OLED浪潮及其它激動(dòng)人心的發(fā)展趨勢
自從平板電腦在20世紀90年代初期采用LCD技術(shù)后,現代顯示行業(yè)開(kāi)始蓬勃發(fā)展。采用LCD技術(shù)的產(chǎn)品輕薄便攜,當時(shí)的CRT技術(shù)難以望其項背。在接下來(lái)的二十年里,LCD在筆記本電腦和其它小眾設備中一統天下,在電視機和顯示器中取代了CRT,并在智能手機等新型設備上得到了廣泛應用。而今,我們正處于又一次顯示技術(shù)更迭的初期,新興的OLED顯示技術(shù)正在消費終端領(lǐng)域逐步取代LCD的地位。其它一些值得深入研究的技術(shù)也紛紛涌現,包括迷你LED、微型LED和微型OLED。這幾個(gè)名稱(chēng)很相似,也很容易混淆,但無(wú)論從它們的優(yōu)勢和有待解決的問(wèn)題,還是應用范圍和所處發(fā)展階段來(lái)看,它們都是截然不同的幾種技術(shù)。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/202106/426570.htmOLED浪潮
OLED對比度高、色域廣、畫(huà)質(zhì)非常出色,并且柔性佳、可折疊。OLED已在智能手機行業(yè)中廣泛應用(今年的滲透率約為40%,并且處于快速增長(cháng)階段)。未來(lái)幾年,OLED在筆記本電腦、平板和顯示器等大尺寸設備中的應用也將會(huì )持續增長(cháng)。
這股“OLED浪潮”正在改變顯示產(chǎn)業(yè)。時(shí)至今日,所有新建的智能手機面板產(chǎn)線(xiàn)都是OLED的,很快將會(huì )有面板廠(chǎng)商投資上馬大尺寸的OLED產(chǎn)線(xiàn)。這對于應用材料公司等企業(yè)而言是發(fā)展的良機,因為從工廠(chǎng)設備投資角度而言,OLED生產(chǎn)線(xiàn)所需的投建資金規模遠遠高于LCD生產(chǎn)線(xiàn)。
我們認為,OLED將在未來(lái)十年獨領(lǐng)風(fēng)騷,拉動(dòng)整個(gè)顯示行業(yè)(見(jiàn)圖1)。
圖1 顯示行業(yè)的技術(shù)革新浪潮
迷你LED
迷你LED是LCD技術(shù)的升級版,是LCD面板廠(chǎng)商為縮小LCD和OLED性能差異而做的努力。迷你LED技術(shù)是在LCD背光面板上安裝非常小的LED(100-1000微米)陣列,從而更好的控制像素光照(見(jiàn)圖2)。與傳統的LCD相比,迷你LED背光利用多區域的局部調光提供更出色的明暗對比度,這在一定程度上縮小了與OLED面板在對比度上的性能差距。迷你LED技術(shù)面臨的最大挑戰是如何平衡成本與收益。為了實(shí)現接近OLED的高對比度,迷你LED LCD屏幕需要在原有的驅動(dòng)LCD像素的主背板之外,增加超過(guò)一萬(wàn)個(gè)芯片和有源矩陣背板,才可實(shí)現性能優(yōu)異的背光。迷你LED LCD比傳統LCD顯示效果好,但仍無(wú)法與OLED媲美,而且目前來(lái)看成本與OLED幾乎相同。迷你LED LCD在其它方面相較OLED仍存在差距,比如色域較窄、反應較慢、外形較厚等。
圖2 迷你LED LCD是在LCD面板的背板上加裝非常小的LED形成陣列,為像素提供光照
微型LED
迷你LED不過(guò)是改善了LCD背光,而微型LED卻是一種自發(fā)光顯示技術(shù)(和OLED一樣)。微型LED所使用的LED尺寸小于50-100微米,每個(gè)LED都是一個(gè)獨立的紅、綠和藍色子像素(見(jiàn)圖3)。微型LED技術(shù)在所有性能方面都可以媲美甚至超越OLED和LCD。它既有OLED高畫(huà)質(zhì)和輕薄的優(yōu)勢,又經(jīng)久耐用。其亮度高于LCD和OLED,但能耗很低。微型LED確實(shí)是顯示技術(shù)的“終極夢(mèng)想”。
圖3 微型LED是一種自發(fā)光顯示技術(shù),采用該技術(shù)的顯示屏直接在每個(gè)像素背后安裝尺寸小于100微米的LED
但是微型LED有一個(gè)致命缺陷——或者說(shuō)是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的缺陷,那就是可制造性和成本?!笆叭》胖谩辈襟E就是生產(chǎn)過(guò)程中存在巨大挑戰的一個(gè)例子。把微型LED放到像素預定位置相當困難。4K顯示器大約有2400萬(wàn)個(gè)子像素,而8K顯示器則有1億個(gè)。在生產(chǎn)微型LED的過(guò)程中,要從基板上將上千萬(wàn)個(gè)亞微米級的LED取下,然后精確地放進(jìn)指定的子像素,并實(shí)現良好的電子連接。這種“拾取放置”步驟非常影響最終良品率。這一工序所需達到的精細度就如同使用機械臂來(lái)授粉。如今有很多“拾取放置”技術(shù)都在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,但沒(méi)有一種可以滿(mǎn)足主流顯示消費產(chǎn)品對生產(chǎn)率和良品率的要求。然后就是成本問(wèn)題了。由于生產(chǎn)難度高,加以上千萬(wàn)個(gè)LED芯片本身高昂的成本,對主流應用而言微型LED實(shí)在過(guò)于昂貴。要知道,如今市面上采用微型LED面板的電視機,售價(jià)遠高于10萬(wàn)美元。即使是要進(jìn)入最高端的消費電視市場(chǎng),也至少需要將成本縮減至百分之一以下。
由于成本和制造方面的困難,我們認為至少在未來(lái)幾年里,微型LED的應用將僅限于增強現實(shí)(AR)、可穿戴設備和非常高端的公共信息顯示領(lǐng)域。但是隨著(zhù)技術(shù)的不斷創(chuàng )新和改善,微型LED技術(shù)可能會(huì )在2030年后在主流消費產(chǎn)品上與OLED相匹敵。期待那一天早日到來(lái)!
微型OLED
微型OLED是面板行業(yè)另一種新興的技術(shù)。微型OLED的分辨率極高(像素密度超過(guò)1000ppi),可以在近眼式顯示設備中使用,例如虛擬現實(shí)和增強現實(shí)設備(VR/AR)。微型OLED所使用的前板與白光OLED(WOLED)電視面板的很相似(將OLED材料蒸鍍到基板上,其發(fā)出的白光透過(guò)濾光片產(chǎn)生紅光、綠光和藍光)。但是為了實(shí)現高分辨率和微小像素,背板采用了基于半導體技術(shù)的硅晶圓(見(jiàn)圖4)。微型OLED在工藝和成本上屬于可行技術(shù),但它的應用將局限在小型近眼式或者投影顯示領(lǐng)域,我們認為它無(wú)法撼動(dòng)常規OLED在主流產(chǎn)品上應用的大趨勢。
圖4 微型OLED所使用的前板與目前白光OLED(WOLED)電視面板的前板很相似;為實(shí)現高分辨率和小像素,背板材料為硅晶圓
結語(yǔ)
LCD在顯示領(lǐng)域獨占江山近30年。由OLED帶來(lái)的下一波技術(shù)變革已經(jīng)悄然臨近,其將在未來(lái)十年驅動(dòng)新一輪的建廠(chǎng)投資。雖然OLED將主導下一波技術(shù)變革,但也會(huì )有其它的技術(shù)參與競爭。對應用材料公司而言,所有的技術(shù)革新都是企業(yè)發(fā)展的良機。OLED生產(chǎn)線(xiàn)的設備投資規模大約是傳統LCD的兩倍,這會(huì )大大開(kāi)拓我們在背板和前板方面的商機。迷你LED需要增加一塊背光背板,這樣會(huì )增加設備的加工步驟。微型LED則需要在晶粒制造和高端背板方面進(jìn)行更多的創(chuàng )新,這將給我們在前板的顯示和半導體領(lǐng)域創(chuàng )造極好的機會(huì )。以小眾市場(chǎng)為目標的微型OLED也會(huì )給應用材料公司的顯示和芯片技術(shù)提供機會(huì )。
我們認為,顯示行業(yè)未來(lái)十年前景光明,以后還會(huì )出現顛覆性更強的新技術(shù)。我們將攜手客戶(hù)、同業(yè)者和合作伙伴,為消費者創(chuàng )造更具動(dòng)感、更為驚艷的視覺(jué)體驗。
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