量子點電致發(fā)光處于研究階段 未來五年市場升溫 - 全文

　　近兩年，顯示技術快速升級，并涌現(xiàn)出4K/8K技術、量子點技術、印刷顯示技術以及OLED技術等一系列新名詞。然而，在產業(yè)和技術加快轉型升級的同時，也出現(xiàn)了概念不清、技術路線不明等問題，影響行業(yè)發(fā)展。量子點電致發(fā)光還處于實驗研究階段，下面四位來自企業(yè)和研究所專家解讀了這項技術的最新發(fā)展。他們分別是北京交通大學教授徐征，中國光學光電子行業(yè)協(xié)會液晶分會副秘書長胡春明，京東方集團副總裁技術戰(zhàn)略與全球合作中心負責人徐曉光，IHS Markit資深分析師Richard Son，TCL多媒體中國區(qū)銷售公司市場總監(jiān)陳冰峰。

　　徐征：量子點的發(fā)光峰窄、發(fā)光顏色可調、發(fā)光效率高，比較適合在顯示器件中使用。量子點在顯示技術領域的應用主要包括兩個方面：基于量子點光致發(fā)光特性的量子點背光源技術（Quantum Dots-Backlight Unit， QD-BLU）；基于量子點電致發(fā)光特性的量子點發(fā)光二極管顯示技術（Quantum Dots Light Emitting Diode Displays， QLED）。

　　利用量子點材料的光致發(fā)光特性制造的背光源可將現(xiàn)有白光LED作為背光源，顯示器件色域覆蓋率從72%提高到110%，大幅度提升顯示器件的色彩表現(xiàn)力。量子點材料非常昂貴，雖然量子點材料的光致發(fā)光應用已經商業(yè)化，但只是定位于高端市場。對于大面積應用還需看量子點材料的降價幅度和速度。量子點電致發(fā)光的應用還處于實驗研究階段，從實驗階段到生產階段還需要較長時間，要解決制備工藝、發(fā)光亮度、壽命、效率等多方面問題。因此量產時間很難確定。

　　胡春明：目前市場上的應用都是量子點光致發(fā)光技術，其實質是將量子點材料加入液晶面板的背光源或彩膜中，豐富顯示器的色彩，顯示單元仍然是液晶器件。量子點發(fā)光二極管技術（QLED）才可以稱為真正意義上的“量子點顯示技術”，但仍處于實驗研究階段。

　　量子點材料大幅提升了LCD顯示器件的色域，使得LCD電視在與OLED電視的競爭中取得了相對競爭優(yōu)勢。但量子點技術無論是光致發(fā)光還是電致發(fā)光，都有待于繼續(xù)完善和研究，如何提升其產能、降低成本、無鎘化、解決發(fā)熱淬滅、延長壽命等多方面均需有所突破。相信在各國科研人員的努力下，QLED商業(yè)化的腳步會離我們越來越近。

　　徐曉光：現(xiàn)在市面上提到的量子點顯示，譬如三星和TCL推出的量子點電視產品，從技術架構上講，都是采用混入量子點材料的背光替代傳統(tǒng)的白光背光。從本質上講，所謂的量子點顯示仍然是LCD（液晶）顯示，只是在光學組材中用到了量子點材料。近年來有關量子點電致發(fā)光的研究非常活躍，是顯示行業(yè)比較關注的研究課題。

　　作為電致器件，量子點發(fā)光顯示將會是未來很有競爭力的顯示技術之一。但其現(xiàn)在同樣面臨很多問題，一是目前光電效率較高的量子點材料往往含有金屬Cd（鎘），這是一類對環(huán)境有毒的重金屬，如何找到特性友好且無毒的替代材料是在量子點材料領域的重要課題。

　　Richard Son：事實上，關于QLED 有許多不同的說法，真正的QLED目前仍在研究。QLED真正的理念是改變發(fā)射至 QD（量子點）的OLED發(fā)射層。因此，其設備結構或研究和發(fā)展過程很大程度上與OLED（有機發(fā)光二極體）初步發(fā)展類似。QLED設備的驅動原理亦與OLED類似。簡單地說，真正的QLED應該被叫做“QD OLED”，它是自發(fā)射顯示器，然而，當前QD LCD電視中的 QD材料為光致發(fā)光（需要外部光源）。

　　另一種是應用 QD彩色濾光片（也就是彩膜）技術。這是一種先進的QD電視。當前的QD電視需要在背光系統(tǒng)中額外增加涂有QD材料的薄膜。但是，應用QD的彩膜意味著QD材料位于彩膜上，所以是在面板內部，而非外部。這也是導致電視制造模式轉換的原因。QD電視主要由電視品牌推動，因為迄今為止涂有QD材料的薄膜由電視品牌處理，而非面板制造商。然而應用QD的濾色器意味著這項工作將由面板制造商完成，與電視制造商無關。

　　因此，面板制造商推動并主導應用 QD的彩膜技術。從面板制造商的角度來看，特別是大的面板制造商，最好的武器是擴大與其他效仿者的技術差距。事實上，應用QD的彩膜技術被認為是TFT-LCD陣營獲得真正QD OLED的橋梁。

　　QLED與OLED生產工藝相似度高

　　徐征：量子點電致發(fā)光二極管（QLED）的工作原理與有機電致發(fā)光器件是相同的復合發(fā)光機理。QLED電致發(fā)光器件的基本結構和OLED器件也基本一樣?，F(xiàn)在有機電致發(fā)光器件中的發(fā)光材料也有磷光材料、熒光材料及延遲熒光材料，也就是用量子點材料替代有機發(fā)光器件中的上述3類有機發(fā)光材料。量子點材料與熒光材料和磷光材料一樣是電致發(fā)光材料的篩選內容之一，都是為高效的、高亮度的電致發(fā)光器件提供途徑。

　　徐曉光：實際上量子點電致發(fā)光器件結構與OLED器件結構十分相似，生產工藝上相似度也極高。因此，從產業(yè)的角度來說不存在量子點對OLED的挑戰(zhàn)，因為設備工藝幾乎完全相同，無需大量的額外投資。從技術上講，量子點器件較之OLED器件理論上擁有更好的顏色表現(xiàn)、更久的工作壽命等優(yōu)勢。但就目前的研究水平看，量子點器件尚不能達到OLED器件的特性表現(xiàn)。一方面，需要量子點材料本身的性能提升；另一方面，器件結構層次也需要進一步的優(yōu)化改善。伴隨工業(yè)界與學術界的深入合作，相信未來量子點發(fā)光技術的進展會十分迅速。

　　Richard Son：AMOLED（有機發(fā)光二極體）顯示器正在崛起，被認為是可以取代TFT-LCD的最完美顯示器。因而，TFT-LCD行業(yè)正在尋求一種解決方案，以改善其色域表現(xiàn)，與AMOLED競爭。與AMOLED相比，QD（量子點）不僅擁有更好的色域表現(xiàn)，而且更具成本競爭力，這是目前QD（量子點）在顯示器行業(yè)越來越受歡迎的原因。預計2021年QD顯示器市場將由 2016年的730萬臺增加至3100萬臺。

　　陳冰峰：量子點確實會對OLED形成強力挑戰(zhàn)，三星也發(fā)表了類似的觀點，他們甚至認為OLED沒有未來，在下一代顯示技術之爭中一定會被量子點打敗。首先，受制于有機材料的問題，OLED存在良品率較低、成本太高、使用壽命較短等缺陷，而量子點是無機材料，不存在不穩(wěn)定和壽命短的問題；其次，OLED的顯示工藝還存在開口率的問題，導致分辨率做不高，4K已經是OLED技術的天花板了，無法應對下一代8K及更高分辨率的要求；最后，我們看到OLED看似有不少品牌在推廣，但實際上OLED TV面板全球就只有LGD一家供應，且良品率低、產能小，目前來看市場還無法形成規(guī)模。

　　未來5年量子點顯示技術將持續(xù)升溫

　　徐征：在國際面板制造企業(yè)的積極推動下，未來5年量子點顯示技術將持續(xù)升溫。根據行業(yè)內部的數據顯示，2015年量子點QLED顯示技術在智能手機液晶面板中的滲透率將達3%，到2020年迅速增至26%；平板電腦滲透率將從2015年的2%增至2020年的15%；液晶電視面板方面，2015年市場滲透率大約只有1%，到2020年或增至9%。

　　在2014年，三星宣布暫緩OLED電視計劃，將重心轉向量子點作為背光的TFT-LCD電視并推出了SUHD系列產品。國內方面，許多企業(yè)也意識到了量子點背光技術帶來的巨大機遇，華星光電、京東方等面板廠商都相繼采用這一技術，TCL、海信等公司已經推出了采用量子點背光技術的液晶電視。

　　胡春明：以TCL、長虹、康佳等顯示產業(yè)鏈下游的國內電視廠商在量子點技術上進行積極布局，從產品應用效果上看，與三星量子點電視相比基本處于相同水平。但是從產業(yè)鏈上游看，量子點材料供應上被歐美少數幾家壟斷。

　　徐曉光：京東方一直關注新一代顯示技術及顛覆性的顯示技術，介于量子點顯示優(yōu)異的顏色表現(xiàn)和廣泛的用途，京東方在此課題上也投入了資源。一方面，京東方積極開發(fā)搭載量子點背光元件的LCD顯示產品；另一方面，在前瞻的主動發(fā)光量子點顯示器件方面，京東方積極在提高器件效率、優(yōu)化工藝條件等方面進行布局，并承擔國家在此方向的重大課題研究，帶領產業(yè)鏈內的科研機構一同攻關。

　　Richard Son：三星VD（電視部門）明確表示電視的未來發(fā)展是“QLED”。因此，三星公司將QD（量子點）OLED視作電視顯示器技術的未來，而非當前的 AMOLED 技術。換句話說，這就意味著三星公司不會涉足AMOLED電視。因此，QD至關重要，它是三星公司電視業(yè)務成功的關鍵。三星公司推出SUHD TV 時，為QD創(chuàng)建了包括背光系統(tǒng)在內的從材料到薄膜的自有供應鏈。但是，獲得真正的QD OLED需要相當長的時間，作為獲得真正的QD OLED的橋梁，三星公司可能再次成為應用QD的彩膜技術的前沿公司。

　　中國的電視品牌力正日益強大，并試圖發(fā)力前沿QD技術。TCL 集團最近直接向韓國名為“Sangbo”的QD制造商投資，以增強其QD技術和供應鏈。TCL亦表示他們的目標是QD OLED打印技術。這些都是中國電視品牌積極涉足QD技術的實例。IHS Markit認為，QD時代將是中國電視制造商成為“前沿領袖”的開端，中國將不再是各項技術的“追隨者”。

　　陳冰峰：目前TCL已經在量子點材料合成、量子點印刷器件、印刷顯示工藝技術、G4.5印刷顯示平臺、G8.5印刷顯示平臺等五大部分得到優(yōu)先布局和均衡發(fā)展，搶占印刷顯示領域的技術尖端。希望在不久的將來，TCL在量子點電致發(fā)光的基礎上，把新一代印刷顯示工藝開發(fā)成熟。

　　從上游量子點供應材料來看，在QD Vision面臨困難的同時，也應當看到行業(yè)中的量子點生產廠商正在呈倍數地成長。單獨一家公司經營狀況的好壞，有其內部經營的各種綜合因素，我們評價一個行業(yè)的發(fā)展應該更多地著眼于整體市場規(guī)模的成長以及新進入者的數量。TCL一直在致力于量子點技術的發(fā)展，截至目前已經在全球范圍內收購或參與投資了4家量子點廠商，在資源上完全可以支持公司已制定的量子點發(fā)展戰(zhàn)略，同時也為未來QLED的發(fā)展做好了布局。