下一代平板顯示：OLED、MICRO LED、QLED誰將勝出

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2016-12-02

瀏覽次數(shù):次

　

　　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(guān)下一代平板顯示技術(shù)的爭論可以暫時告一段落。但是，作為競爭技術(shù)，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。

　　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(dāng)代智能設(shè)備體驗的“待機”問題的元兇，都是顯示設(shè)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(fā)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(shù)。甚至，這一次收購還被人們與蘋果數(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(shè)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(shè)計技術(shù)。現(xiàn)在，蘋果領(lǐng)頭的micro-LED陣營，又迎來了索尼的加速發(fā)力。

　　而在QLED顯示項目上，中國某大學(xué)的科研團(tuán)隊，以及全球顯示霸主三星都“情有獨鐘”。三星甚至認(rèn)為，大尺寸電視機，車間照明，應(yīng)該直接跳過OLED的階段，恒光電器，開發(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)勢非常明顯。雖然，戶外照明，輿論認(rèn)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(lǐng)先，但是另一些專注QLED的團(tuán)隊，他們只有QLED技術(shù)，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。

　　當(dāng)然，作為下一代顯示技術(shù)，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(yīng)用方面也“突破連連”。產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程上的優(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(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化方面，都一直領(lǐng)先液晶技術(shù)。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(shù)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(shù)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。

　　液晶顯示之所以耗電量比較巨大，一個核心原因在于系統(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(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)超過液晶——這一點對于移動設(shè)備、穿戴設(shè)備意義非比尋常。

　　如果將視角從產(chǎn)品體驗上，轉(zhuǎn)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(shù)離不開電流驅(qū)動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)動結(jié)構(gòu)技術(shù)——從這個角度上，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。且印刷工藝是未來主要的研究方向。對于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”應(yīng)用（當(dāng)然QLED也只能使用印刷技術(shù)）。MICROLED轉(zhuǎn)移更困難，目前臺灣已成立專門的微轉(zhuǎn)移聯(lián)盟，發(fā)力解決這一難點。

　　正是因為在制造工藝上，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，遠(yuǎn)沒有當(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，其主要特點為發(fā)光波長集中度比較高，辦公照明，即作為顯示產(chǎn)品色彩水平高；電光控制便捷，即顯示畫面的反應(yīng)速度快；電流驅(qū)動具有開閉狀態(tài)和發(fā)光功率的極高可調(diào)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(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。——這四個優(yōu)勢幾乎完全和液晶顯示的劣勢對應(yīng)，所以，無論那個技術(shù)贏得最終市場的勝利，液晶都是被替代的命運。

　　但是，照明方案，OLED/MICROLED/QLED三種技術(shù)也有不同之處。從缺點看，LED燈管，OLED作為有機材料、有機物質(zhì)，有其固有缺陷——即壽命和穩(wěn)定性，難以媲美無機材料的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），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基板上的遷移過程、移植工藝難度最高，工藝可靠性也最低。

　　或者說，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，MicroLED以上的缺陷會進(jìn)一步被放大。）

　　但是，MICROLED也有其獨特優(yōu)勢：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。——前者，有利于顯示設(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的各自的特點如此鮮明，但是更大的一個問題是，從應(yīng)用角度看，這三者幾乎不具有“對手完全不具備的”優(yōu)勢。例如，OLED的核心問題“壽命”不及后兩者，但是卻也足以滿足當(dāng)下手機更替周期的使用需求——至于QLED理論上三五十年的使用其，則不具有實踐上的意義。

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

　　OLED/MICROLED/QLED的各自優(yōu)勢和發(fā)展階段

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

　　首先，OLED最為成熟，中小尺寸市場已經(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年以來手機市場對OLED爆發(fā)式的需求增長，大大促進(jìn)了整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，所以在材料制備和成膜工藝上，OLED處于一個非常領(lǐng)先的地位。2017年三星和LG還要開展OLED噴墨打印規(guī)模化生產(chǎn)的示范線建設(shè)，將進(jìn)一步加強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，還沒有突破規(guī)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(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)：因為，工業(yè)上已經(jīng)有大量的LED產(chǎn)能和制造經(jīng)驗。現(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所采用的微米級別產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)已經(jīng)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(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，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還有一個共同的優(yōu)勢：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TFT技術(shù)(IGZO、LTPS、a-Si)——這一點上文已經(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，正在開發(fā)更好的技術(shù)；2.QLED幾乎完全處于實驗室階段，綠色照明，但是能從OLED發(fā)展中得到大部分工藝經(jīng)驗；3.MICROLED幾乎完全處于實驗室階段，成膜移植上有獨特的技術(shù)難點，但是上游方面能從傳統(tǒng)LED行業(yè)得到很多經(jīng)驗和產(chǎn)能支撐。

　　所以，未來平板顯示技術(shù)幾乎分成了兩大陣營：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QLED和MICROLED美妙性能的憧憬。就如2017年蘋果手機即將進(jìn)入OLED時代一樣，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，如果后兩者足夠好，整個產(chǎn)業(yè)掉頭并不太困難。這一點上，當(dāng)初等離子和液晶的競爭，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“合作大于競爭”的關(guān)系。

更多LED相關(guān)資訊，請點擊LED網(wǎng)或關(guān)注微信公眾賬號（cnledw2013）