已經(jīng)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�,QLED和MicroLED都不甘于寂寞,前者迎來了三星的大力追�,后者則有今年蘋果與索尼的加強合��
信息�——顯示才是最大的問題
一臺蘋果手�,它大部分的電池電量被用在哪�?或�,一個三星智能手表為何幾乎每天都要充�?這些最影響當代智能設備體驗�“待機”問題的元�,都是顯示設備�
以上這個問題也�2014年蘋果收購低功耗micro-LED顯示器開�(fā)商LuxVue的原因所�——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�。甚�,這一次收購還被人們與蘋果�(shù)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(jīng)驗的蘋果,掌握了后來蘋果手機核心處理器設計技�?,F(xiàn)�,蘋果領頭的micro-LED陣營,又迎來了索尼的關注�
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�,開�(fā)采用印刷技術制備的QLED面板。后�,目前在壽命指標上的�(yōu)勢非常明�。雖�,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�,他們只有QLED技�,沒有任何理由被懷疑“對QLED的支�,是出自‘平衡’對手的OLED”的考慮�
當然,作為下一代顯示技�,OLED的成績是最好的——至少全球手機市場,OLED已經(jīng)拿下三分之一型號;而且大尺寸電視應用方面也“突破連�”。產(chǎn)�(yè)化進程上的�(yōu)勢,或許是人們對OLED在對陣MICROLED/QLED的戰(zhàn)爭中能夠獲勝,抱有更大信��
但是,平板顯示有前車之鑒:直�2006年之前,等離子PDP在彩電應用的�(chǎn)�(yè)化方面,都一直領先液晶技�。不過,等離子并沒有運氣笑道最�,液晶成了最終贏�。而下一代平板顯示之�,會不會有新技術后來居上呢?如果�,那么是MICROLED還是QLED�?
OLED/MICROLED/QLED的相似之�
與液晶顯示技術相�,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��
液晶顯示之所以耗電量比較巨大,一個核心原因在于系�(tǒng)結構上的“光效�”低下。例�,液晶顯示呈�(xiàn)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�。所以,液晶顯示,對背光源亮度的利用效率理論上不會超�15%。即�85%的能量是被浪費的�
而對于OLED/MICROLED/QLED這個三個技�,由于可以采用三原色亞像素自�(fā)光的結構,其光效率理論上可以達到95%。即只要不斷改善�(fā)光材料的電光轉化�,這些技術的節(jié)能水平就可以遠超過液�——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�(chǎn)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�(qū)動TFT結構,即�(xiàn)在顯示行�(yè)常常言之的“低溫多晶�”�“金屬氧化�”�“高溫多晶�”TFT�(qū)動結構技�——從這個角度上,OLED/MICROLED/QLED與液晶技術都屬于“半導體顯�”行業(yè)。OLED/MICROLED/QLED的核心區(qū)別主要在�,在TFT結構之中封裝的發(fā)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�(fā)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�,QLED則可以很大程度上直接“拿來”應用。MICROLED�(fā)光物�(zhì)遷移更困�,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�,業(yè)�(nèi)才認為:下一代顯示技術路線之�,遠沒有當年液晶和等離子“你死我活”般的激�,畢竟OLED/MICROLED/QLED等顯示技�,通用設備與工藝的比例�7成左右�
OLED/MICROLED/QLED的不同之�
從最終顯示產(chǎn)品的結構上看,OLED/MICROLED/QLED都是TFT結構上排列電光轉化材�。這個結構上的一致�,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�(fā)光波長集中度比較�,即作為顯示�(chǎn)品色彩水平高;電光控制便捷,即顯示畫面的反應速度�;電流�(qū)動具有開閉狀�(tài)和發(fā)光功率的極高可調(diào)�,即顯示畫面的灰度效果好、最終對比度接近無窮�;材料自身的技術進步空間巨大,最終產(chǎn)品節(jié)能性將比較��——這四個優(yōu)勢幾乎完全和液晶顯示的劣勢對�,所�,無論那個技術贏得最終市場的勝利,液晶都是被替代的命��
但是,OLED/MICROLED/QLED三種技術也有不同之�。從缺點�,OLED作為有機材料、有機物�(zhì),有其固有缺�——即壽命和�(wěn)定性,難以媲美無機材料的QLED和MICROLED;QLED�(chǎn)�,雖然性能品質(zhì)出色,但�(chǎn)�(yè)化進程不佳,或者說�(guī)模制備的難度不小�
MICROLED�(chǎn)�,發(fā)光器件是固體化的微型LED燈珠(微米量級),雖然其制備與傳�(tǒng)LED燈珠差異較大,但是也可很好繼承傳�(tǒng)LED�(chǎn)�(yè)的巨大產(chǎn)能和技術積�,不存在�(guī)?;a(chǎn)的問題,但是MICROLED燈珠是一種正負電極性的微結�,不像OLED和QLED是一種單純材料,其產(chǎn)品在TFT基板上的遷移過程、移植工藝難度最�,工藝可靠性也最低�
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(chǎn)品電極性導致移植涂覆工藝復�、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(chǎn)品制�(OLED則是最利于柔性顯示的�(fā)光材�)�(尤其在大型化顯示�,如電視�,MicroLED以上的缺陷會進一步被放大�)
但是,MICROLED也有其獨特優(yōu)勢:1.�(fā)光效率上,目前MICROLED最�,且還在大幅提升空間;2.�(fā)光能量密度上,MICROLED最高,且還有提升空��——前�,有利于顯示設備的節(jié)�;后者則可以節(jié)約顯示設備有限的表面�,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�10%左右的涂覆面��
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�,這三者幾乎不具有“對手完全不具備的”�(yōu)�。例�,OLED的核心問�“壽命”不及后兩�,但是卻也足以滿足家用電視機10年以上的使用需�——至于QLED理論上三五十年的使用其,則不具有實踐上的意義�
所�,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�,而是工程實踐、規(guī)模制造下的成本�、可靠��
OLED/MICROLED/QLED的各自優(yōu)勢和�(fā)展階�
從工�(yè)實踐角度�,OLED/MICROLED/QLED三者的差距不小,但是卻沒有“生死之憂”�#p#分頁標題#e#
首先,OLED最為成熟,中小尺寸市場已經(jīng)大規(guī)模普�,大尺寸�(chǎn)品上LG也已�(jīng)突破量產(chǎn)瓶頸,達到規(guī)模供應的水平。尤其是2016年以來手機市場對OLED爆發(fā)式的需求增�,大大促進了整個產(chǎn)�(yè)鏈的�(fā)�,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�(guī)模化生產(chǎn)的示范線建設,將進一步加強OLED顯示整條�(chǎn)�(yè)鏈的成熟度�
其次,QLED顯示技�,還處于起跑階段。尤其是,用于下一代顯示面板的電致�(fā)光QLED材料,還沒有突破�(guī)模制造的難題。但�,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�”�
第三,MICROLED顯示技�,與QLED的處境還不一�。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�,工�(yè)上已�(jīng)有大量的LED�(chǎn)能和制造經(jīng)�?,F(xiàn)有LED燈珠�(chǎn)�1010�(guī)格產(chǎn)品已�(jīng)普及�0505�(guī)格產(chǎn)品量�(chǎn)突破成功——這距離MICROLED所采用的微米級別產(chǎn)品大�(guī)模量�(chǎn)已經(jīng)是只是兩三年時間的問�。甚至可以說,MICROLED材料端的歷史支撐比OLED都要�。但�,在成膜移植工藝�,MICROLED微米燈珠結構的要求最�——即,MICROLED從OLED涂覆技術進步中得到的�(jīng)驗,要比QLED低很��
當然,除了以上這些�(chǎn)�(yè)化的不同之外,OLED/MICROLED/QLED還有一個共同的�(yōu)勢:即都能從液晶顯示技術中繼承已經(jīng)高度成熟的電流驅(qū)動TFT技�(IGZO、LTPS、Oxide)——這一點上文已�(jīng)有交代�
綜上所�,OLED/MICROLED/QLED三者的�(chǎn)�(yè)化進程可以如此概括�1.OLED基本成熟,正在開�(fā)更好的技�;2.QLED幾乎完全處于實驗室階段,但是能從OLED�(fā)展中得到大部分工藝經(jīng)�;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�,但是上游方面能從傳�(tǒng)LED行業(yè)得到很多�(jīng)驗和�(chǎn)能支��
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(jīng)在進行的真金白銀的大舉投�,第二是人們對QLED和MICROLED美妙性能的憧憬。就�2017年蘋果手機即將進入OLED時代一�,先用上OLED,在看能不能換更好的,已�(jīng)成為行業(yè)共同選擇。這姑且可以說�“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�,OLED顯示的全部技�,至少有7成上�,可以被QLED和MICROLED公用或者吸�。也就是�,如果后兩者足夠好,整個產(chǎn)�(yè)掉頭并不太困難。這一點上,當初等離子和液晶的競爭,則�“連廠房規(guī)�”都不一�,幾乎很少有共同技術。所以筆者的結論�,OLED/MICROLED/QLED三者之間或許是“合作大于競爭”的關��
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