【方正家电 吴东炬】QLED vs OLED?彩电显示技术走向哪里？

近日韩媒报道三星将跳过OLED全面布局QLED量子点电视，我们通过对QLED技术原理、产业发展深入分析，认为量子点在色彩表现、功耗、成本方面具有诸多优势，随着三星、TCL等龙头企业加速布局，未来产业发展或将大大提速。...



近日韩媒报道，三星将跳过OLED电视全面布局QLED量子点电视，主要原因是OLED存在有机物老化、寿命较短、制造成本高昂等缺陷；据悉三星已将QLED作为战略重点，在下个月将正式确立下一代电视路线图。

那么什么是QLED量子点电视？其与传统LCD以及当前火热的OLED相比又有哪些差别？根据我们对QLED技术原理、产业发展深入分析，认为量子点在色彩表现、功耗、成本方面具有诸多优势；15年以来国内外主流整机厂商均已推出量子点电视，且三星、TCL等企业已在关键的上游量子点制造领域垂直化布局，未来QLED电视产业发展有望大大提速。

1、QLED技术概况：由背光改良向自发光进化

QLED（量子点发光二极管）的基础是量子点（Quantum Dots）材料，量子点是一种粒径不足10纳米的半导体晶体，通常由锌、镉、硒和硫原子组合而成，当暴露在可见光（光致发光，PL）或电流（电致发光，EL）之下时，会发出明亮的有光谱纯色的可见光，而光线颜色由量子点组成材料和大小形状决定；1983年美国贝尔实验室首次对其进行了研究，数年后耶鲁大学马克·里德将其命名为“量子点”，2005年QDVision公司与LGD、Solvay联合研发QLED显示屏，开启了量子点技术商业化之路。





而目前QLED电视主要用量子点薄膜/管取代传统电视中LED背光源中的荧光粉，通过蓝色LED光源照射量子点来激发红光及绿光（RGB三原色），进而合成显示所需要的白色背光源，因此其实质只是通过光致发光对LCD背光技术的改良，本质上仍是液晶技术的进化。



但从理论上讲，量子点也可通过电致发光实现自发光，因此一旦量子点材料合成达到LED光电性能要求，其完全可以像OLED一样抛开背光源，打造轻薄简单的自发光结构，也即真正的QLED。



2、QLED技术优势：色彩表现好，功耗成本低

那么QLED技术到底有哪些优势？尽管目前仅是应用于对传统LED背光的改良，但其技术优势依然展露无遗，主要体现在色彩、功耗、成本三大方面，首先色彩方面带来了色域、亮度、纯度、色彩控制等方面的全面提升：

色域方面，影响色域的因素有屏体、驱动、滤光片原色数目（夏普四色技术）等多个，但最根本的仍是白色背光源的亮度高低，而白色背光源亮度又取决于RGB三原色的纯度；传统LED背光源主要是通过改良荧光粉来提升色域，例如从最初的黄色荧光粉（NTSC色域值72%）→红绿（RG）荧光粉（第一代高色域电视，NTSC值82%）→新RG荧光粉（第二代高色域电视，NTSC值96%）；OLED凭借自发光的天然优势，理论上NTSC值可达100%，但受当前技术所限，实测仅有89%左右；但是QLED技术由于可通过纯蓝LED光源+量子点激发纯红、纯绿光，因此可大大提升白光亮度，色域值轻松超越OLED和传统LED，例如TCL首款量子点电视H9700色域值达110%，给消费者的感受就是色彩更加鲜艳。


亮度纯度方面，如前所述，QLED依靠纯蓝光源和量子点激发出纯红、纯绿光，因此三原色光谱清晰明了、能量集中且彼此无重叠，故色彩亮度更高且更加纯净，提升了色域之外，也带来了更好的画质和更真实的色彩还原，据统计QLED画面亮度、色彩纯度均为现有白光LED背光系统的2倍左右，提升效果十分明显。


色彩控制方面，传统的高色域电视由于采用荧光粉，所发出的光除了显像所需的RGB三色之外，还有其它杂色光，因此严重影响了色彩还原纯净度与精确度，尽管色域有所提升，但如果色彩控制不准仍会出现画面失真；而OLED制造时由于需要易热胀冷缩的阴罩，也容易影响显示精度；但量子点所激发的光谱则是唯一的、纯净的，因此可通过调节量子点粒径尺寸精确控制发光颜色，实现精准色彩还原，可以说实现了色彩控制从传统的微米级到纳米级的量级突破，在近年HDR（高动态范围图像）技术兴起背景下，QLED凭借色彩控制优势将更容易与HDR结合。


其次功耗方面，与LED、OLED相比，QLED无需通过滤光片转化，从一开始即可获得纯正的单色光，且电子转化光子的效率也要更高，因此蓝色LED光源可以在极低的驱动电压下工作；在同等画质下，其能耗仅为现有白光LED背光技术的1/5-1/10，与OLED相比发光效率也能提升30%-45%（蓝光转化率接近100%），节能50%左右。


最后成本方面，与传统LED相比，尽管QLED绝对成本有所提高，但考虑到色彩表现力的巨大提升以及仅需在背光系统小幅调整，因此从迭代成本上看并不高；而与OLED相比，QLED的成本优势将更加突出，目前OLED量产主要采用真空蒸镀工艺，设备昂贵、材料消耗大且良率难以提高，在印刷显示技术远未成熟背景下，OLED成本尤其是大尺寸产品成本居高不下；而量子点可以采用悬浊液打印涂覆，制程工艺相对简单低廉，因此QLED成本仅有OLED的50%-60%。



更重要的是，在大尺寸OLED仍被LGD独家垄断背景下，QLED正被越来越多的厂商掌握、认可、推广，行业的集体发力有望大大加快规模化进程，带动成本进一步下降。

此外在寿命方面，OLED采用有机材料，容易出现老化现象，量子点则采用无机物，具备更好的耐用性和光稳定性，因此目前QLED电视寿命可比OLED高2万小时左右，不过距LED高达11万小时的寿命仍有较大差距。



不过由于量子点技术刚刚兴起数年，其目前仍存一些缺陷，例如由于产业/技术尚不成熟导致上游量子点原料供应短缺问题，含镉量子点的镉挥发健康隐患问题以及规模经济、寿命性能等方面尚需改进；但考虑到QLED技术在色彩表现力、功耗控制、比较成本方面的较大优势，同时与OLED相比也有着更长的使用寿命，其产业前景依然广阔。



‍

3、QLED产业发展现状及展望

如上所述，由于QLED技术刚刚兴起，目前整个产业规模依然较小，不过由于目前主要用于改良LED背光技术，因此QLED在整机领域中的技术壁垒并不高，目前国内外主流厂商均已推出了搭载量子点的电视新品，包括OLED阵营的LG、创维；其中三星、TCL是目前宣传、推广量子点技术最为积极的两大厂商，并专门推出了量子点高端系列SUHD和QUHD，且从价格来看，其售价并未像4K等技术刚出现时一样要远高于传统电视售价，考虑到其技术优势，在高端电视中其价格完全能被市场接受。





与整机制造相比，目前量子点技术最关键的瓶颈在于上游量子点生产供应方面，目前生产技术几乎全由美国QD Vision、英国Nanoco、德国Nanosys三家垄断，其中QD Vision主要是销售管状产品，Nanoco则是薄膜技术代表，并与陶氏、LGD、三星一起主推无镉环保技术，Nanosys则手握大量专利，并与3M、三星结盟，近年三星主打的SUHD电视就是采用Nanosys的技术。



不过随着产业端纷纷加码，目前涉足量子点上游的龙头企业也越来越多，其中作为推广量子点技术最为积极的两大彩电厂商，三星、TCL不仅推出了旗下多款量子点电视，在上游方面，三星通过引入Nanosys技术，旗下韩松化学已经开始量产量子点原料；TCL通过与QD Vision合作，也已实现了量子点原料的国产化，传统龙头在垂直领域的整合或使量子点规模化面临的产能瓶颈问题得到加速解决。



根据DisplaySearch此前预计，2015年全球量子点电视渗透率不足1%，2020年预计可升至9%；而MarketsandMarkets则预计，2022年量子点显示整体市场规模将达74.80亿美元，较2015年复合增速达51.3%；如今随着三星率先全力布局，未来或有更多厂商陆续跟进，市场成长速度有望进一步加快。



研究源于数据，研究创造价值

方正家电研究团队

吴东炬 13918450995 wudongju@foundersc.com

杨宝龙 18521503016 yangbaolong@foundersc.com

袁彬杰 15988860306 yuanbinjie@foundersc.com

    关注 方正家电