下一代平板顯示：OLED、MICRO LED,、QLED誰(shuí)將勝出
文章來(lái)源:恒光電器
發(fā)布時(shí)間:2016-12-02
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已經(jīng)有確鑿的消息證明,，2017年的下一代蘋(píng)果手機(jī)將采用OLED屏幕的背景下，似乎有關(guān)下一代平板顯示技術(shù)的爭(zhēng)論可以暫時(shí)告一段落,。但是,，作為競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)，QLED和MicroLED都不甘于寂寞,，前者迎來(lái)了三星的大力追捧,，后者則有今年蘋(píng)果與索尼的加強(qiáng)合作。
信息化——顯示才是最大的問(wèn)題
一臺(tái)蘋(píng)果手機(jī),，它大部分的電池電量被用在哪里,？或者，一個(gè)三星智能手表為何幾乎每天都要充電,？這些最影響當(dāng)代智能設(shè)備體驗(yàn)的“待機(jī)”問(wèn)題的元兇,，都是顯示設(shè)備。
以上這個(gè)問(wèn)題也是2014年蘋(píng)果收購(gòu)低功耗micro-LED顯示器開(kāi)發(fā)商LuxVue的原因所在——蘋(píng)果需要匹敵三星OLED,，并在視覺(jué)和功耗性能上有重大突破的顯示技術(shù),。甚至，這一次收購(gòu)還被人們與蘋(píng)果數(shù)年前對(duì)芯片廠商P.A.Semi的收購(gòu)對(duì)比：正是那次收購(gòu),，讓在設(shè)計(jì)微處理器方面毫無(wú)經(jīng)驗(yàn)的蘋(píng)果,，掌握了后來(lái)蘋(píng)果手機(jī)核心處理器設(shè)計(jì)技術(shù)。現(xiàn)在,，蘋(píng)果領(lǐng)頭的micro-LED陣營(yíng),，又迎來(lái)了索尼的加速發(fā)力。
而在QLED顯示項(xiàng)目上,，中國(guó)某大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì),，以及全球顯示霸主三星都“情有獨(dú)鐘”。三星甚至認(rèn)為,，大尺寸電視機(jī),，車(chē)間照明，應(yīng)該直接跳過(guò)OLED的階段,，恒光電器,，開(kāi)發(fā)采用印刷技術(shù)制備的QLED面板。后者,，CE認(rèn)證,，目前在壽命指標(biāo)上的優(yōu)勢(shì)非常明顯,。雖然，戶外照明,，輿論認(rèn)為三星在QLED上的強(qiáng)勢(shì),，更多的是為了平衡LG在大尺寸OLED上的領(lǐng)先，但是另一些專注QLED的團(tuán)隊(duì),，他們只有QLED技術(shù),，沒(méi)有任何理由被懷疑“對(duì)QLED的支持，是出自‘平衡’對(duì)手的OLED”的考慮,。
當(dāng)然,，作為下一代顯示技術(shù)，OLED的成績(jī)是最好的——至少全球手機(jī)市場(chǎng),，OLED已經(jīng)拿下三分之一型號(hào),；而且大尺寸電視應(yīng)用方面也“突破連連”。產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程上的優(yōu)勢(shì),，或許是人們對(duì)OLED在對(duì)陣MICROLED/QLED的戰(zhàn)爭(zhēng)中能夠獲勝,，抱有更大信心。
但是,，平板顯示有前車(chē)之鑒：直到2006年之前,，等離子PDP在彩電應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化方面，都一直領(lǐng)先液晶技術(shù),。不過(guò),，等離子并沒(méi)有運(yùn)氣笑道最后,，液晶成了最終贏家,。而下一代平板顯示之爭(zhēng)，會(huì)不會(huì)有新技術(shù)后來(lái)居上呢,？如果會(huì),，那么是MICROLED還是QLED呢？
OLED/MICROLED/QLED的相似之處
與液晶顯示技術(shù)相比,，OLED/MICROLED/QLED可以說(shuō)是很相似的東西,。后者的共同性是不需要液晶的背光源。
液晶顯示之所以耗電量比較巨大,，一個(gè)核心原因在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的“光效率”低下,。例如，液晶顯示呈現(xiàn)彩色效果,，要使用彩色濾光膜：這一層薄膜直接導(dǎo)致整體光效率下降超過(guò)67%,；同時(shí)液晶的光閥門(mén)作用又必須以偏振光為前提，這一點(diǎn)再次損失了50%以上的亮度,。所以,，液晶顯示,，對(duì)背光源亮度的利用效率理論上不會(huì)超過(guò)15%。即,，85%的能量是被浪費(fèi)的,。
而對(duì)于OLED/MICROLED/QLED這個(gè)三個(gè)技術(shù)，由于可以采用三原色亞像素自發(fā)光的結(jié)構(gòu),，其光效率理論上可以達(dá)到95%,。即只要不斷改善發(fā)光材料的電光轉(zhuǎn)化率，這些技術(shù)的節(jié)能水平就可以遠(yuǎn)超過(guò)液晶——這一點(diǎn)對(duì)于移動(dòng)設(shè)備,、穿戴設(shè)備意義非比尋常,。
如果將視角從產(chǎn)品體驗(yàn)上，轉(zhuǎn)移到制造過(guò)程上,，OLED/MICROLED/QLED也非常具有相似點(diǎn),。
首先，這三個(gè)技術(shù)離不開(kāi)電流驅(qū)動(dòng)TFT結(jié)構(gòu),，即現(xiàn)在顯示行業(yè)常常言之的“LTPS”,、“a-Si”和“IGZO”TFT驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)技術(shù)——從這個(gè)角度上，OLED/MICROLED/QLED與液晶技術(shù)都屬于“半導(dǎo)體顯示”行業(yè),。OLED/MICROLED/QLED的核心區(qū)別主要在于,，恒光電器,照亮您的生活，在TFT結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)之上的過(guò)程中,，所采用的基本技術(shù)形式主要有蒸渡工藝,、印刷工藝及轉(zhuǎn)移三大類(lèi)。且印刷工藝是未來(lái)主要的研究方向,。對(duì)于OLED/MICROLED/QLED三種發(fā)光材料而言,，OLED與QLED其移植工藝有一定的通用性。即,，如果噴墨印刷的OLED技術(shù)完全成熟,，QLED則可以很大程度上直接“拿來(lái)”應(yīng)用（當(dāng)然QLED也只能使用印刷技術(shù)）。MICROLED轉(zhuǎn)移更困難,，目前臺(tái)灣已成立專門(mén)的微轉(zhuǎn)移聯(lián)盟,，發(fā)力解決這一難點(diǎn)。
正是因?yàn)樵谥圃旃に嚿�,，OLED/MICROLED/QLED這些技術(shù)的相似性,，業(yè)內(nèi)才認(rèn)為：下一代顯示技術(shù)路線之爭(zhēng)，遠(yuǎn)沒(méi)有當(dāng)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(shù),，通用設(shè)備與工藝的比例在7成左右,。
OLED/MICROLED/QLED的不同之處
從最終顯示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)上看，OLED/MICROLED/QLED都是TFT結(jié)構(gòu)上排列電光轉(zhuǎn)化材料,。這個(gè)結(jié)構(gòu)上的一致性,，決定了OLED/MICROLED/QLED三種顯示技術(shù)的不同之處，主要由這三種顯示技術(shù)所用到的電光轉(zhuǎn)化材料的差異決定,。
OLED/MICROLED/QLED作為下一代顯示技術(shù)核心材料,，其主要特點(diǎn)為發(fā)光波長(zhǎng)集中度比較高，辦公照明,，即作為顯示產(chǎn)品色彩水平高,；電光控制便捷，即顯示畫(huà)面的反應(yīng)速度快,；電流驅(qū)動(dòng)具有開(kāi)閉狀態(tài)和發(fā)光功率的極高可調(diào)性,，即顯示畫(huà)面的灰度效果好、最終對(duì)比度接近無(wú)窮大,；材料自身的技術(shù)進(jìn)步空間巨大,， led亮化工程，最終產(chǎn)品節(jié)能性將比較高,�,！@四個(gè)優(yōu)勢(shì)幾乎完全和液晶顯示的劣勢(shì)對(duì)應(yīng)，所以,，無(wú)論那個(gè)技術(shù)贏得最終市場(chǎng)的勝利,，液晶都是被替代的命運(yùn)。
但是,，照明方案,，OLED/MICROLED/QLED三種技術(shù)也有不同之處。從缺點(diǎn)看,，LED燈管,，OLED作為有機(jī)材料,、有機(jī)物質(zhì),，有其固有缺陷——即壽命和穩(wěn)定性，難以媲美無(wú)機(jī)材料的QLED和MICROLED,；QLED產(chǎn)品,，雖然性能品質(zhì)出色，但產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不佳,，或者說(shuō)規(guī)模制備的難度不小,。
MICROLED產(chǎn)品，發(fā)光器件是固體化的微型LED燈珠（微米量級(jí)）,，雖然其制備與傳統(tǒng)LED燈珠差異較大,，但是也可很好繼承傳統(tǒng)LED產(chǎn)業(yè)的巨大產(chǎn)能和技術(shù)積累,，不存在規(guī)模化生產(chǎn)的問(wèn)題,，但是MICROLED燈珠是一種正負(fù)電極性的微結(jié)構(gòu),，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(guò)程,、移植工藝難度最高,，工藝可靠性也最低。
或者說(shuō),，在理想工藝條件下,，MicroLED具有微結(jié)構(gòu)制備比QLED和OLED復(fù)雜、產(chǎn)品電極性導(dǎo)致移植涂覆工藝復(fù)雜,、MicroLED的微結(jié)構(gòu)和電極性特點(diǎn)使得成膜的缺陷控制難度更高,、MicroLED自身是剛性結(jié)構(gòu)，雖然可以實(shí)現(xiàn)柔性,，但是難度和工藝比OLED復(fù)雜（OLED則是最利于柔性顯示的發(fā)光材料）,。（尤其在大型化顯示中，如電視機(jī),，MicroLED以上的缺陷會(huì)進(jìn)一步被放大,。）
但是，MICROLED也有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：1.發(fā)光效率上,，目前MICROLED最高,，且還在大幅提升空間；2.發(fā)光能量密度上,，MICROLED最高,，戶外照明，且還有提升空間,�,！罢撸欣陲@示設(shè)備的節(jié)能,；后者則可以節(jié)約顯示設(shè)備有限的表面積,，并部署更多的傳感器。目前的理論結(jié)果是,，MICROLED和OLED比較,，達(dá)到同等顯示器亮度，只需要后者10%左右的涂覆面積,。
雖然,，OLED/MICROLED/QLED的各自的特點(diǎn)如此鮮明，但是更大的一個(gè)問(wèn)題是，從應(yīng)用角度看,，這三者幾乎不具有“對(duì)手完全不具備的”優(yōu)勢(shì),。例如，OLED的核心問(wèn)題“壽命”不及后兩者,，但是卻也足以滿足當(dāng)下手機(jī)更替周期的使用需求——至于QLED理論上三五十年的使用其,，則不具有實(shí)踐上的意義。
所以,，OLED/MICROLED/QLED這些技術(shù)哪一個(gè)能夠最終成為贏家,，更多的不是取決于技術(shù)性能的對(duì)比，而是工程實(shí)踐,、規(guī)模制造下的成本性,、可靠性。
OLED/MICROLED/QLED的各自優(yōu)勢(shì)和發(fā)展階段
從工業(yè)實(shí)踐角度看,，OLED/MICROLED/QLED三者的差距不小,，但是卻沒(méi)有“生死之憂”。
首先,，OLED最為成熟,，中小尺寸市場(chǎng)已經(jīng)大規(guī)模普及，大尺寸產(chǎn)品上LG也已經(jīng)突破量產(chǎn)瓶頸,，達(dá)到規(guī)模供應(yīng)的水平,。尤其是2016年以來(lái)手機(jī)市場(chǎng)對(duì)OLED爆發(fā)式的需求增長(zhǎng)，大大促進(jìn)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,，所以在材料制備和成膜工藝上,，OLED處于一個(gè)非常領(lǐng)先的地位。2017年三星和LG還要開(kāi)展OLED噴墨打印規(guī)�,；a(chǎn)的示范線建設(shè),，將進(jìn)一步加強(qiáng)OLED顯示整條產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度。
其次,，QLED顯示技術(shù),，還處于起跑階段。尤其是,，用于下一代顯示面板的電致發(fā)光QLED材料,，LED照明工程，還沒(méi)有突破規(guī)模制造的難題,。但是,，從另一個(gè)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(guò)程，或者說(shuō)OLED在前進(jìn)的工藝方向，直接就是為QLED“做嫁衣”,。
第三,，MICROLED顯示技術(shù)，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(chǔ)：因?yàn)椋I(yè)上已經(jīng)有大量的LED產(chǎn)能和制造經(jīng)驗(yàn)�,，F(xiàn)有LED燈珠產(chǎn)品1010規(guī)格產(chǎn)品已經(jīng)普及,，0505規(guī)格產(chǎn)品量產(chǎn)突破成功——這距離MICROLED所采用的微米級(jí)別產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)已經(jīng)是只是兩三年時(shí)間的問(wèn)題。甚至可以說(shuō),，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(jié)構(gòu)的要求最高——即,，MICROLED從OLED涂覆技術(shù)進(jìn)步中得到的經(jīng)驗(yàn)，要比QLED低很多,。
當(dāng)然,，室外照明，除了以上這些產(chǎn)業(yè)化的不同之外,，OLED/MICROLED/QLED還有一個(gè)共同的優(yōu)勢(shì)：即都能從液晶顯示技術(shù)中繼承已經(jīng)高度成熟的電流驅(qū)動(dòng)TFT技術(shù)(IGZO,、LTPS、a-Si)——這一點(diǎn)上文已經(jīng)有交代,。
綜上所述,，OLED/MICROLED/QLED三者的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程可以如此概括：1.OLED基本成熟，正在開(kāi)發(fā)更好的技術(shù),；2.QLED幾乎完全處于實(shí)驗(yàn)室階段,，綠色照明，但是能從OLED發(fā)展中得到大部分工藝經(jīng)驗(yàn),；3.MICROLED幾乎完全處于實(shí)驗(yàn)室階段,，成膜移植上有獨(dú)特的技術(shù)難點(diǎn)，但是上游方面能從傳統(tǒng)LED行業(yè)得到很多經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)能支撐,。
所以,，未來(lái)平板顯示技術(shù)幾乎分成了兩大陣營(yíng)：第一是OLED已經(jīng)在進(jìn)行的真金白銀的大舉投資，第二是人們對(duì)QLED和MICROLED美妙性能的憧憬,。就如2017年蘋(píng)果手機(jī)即將進(jìn)入OLED時(shí)代一樣,，先用上OLED，在看能不能換更好的,，已經(jīng)成為行業(yè)共同選擇,。這姑且可以說(shuō)是“OLED”第一階段完勝,。
關(guān)于下一代平板顯示技術(shù)路線，LED射燈,，剩下的問(wèn)題則是,，OLED顯示的全部技術(shù)，至少有7成上下,， LED置換工程,，可以被QLED和MICROLED公用或者吸收。也就是說(shuō),，如果后兩者足夠好,，整個(gè)產(chǎn)業(yè)掉頭并不太困難。這一點(diǎn)上,，當(dāng)初等離子和液晶的競(jìng)爭(zhēng),，則是“連廠房規(guī)劃”都不一樣，幾乎很少有共同技術(shù),。所以筆者的結(jié)論是,，OLED/MICROLED/QLED三者之間或許是“合作大于競(jìng)爭(zhēng)”的關(guān)系。
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