電級(jí)分辨率大規(guī)模低成本制造的技術(shù),還沒(méi)有出現(xiàn)。目前的巨量轉(zhuǎn)移主要支持液晶背光源或者極高售價(jià)的商用LED大屏產(chǎn)品應(yīng)用。
在工藝技術(shù)上,另一個(gè)比較成熟的是“蒸鍍技術(shù)”。這一技術(shù)主要用于OLED顯示。全球中小尺寸OLED面板,如手機(jī)屏幕都采用這一技術(shù)。LG的W-OLED大尺寸面板也采用這一技術(shù);三星計(jì)劃中的QD-OLED技術(shù)也應(yīng)用蒸鍍技術(shù)。這種技術(shù)在中小尺寸線上高度成熟。但是,蒸鍍工藝天然的對(duì)大尺寸玻璃基板不夠友好,同時(shí)昂貴的OLED材料浪費(fèi)嚴(yán)重。這是導(dǎo)致大尺寸OLED顯示發(fā)展緩慢的核心因素。我國(guó)的TCL和日系OLED廠商,相對(duì)更看好噴墨印刷技術(shù)在大尺寸OLED上的應(yīng)用可行性。
以上這些關(guān)鍵工藝技術(shù),必然會(huì)涉及到眾多專用設(shè)備:蒸鍍機(jī)、噴墨印刷機(jī)、巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備等,現(xiàn)在主要是日韓企業(yè)在研發(fā)上優(yōu)勢(shì)明顯。歐美企業(yè)因?yàn)槠湔w顯示產(chǎn)業(yè)鏈的缺失,相關(guān)設(shè)備研發(fā)進(jìn)度擁有一定產(chǎn)業(yè)實(shí)踐上的困難。我國(guó)的國(guó)內(nèi)企業(yè)則在相應(yīng)技術(shù)裝備上處于起步階段,甚至尚未起步!问来@示核心工藝設(shè)備上,我國(guó)企業(yè)只是在光刻和蝕刻這一金屬氧化物TFT工藝的核心設(shè)備上能夠自給自足。
綜上所述,可以看到無(wú)論是材料還是工藝上,一個(gè)堪稱完美的次世代顯示方案現(xiàn)在還是難以組合出來(lái)。尤其是隨著研發(fā)創(chuàng)新的深入,哪些難點(diǎn)會(huì)被迅速突破、哪些難點(diǎn)可能成為一個(gè)技術(shù)的生死劫,未為可知。這是三星多個(gè)技術(shù)路線,廣泛布局各種XED的核心理由。這也決定了本土面板企業(yè)可能不會(huì)急于推出下一代面板產(chǎn)品,而是將長(zhǎng)期以技術(shù)研發(fā)儲(chǔ)備為核心。液晶電視的主流地位再戰(zhàn)10年毫無(wú)壓力。