2024年5月底，欧盟加强了对电子设备中有毒金属镉的使用限制，更新了自2017年起实施的一项规定。但业内人士表示，欧盟的新法规不会对显示器业务产生太大影响，因为大多数制造商已经在全球范围内生产符合新限制要求的产品。

十多年前，镉首次被用于显示器，用于生产量子点 (QD)，这是一种半导体晶体，在受到光或电作用时，会根据其大小产生不同的颜色。量子点也可以由磷化铟等其他材料制成，它被广泛用于在 LCD 显示器中进行颜色转换，方法是将 LED 背光中的白光或蓝光“降频”为红光或绿光。结果是生动的色彩再现，包括具有宽色域的高动态范围 (HDR)。

镉也是欧盟委员会（欧盟执行机构）通过其《限制使用有害物质指令》（RoHS）所监管的元素和化合物之一，该指令于 2006 年开始实施，旨在限制消费电子产品中有害化学物质的使用。RoHS 规则（特别是 2011/65/EU 指令）管理铅和汞等物质的使用，通常以百万分率 (ppm) 为基础设定限制。例如，“同质部件”中铅和汞的限量为 1,000 ppm，而镉的限量为 100 ppm。

如果能提供强有力的论据证明使用受限材料优于替代品，例如显著的性能、效率或相关的环境效益（例如，更少的电力消耗），则有可能获得 RoHS 规则豁免。此类豁免请求通常由外部机构评估，然后向欧盟委员会提出建议。

镉在照明和显示领域曾根据一项豁免（豁免 39）使用，该豁免由欧盟委员会在德国奥科研究所经过长期评估和推荐后于 2011 年授予。当时，基于硒化镉的量子点在效率和可靠性方面远超任何替代品，并被 3M 等公司开发用于封装薄膜。欧盟委员会授予的豁免允许“每平方毫米发光面积 含有10 微克镉”，即每平方米 10 克，大约相当于 65 英寸电视的尺寸。

Palomaki Consulting 的老板兼首席科学家 Peter Palomaki 表示，虽然单位不同，但实际镉含量远高于 RoHS 规定的 100 ppm 标准限值。2017 年，豁免条款随后修改为豁免条款 39(a)，允许每平方毫米发光面积的镉含量仅为 0.2 微克（相当于每平方米 0.2 克）。Palomaki 承认，欧盟规则中不同的计量单位可能会造成混淆。

“每平方米面积 0.2 克表示整个屏幕面积可以使用多少，这与 ppm 测量值（质量除以质量）完全不同，”Palomaki 解释道。“ppm 测量指的是一个部件，一个均质部件，一些在物理上不能分解成小部件的东西。”

虽然 Exemption 39(a)下的 0.2 克阈值原本定于 2019 年 10 月到期，但由于欧盟考虑了来自照明和显示制造商的多项延期请求，该阈值已延期至 2024 年。在 2022 年底 Oeko 研究所提交了关于镉使用的深入评估和建议后，欧盟在 2023 年征求了公众意见，并于 3 月进行了投票。

更新后的规则《豁免 39(b)》直到 5 月 21 日才正式发布。制造商现在有 18 个月的宽限期，直到 2025 年 11 月 21 日，以完全遵守新规则。

“过去七年来，他们必须遵守 0.2克 这个数字，”Palomaki 说。“100 ppm已经无效，0.2 克才是现在的规定。18 个月后，0.2克将会消失，并恢复到 100 ppm，这是适用于所有产品的广泛标准。100 ppm 适用于您的烤箱、微波炉和冰箱。所有消费电子产品都有 100 ppm 的欧盟 RoHS 要求。因此，电视和显示器将恢复到镉的标准 100 ppm 限制。”

虽然从技术角度来说，满足 RoHS 规定只是在欧盟国家销售电视机的必要条件，但欧盟是一个庞大的市场，Palomaki 和 Yurek 都希望制造商能够确保其电视机符合新规定。Yurek 表示，一般来说，原始设备制造商 (OEM) 不愿意为不同国家生产不同的型号。这也包括大量生产 LCD 电视机的中国制造商。

“他们希望拥有可以运往世界各地的 SKU，而这是最难满足的规定，”Yurek 说道。

鉴于电视机的典型制造周期，新款电视机于一月份发布，春末上架，并在假日季节批量销售，所有电视机制造商需确保其 2025 年生产的电视机符合新规定。

“现在，大多数都已经这样做了，”Yurek说道。

镉豁免条款的修改意义重大，因为之前的豁免条款 39(a)（引用欧盟指令）“没有区分镉基量子点嵌入的不同应用方式”。而新的豁免条款则有区分。

根据该指令附带的一份欧盟解释性备忘录，量子点的三种主要应用是：“边缘技术”，其中量子点被整合到靠近 LED 芯片的远程组件中；“表面技术”，其中量子点被封装在覆盖整个显示区域的薄膜中；以及“片上技术”，其中量子点直接放置在 LED 表面并封装在其 LED 封装内。

根据豁免条款 39(b)，现在只有第三种应用“片上技术”不受镉限制，并且只能用于显示器，该豁免允许“用于显示和投影应用的直接沉积在 LED 半导体芯片上的用于下转换的半导体纳米晶体量子点中的镉”。限制为每平方毫米 LED 芯片表面高达 5 微克的镉，并且每个设备（即显示器）的最大含量为 1 毫克。该豁免将于 2027 年 12 月 31 日对所有类别到期。

欧盟委员会在解释其决定时表示，“边缘技术”，例如索尼早期的“Triluminos”侧光式液晶电视，其量子点封装在玻璃管中，已经过时。与此同时，“表面技术”应用的无镉量子点替代品现已随处可见，而“表面技术”应用历来使用镉最多。欧盟表示，固态照明应用也有无镉“片上技术”替代品，这就是为什么照明未被纳入更新的豁免范围。但相比之下，显示器无镉“片上技术”的开发落后，可能还需要四到五年时间。

“对于某些新技术，如微型显示器，目前市场上尚无成熟的无镉替代品，或与镉 QD “片上技术”一样可靠的配置替代方案，”欧盟委员会表示。

尽管豁免条款 39(b)的变化似乎会对目前使用 QDs 的 LCD 和 QD-OLED 设备产生重大影响，但实际情况是，自 2013 年首批配备 QDs 的电视推出以来，QDs 中使用镉的量已大幅减少。首先，全球一些领先的电视品牌在其 QDEF 设备中从未使用过镉，而是依赖使用磷化铟制成的 QDs。这包括市场份额领先的三星，以及其顶级竞争对手 LG 和索尼。

QDEF 产品的另一种类型是含有一定量镉但符合 RoHS 标准的产品，因为镉含量低于 100 ppm 的限制。这些产品可能含有 90 ppm 的镉，甚至高达 99 ppm。根据欧盟规定，制造商有义务在设备背面贴上“无镉”图标，即“Cd”上的十字标记（如下图所示），就像使用磷化铟 QD 的设备一样。

Yurek 和 Palomaki 都表示，对于仍处于制造初期阶段的Micro-LED 开发，后续的“片上技术”镉豁免将如何发展，尚不明确。

Palomaki 说："这很困难，因为目前还没有被广泛接受的、通用的微 LED 上量子点的实施策略。" "有各种各样的想法。你可以在每个单独的微 LED 上直接喷墨打印。你可以创建一个带有储液器的微 LED，并将量子点沉积到这个储液器中，这个储液器是有点被封闭的。这个储液器可能有倾斜的壁或直的壁，所有这些都将改变最终需要多少量子点才能实现颜色转换。但芯片尺寸保持不变。所以，实现颜色转换的方式理论上可能从一个公司到下一个公司有很大的变化。"

无论如何，Palomaki 预计 Micro-LED 制造商将确保他们满足每平方毫米 LED 芯片表面最高 5 微克的限制（豁免条款 39(b)），或者最好是最严格的 100 ppm 的限制，“这样他们就再也不用担心这个问题了。”