下一代彩電的主流技術(shù)是什么?2003-2004年的時候,對這個問題行業(yè)給出過超薄背投、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)再次面臨這樣一個問題。比如:TCL華星光電已經(jīng)在推進印刷顯示8.5代線的設(shè)計和建設(shè)計劃、LG則在韓國正在建設(shè)10.5代蒸鍍W-OLED生產(chǎn)線。
雖然,行業(yè)預(yù)計激光電視也是一個不錯的大尺寸技術(shù)。但是,基于其可能的成本瓶頸和顯示效果限制,激光電視被認為更可能是一種主流之外的補充技術(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)對抗的競爭力。
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。作為全球十余年來的彩電市場第一品牌,三星正在嘗試“盡可能”多的技術(shù)選項,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)負責人,一直表示“LGD的白光OLED(WOLED)不是我們電視技術(shù)進化方向”。甚至三星電子VD事業(yè)部負責人在今年4月21日與IT朝鮮的電話訪談中表示: “我們并無計劃購買品質(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),采用藍光OLED陣列,并配合QD材料的轉(zhuǎn)化膜,實現(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,同時單一藍光OLED陣列的蒸鍍成型和材料結(jié)構(gòu)一致性也會更容易保障。不過額外增加的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。
第二,三星還布局了一種叫做量子點nanorod LED(Quantum dot Nanorod LED,QNED)的顯示新技術(shù)。市場調(diào)研機構(gòu)UBI Research表示,通過分析三星顯示申請的160項專利得出一個結(jié)論:三星顯示已經(jīng)完成了QNED結(jié)構(gòu)的開發(fā)工作。
QNED采用氧化物TFT和量子點彩色濾光片技術(shù)——后者與QD-OLED技術(shù)的濾光轉(zhuǎn)化膜技術(shù)一致。同時,QNED不再用藍色OLED作為基本發(fā)光陣列,而是采用nanorod LED,即納米量子點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)會遠好于OLED材料。其技術(shù)難點是如何保障每一個亞像素結(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,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,是以上兩個方向同時發(fā)力,實現(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LED渴望成為一個行業(yè)發(fā)光新材料的研發(fā)新中心。
第三,三星也進行了另一些新技術(shù)的嘗試。比如,2020年推出的激光電視產(chǎn)品;此前三年努力實踐的micro-led直接顯示產(chǎn)品“THE wall”;以及在藍色micro-led薄膜陣列上使用QD量子點轉(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“ED”標簽,即半導體發(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,三星在下一代彩電面板技術(shù)上還沒有“最終實現(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)和半導體發(fā)光技術(shù)(不管是OLED有機半導體、LED無機半導體、QD量子點半導體、micro等微型半導體,還是nanorod等納米半導體),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)“沒有一個達到理想狀態(tài)”:僅僅是節(jié)能、高對比度、自發(fā)光這種優(yōu)勢,下一代技術(shù)無法挑戰(zhàn)今天液晶平板的規(guī)模制造和成熟度競爭力。
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,缺陷率是否達到極限化的需求,還需要實踐檢驗。而QD材料技術(shù),現(xiàn)在相對成熟的是光致發(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,電致發(fā)光的QD材料還高度不成熟,且無論那種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國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)基本的技術(shù)積累,研發(fā)進度與國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,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界擁有全球的產(chǎn)業(yè)鏈和研發(fā)優(yōu)勢。Nanorod LED作為新型材料,全球主要研發(fā)國家之間的進度,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。幾乎全球主流液晶面板企業(yè)都掌握有氧化物TFT技術(shù)。
相對氧化物TFT沒有懸念的成熟性;噴墨印刷技術(shù)則處于“實驗”階段——即有小規(guī)模的試驗線試產(chǎn),也缺乏大尺寸玻璃基板上的大規(guī)模工程實踐。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,同時離不開“油墨”設(shè)計技術(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,F(xiàn)在實驗室路線方向不少,但是真正能夠?qū)崿F(xiàn)彩電級分辨率大規(guī)模低成本制造的技術(shù),還沒有出現(xiàn)。目前的巨量轉(zhuǎn)移主要支持液晶背光源或者極高售價的商用LED大屏產(chǎn)品應(yīng)用。
在工藝技術(shù)上,另一個比較成熟的是“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,蒸鍍工藝天然的對大尺寸玻璃基板不夠友好,同時昂貴的OLED材料浪費嚴重。這是導致大尺寸OLED顯示發(fā)展緩慢的核心因素。我國的TCL和日系OLED廠商,相對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),必然會涉及到眾多專用設(shè)備:蒸鍍機、噴墨印刷機、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)勢明顯。歐美企業(yè)因為其整體顯示產(chǎn)業(yè)鏈的缺失,相關(guān)設(shè)備研發(fā)進度擁有一定產(chǎn)業(yè)實踐上的困難。我國的國內(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,可以看到無論是材料還是工藝上,一個堪稱完美的次世代顯示方案現(xiàn)在還是難以組合出來。尤其是隨著研發(fā)創(chuàng)新的深入,哪些難點會被迅速突破、哪些難點可能成為一個技術(shù)的生死劫,未為可知。這是三星多個技術(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)可能不會急于推出下一代面板產(chǎn)品,而是將長期以技術(shù)研發(fā)儲備為核心。液晶電視的主流地位再戰(zhàn)10年毫無壓力。