下一代平板顯示:OLED、MICRO LED、QLED誰將勝出

作者:touchpanel時間:2016-11-30 來源:中國oled網

[摘要]已經有確鑿的消息證明,2017年的下一代蘋果手機將采用OLED屏幕的背景下,似乎有關下一代平板顯示技術的爭論可以暫時告一段落。但是,作為競爭技術,QLED和MicroLED都不甘于寂寞,前者迎來了三星的大力追捧,后者則有今年蘋果與索尼的加強合作。

XXX群交    北京時間11月30日消息,中國觸摸屏網訊,   已經有確鑿的消息證明,2017年的下一代蘋果手機將采用OLED屏幕的背景下,似乎有關下一代平板顯示技術的爭論可以暫時告一段落。但是,作為競爭技術,QLED和MicroLED都不甘于寂寞,前者迎來了三星的大力追捧,后者則有今年蘋果與索尼的加強合作。

    本文來自:http://apegama.com/lcd/news/dynamic/2016/1130/44828.html

下一代平板顯示:OLED、MICRO LED、QLED誰將勝出

XXX群交    信息化——顯示才是最大的問題

    一臺蘋果手機,它大部分的電池電量被用在哪里?或者,一個三星智能手表為何幾乎每天都要充電?這些最影響當代智能設備體驗的“待機”問題的元兇,都是顯示設備。

    以上這個問題也是2014年蘋果收購低功耗micro-LED顯示器開發商LuxVue的原因所在——蘋果需要匹敵三星OLED,并在視覺和功耗性能上有重大突破的顯示技術。甚至,這一次收購還被人們與蘋果數年前對芯片廠商P.A.Semi的收購對比:正是那次收購,讓在設計微處理器方面毫無經驗的蘋果,掌握了后來蘋果手機核心處理器設計技術。現在,蘋果領頭的micro-LED陣營,又迎來了索尼的關注。

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    而在QLED顯示項目上,中國某大學的科研團隊,以及全球顯示霸主三星都“情有獨鐘”。三星甚至認為,大尺寸電視機,應該直接跳過OLED的階段,開發采用印刷技術制備的QLED面板。后者,目前在壽命指標上的優勢非常明顯。雖然,輿論認為三星在QLED上的強勢,更多的是為了平衡LG在大尺寸OLED上的領先,但是另一些專注QLED的團隊,他們只有QLED技術,沒有任何理由被懷疑“對QLED的支持,是出自‘平衡’對手的OLED”的考慮。

XXX群交    當然,作為下一代顯示技術,OLED的成績是最好的——至少全球手機市場,OLED已經拿下三分之一型號;而且大尺寸電視應用方面也“突破連連”。產業化進程上的優勢,或許是人們對OLED在對陣MICROLED/QLED的戰爭中能夠獲勝,抱有更大信心。

    但是,平板顯示有前車之鑒:直到2006年之前,等離子PDP在彩電應用的產業化方面,都一直領先液晶技術。不過,等離子并沒有運氣笑道最后,液晶成了最終贏家。而下一代平板顯示之爭,會不會有新技術后來居上呢?如果會,那么是MICROLED還是QLED呢?

    OLED/MICROLED/QLED的相似之處

    與液晶顯示技術相比,OLED/MICROLED/QLED可以說是很相似的東西。后者的共同性是不需要液晶的背光源。

XXX群交    液晶顯示之所以耗電量比較巨大,一個核心原因在于系統結構上的“光效率”低下。例如,液晶顯示呈現彩色效果,要使用彩色濾光膜:這一層薄膜直接導致整體光效率下降超過67%;同時液晶的光閥門作用又必須以偏振光為前提,這一點再次損失了50%以上的亮度。所以,液晶顯示,對背光源亮度的利用效率理論上不會超過15%。即,85%的能量是被浪費的。

    而對于OLED/MICROLED/QLED這個三個技術,由于可以采用三原色亞像素自發光的結構,其光效率理論上可以達到95%。即只要不斷改善發光材料的電光轉化率,這些技術的節能水平就可以遠超過液晶——這一點對于移動設備、穿戴設備意義非比尋常。

    如果將視角從產品體驗上,轉移到制造過程上,OLED/MICROLED/QLED也非常具有相似點。

    首先,這三個技術離不開電流驅動TFT結構,即現在顯示行業常常言之的“低溫多晶硅”、“金屬氧化物”和“高溫多晶硅”TFT驅動結構技術——從這個角度上,OLED/MICROLED/QLED與液晶技術都屬于“半導體顯示”行業。OLED/MICROLED/QLED的核心區別主要在于,在TFT結構之中封裝的發光材料是OLED、QLED還是MicroLED。

    第二,在將OLED/MICROLED/QLED三種材料移植(涂覆)到TFT結構之上的過程中,所采用的基本技術形式主要有蒸渡工藝、印刷工藝兩大類。且印刷工藝是未來主要的研究方向。對于OLED/MICROLED/QLED三種發光材料而言,其移植工藝很可能具有巨大的通用性。即,如果噴墨印刷的OLED技術完全成熟,QLED則可以很大程度上直接“拿來”應用。MICROLED發光物質遷移更困難,但是也會從成熟的蒸渡與打印顯示工藝中獲得很多工程支持。

    正是因為在制造工藝上,OLED/MICROLED/QLED這些技術的相似性,業內才認為:下一代顯示技術路線之爭,遠沒有當年液晶和等離子“你死我活”般的激烈,畢竟OLED/MICROLED/QLED等顯示技術,通用設備與工藝的比例在7成左右。

XXX群交    OLED/MICROLED/QLED的不同之處

XXX群交    從最終顯示產品的結構上看,OLED/MICROLED/QLED都是TFT結構上排列電光轉化材料。這個結構上的一致性,決定了OLED/MICROLED/QLED三種顯示技術的不同之處,主要由這三種顯示技術所用到的電光轉化材料的差異決定。

    OLED/MICROLED/QLED作為下一代顯示技術核心材料,其主要特點為發光波長集中度比較高,即作為顯示產品色彩水平高;電光控制便捷,即顯示畫面的反應速度快;電流驅動具有開閉狀態和發光功率的極高可調性,即顯示畫面的灰度效果好、最終對比度接近無窮大;材料自身的技術進步空間巨大,最終產品節能性將比較高。——這四個優勢幾乎完全和液晶顯示的劣勢對應,所以,無論那個技術贏得最終市場的勝利,液晶都是被替代的命運。

    但是,OLED/MICROLED/QLED三種技術也有不同之處。從缺點看,OLED作為有機材料、有機物質,有其固有缺陷——即壽命和穩定性,難以媲美無機材料的QLED和MICROLED;QLED產品,雖然性能品質出色,但產業化進程不佳,或者說規模制備的難度不小。

    MICROLED產品,發光器件是固體化的微型LED燈珠(微米量級),雖然其制備與傳統LED燈珠差異較大,但是也可很好繼承傳統LED產業的巨大產能和技術積累,不存在規模化生產的問題,但是MICROLED燈珠是一種正負電極性的微結構,不像OLED和QLED是一種單純材料,其產品在TFT基板上的遷移過程、移植工藝難度最高,工藝可靠性也最低。

XXX群交    或者說,在理想工藝條件下,MicroLED具有微結構制備比QLED和OLED復雜、產品電極性導致移植涂覆工藝復雜、MicroLED的微結構和電極性特點使得成膜的缺陷控制難度更高、MicroLED自身是剛性結構,不利于全透明或者柔性產品制造(OLED則是最利于柔性顯示的發光材料)。(尤其在大型化顯示中,如電視機,MicroLED以上的缺陷會進一步被放大。)

    但是,MICROLED也有其獨特優勢:1.發光效率上,目前MICROLED最高,且還在大幅提升空間;2.發光能量密度上,MICROLED最高,且還有提升空間。——前者,有利于顯示設備的節能;后者則可以節約顯示設備有限的表面積,并部署更多的傳感器。目前的理論結果是,MICROLED和OLED比較,達到同等顯示器亮度,只需要后者10%左右的涂覆面積。

XXX群交    雖然,OLED/MICROLED/QLED的各自的特點如此鮮明,但是更大的一個問題是,從應用角度看,這三者幾乎不具有“對手完全不具備的”優勢。例如,OLED的核心問題“壽命”不及后兩者,但是卻也足以滿足家用電視機10年以上的使用需求——至于QLED理論上三五十年的使用其,則不具有實踐上的意義。

XXX群交    所以,OLED/MICROLED/QLED這些技術哪一個能夠最終成為贏家,更多的不是取決于技術性能的對比,而是工程實踐、規模制造下的成本性、可靠性。

XXX群交    OLED/MICROLED/QLED的各自優勢和發展階段

    從工業實踐角度看,OLED/MICROLED/QLED三者的差距不小,但是卻沒有“生死之憂”。

XXX群交    首先,OLED最為成熟,中小尺寸市場已經大規模普及,大尺寸產品上LG也已經突破量產瓶頸,達到規模供應的水平。尤其是2016年以來手機市場對OLED爆發式的需求增長,大大促進了整個產業鏈的發展,所以在材料制備和成膜工藝上,OLED處于一個非常領先的地位。2017年三星和LG還要開展OLED噴墨打印規模化生產的示范線建設,將進一步加強OLED顯示整條產業鏈的成熟度。

XXX群交    其次,QLED顯示技術,還處于起跑階段。尤其是,用于下一代顯示面板的電致發光QLED材料,還沒有突破規模制造的難題。但是,從另一個角度看,在噴墨打印成膜方面,QLED與OLED幾乎具有一樣的工藝過程,或者說OLED在前進的工藝方向,直接就是為QLED“做嫁衣”。

    第三,MICROLED顯示技術,與QLED的處境還不一樣。QLED主要瓶頸是材料制造。MICROLED在這部分反而有比較好的基礎:因為,工業上已經有大量的LED產能和制造經驗。現有LED燈珠產品1010規格產品已經普及,0505規格產品量產突破成功——這距離MICROLED所采用的微米級別產品大規模量產已經是只是兩三年時間的問題。甚至可以說,MICROLED材料端的歷史支撐比OLED都要好。但是,在成膜移植工藝上,MICROLED微米燈珠結構的要求最高——即,MICROLED從OLED涂覆技術進步中得到的經驗,要比QLED低很多。

    當然,除了以上這些產業化的不同之外,OLED/MICROLED/QLED還有一個共同的優勢:即都能從液晶顯示技術中繼承已經高度成熟的電流驅動TFT技術(IGZO、LTPS、Oxide)——這一點上文已經有交代。

    綜上所述,OLED/MICROLED/QLED三者的產業化進程可以如此概括:1.OLED基本成熟,正在開發更好的技術;2.QLED幾乎完全處于實驗室階段,但是能從OLED發展中得到大部分工藝經驗;3.MICROLED幾乎完全處于實驗室階段,成膜移植上有獨特的技術難點,但是上游方面能從傳統LED行業得到很多經驗和產能支撐。

XXX群交    所以,未來平板顯示技術幾乎分成了兩大陣營:第一是OLED已經在進行的真金白銀的大舉投資,第二是人們對QLED和MICROLED美妙性能的憧憬。就如2017年蘋果手機即將進入OLED時代一樣,先用上OLED,在看能不能換更好的,已經成為行業共同選擇。這姑且可以說是“OLED”第一階段完勝。

    關于下一代平板顯示技術路線,剩下的問題則是,OLED顯示的全部技術,至少有7成上下,可以被QLED和MICROLED公用或者吸收。也就是說,如果后兩者足夠好,整個產業掉頭并不太困難。這一點上,當初等離子和液晶的競爭,則是“連廠房規劃”都不一樣,幾乎很少有共同技術。所以筆者的結論是,OLED/MICROLED/QLED三者之間或許是“合作大于競爭”的關系。

 

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