未来的显示技术的主流，从OLED到QD-OLED

2019年8月，三星显示（SDC）停产了位于韩国忠清南道牙山市的LCD 8代线。原因在于LCD面板这部分，三星和中国竞争起来已经颇感吃力。根据各方面消息，三星这次是要全面转向一个新的领域：QD-OLED事业。对于QLED和OLED耳熟能详的你，是否觉得这个词既熟悉又陌生？

确定目标

消失于历史中的8代线在2007年时曾是全球第二条较大的LCD生产线，曾夺得了50英寸段面板市场的先机。但在2010年以后，三星停止了对LCD线的资金注入，LCD的市场主导权转移到了中国手中。BOE（京东方）在2015年着手10.5代线的投资，到2018年成了LCD全球第一大厂商，结果三星自家生产LCD的成本比从中国采购还高。以55英寸面板的现金成本为例，中国产是100美元，韩国是110~120美元；65英寸中国产150美元，韩国则是180美元，完全没法比。

▲忠清南道牙山市的三星LCD工厂

当初为了对抗来自中国的竞争，三星和LG还量产了一种名为RGBW面板的低成本4K面板，专供中国市场。RGBW在RGB三种子像素里加入了白色（W）像素但仅作为亮度通道，在像素中减少了子像素数量，画面达不到4K的分辨率，但通过GMA、SPR等算法欺骗眼睛，看起来似乎依然还是那么清晰。但这种伪4K并非技术发展方向，只是为了降低成本。对于三星而言，这并不是挟技术以令市场、提升收益的最终良方。

▲右边的两个RGBW像素队列等效于左边的4个RGB像素队列。可以看出，RGBW的图像解析度明显会低于RGB。

电视机是一种既寻常，但又不普通的家电。说它寻常，因为多数人购买电视机只关注尺寸和价格，买回去也只看看综艺和神剧，至于这电视机用了什么系统、面板，他们并不关心。而对于另一些有画质需求的消费者而言，电视又并不普通，因为他们对于OLED、QLED的差异已经纠结了很久。

当年，为了和宿敌索尼、LG等竞争，三星故意搞出了“LEDTV”这个概念来忽悠消费者，以显得自己不一样。尽管后来因为虚假宣传被禁播广告，但LED电视这个概念作为营销术语传承至今。尤其厂商大力宣传OLED、QLED电视之后，甚至让人觉得LCD是落后的象征，已经告别历史舞台了。可惜现实很骨感，OLED虽然梦想着取代LCD，但是LCD至今依然雄踞绝大部分的市场。

▲三星曾经的LEDTV宣传广告

实际上，显示面板只有两种，不能自发光需要“第三方捧哏”的LCD和电致自发光自己就能唱台戏的OLED。其他的所有“D”，都是这两种材质的衍生产物，例如LCD和QLED本是一家，OLED和Micro-LED则原理相通。而三星现在的目标，是一个名字看起来熟悉又陌生的产物：QD-OLED。这是个什么东西呢？要搞清楚的话，还是先从“元老”LCD说起。

CRT终结者：LCD

LCD的基本原理是通过两块ITO导电玻璃对液晶分子施加电压，控制液晶分子的排列形成图像。LCD屏幕表面有一层不透明的薄片叫做偏光片，具有滤光的作用。它们两两配合，分别过滤掉X和Y方向上的光。然后人眼就能看到液晶分子组成的图像了。至于显示颜色，目前大部分LCD都是通过使用红、绿、蓝三色滤色片实现的。

LCD已经是非常成熟的技术，它亲手给CRT钉上了棺材盖。当LCD的背光源从傻大黑粗的CCFL荧光管进化到小巧玲珑的LED之后，被某些厂商玩了文字游戏，从“LCD”变成了“LED”，但它的本质永远是液晶。

由于不能自发光需要背光，就决定了LCD有些胎里带的缺陷至今无法完美解决。一是黑场问题，LCD无法显示纯黑，因为背光光源的干涉作用，使得LCD显示黑色总会有一些灰蒙蒙的。分区控光也只是一种曲线救国的技术，并不能完全屏蔽纯黑场景的背光。二是色域问题，随着工艺和材质的提升，滤色片对色彩的还原度已经基本准确。但提升色域需要依靠背光，由于LED的白光并不像太阳光那样由赤橙黄绿青蓝紫组成，而是蓝色LED混合黄色荧光粉实现的效果，色彩较为单一，色域也就成了痛点。

此外，LCD还有一些问题，例如不能做成曲面，可视角度差、蓝光危害等。不过，LCD有着寿命长、价格便宜两大优势，对手那边一个能打的都没有，因此依然是市场的绝对主流。

我要革命：OLED

总有眼睛挑剔的人看LCD不顺眼，也有可能是希望能技术垄断市场，于是有了OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）。利用有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的二极管。通电自发光这个特性非常重要，意味着三原色OLED发出的光能最原汁原味地呈现颜色。至于黑色，它不发光，即可表现出最纯正的黑。

▲纯黑是OLED最引以为傲的效果

所以OLED实际上就是一大堆有机发光二极管，作为有机分子，它可以做出各种曲面及柔性屏幕，由于不需要背光，身材也会比LCD好得多。但OLED一些物理特性的硬伤至今未有效解决。一是寿命问题，有机材料的寿命会衰减，OLED的工作特性决定了它并非所有像素都会一起工作，发光时间长的像素就很可能提前停止工作。当然对于手机屏幕这样的小规格面板而言，等不了有机物寿终正寝，用户早就换手机了。但到了电视机面板这样的大尺寸下，由于生产工艺更加复杂，带来的就是寿命的进一步缩短和不稳定。

关于OLED的第二个问题是烧屏。简单说来就是三原色LED因为有机材料不一样导致寿命不一样，其中蓝色LED最短命。蓝色衰退后颜色变淡，让屏幕显示出现颜色不均匀的现象，这块屏幕也就报废了。

OLED的第三个问题是调光方式。自然光源的亮度并非一成不变，而是明暗不同。LCD屏幕绝大部分都是DC调光，即通过调节电压来改变背光亮度，模拟光线强弱，称为DC调光，比较符合人眼的习惯。而OLED由于是自发光，就不能通过电压来控制亮度，否则会出现严重的色差，所以OLED通过高速开关让自己反复点亮和熄灭来欺骗人眼。

例如，想让OLED屏幕有50%的亮度，就让屏幕一半时间亮，一半时间熄灭，当这个交替速度达到一定的频率（例如60Hz），就能模拟出50%亮度的效果。这就是所谓的PWM调光，原因是PWM调光对人眼而言相当于闪屏，非常伤眼。

▲PWM调光的灯泡其实只有点亮和熄灭两种状态，但通过控制开关节奏，就能让人眼觉得亮度有变化。

索尼、三星、LG、松下曾是OLED的“四大天王”，使用了OLED屏幕的小型设备也大量出现在市场上。但是OLED当年是带着“取代LCD”的使命降世的，TV面板才是它的星辰大海。然而兼顾大尺寸、寿命和成本的OLED面板，其制造难度大到让实力雄厚的日韩厂商都开始怀疑人生。

▲QLED的色彩纯度远好过WOLED

为此，LG弄了一个替代方案就是WOLED，利用白色OLED加上RGB三原色的滤光膜，在视觉上形成各种色彩，寿命和亮度都有了提升，但LG自己都承认这并不是真正的OLED。至于三星，小尺寸上继续用已经非常成熟的AMOLED攻城略地，大尺寸上则放弃了OLED而转向了另一种背光源：QD量子点。

QD量子点能否成为未来背光的主流代表？QD量子点+OLED的结合又是否能“抢滩登陆”？对于这些问题，读者可以订阅《微型计算机》2月下刊，刊中将有更详细的解析，大家可在淘宝搜索店铺【远望书刊店】订阅《微型计算机》杂志；也可点击阅读原文，复制链接在浏览器中打开。

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