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趣科技 | OLED/QLED技术争宠上位,苹果为啥翻了Micro LED的牌

2017/02/22
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苹果下一代手机将采用 OLED 屏幕似乎已是确定无疑了,这似乎预示着下一代显示技术的争论也可告一段落,OLED 华丽登上大舞台。这与“QLED 只是液晶显示技术进化到 OLED 显示技术的过渡品”这种言论唱的是一个调调。但是,据业内专家分析,苹果收购 Micro LED 技术开发商 LuxVue 是在“憋大招”,而恰恰 OLED 才是备胎的命。看来这场江湖纷争要论出个究竟,还需要一段时日了。

QLED、OLED、Micro LED 长得这么相似,每个技术阵营都有实力大佬在押宝,手机、电视领域到底谁才是下一代显示王者?

本期《趣科技》我们就来看看这些让人傻傻分不清的 XLED 显示技术。

LED 全称 Light-Emitting Diode,即发光二极管。LCD 全称 Liquid Crystal Display,即液晶显示器。两者的显示机理完全不同,LED 在各个方面性能要好于 LCD。如今市面上绝大多数的电视都自称 LED 电视,其实绝大多数是采用液晶面板作为显示介质,采用发光二极管作为背光模组的电视,从而提升了部分性能,比如亮度、寿命等。所以现在所谓的 LED 电视其实也是 LCD 电视。

既然与 LED 在发光原理上都是不同的,那么 LCD 与 LED 家族的 QLED/OLED/Micr LED 必将也是千差万别。

LCD 与 XLED 的区别

与液晶显示技术相比,OLED/Micro LED/QLED 都不需要液晶的背光源
 

液晶显示耗电量巨大,其核心原因在于系统结构上光效率极其低下,彩色滤光膜将导致整体光效率下降超过 67%;液晶光阀门作用以偏振光为前提,再次损失 50%以上的亮度。因此,液晶显示对背光源亮度的利用率理论上不会超过 15%,是的,85%的能量都被浪费掉了!

而 QLED/OLED/Micro LED 这三大技术,由于采用三原色亚像素自发光的结构,其光效率理论上可高达 95%,只需改善发光材料的电光转化率,即可远远超越液晶。

看完这一点,不禁要说,液晶被革命或早或晚都是要来的!

 

下面我就主要针对 XLED 技术展开介绍。
 

QLED
QLED 全称 Quantum Dots Light Emitting Diode Display,即量子点发光二极管。QLED 的核心成像材料量子点由锌、镉、硒和硫原子组合而成,这些量子点是一种只有粒径不足 10 纳米的颗粒,体积非常小。当量子点受到光或电的刺激,便会发出不同的有色光线,这就是 QLED 发光原理。

 

量子点特性之一就是在不同的体积下拥有不同的显色性。通过在背光源中加入量子点材料,就可以改变背光源的光谱特性,让其中的 R/G/B 光谱更加纯净,从而让屏幕显示的 R/G/B 三原色更加纯正,也就是能再现更加准确,以及更为丰富的色彩。

QLED 的优势有很多,包括更棒的对比度、更宽广的色域,另外厂商也可通过软件自由控制每个像素,更灵活地控制显示效果。

OLED
OLED 全称 Organic Light-Emitting Diode,即有机发光二极管,又称为有机电激光显示、OED(有机发光半导体),由美籍华裔教授邓青云于 1983 年在实验室中发现。
 

 

OLED 可分为无源驱动(PMOLED)和有源驱动(AMOLED)两类。
 

PMOLED 的构造较简单,驱动视电流决定灰阶,应用在小尺寸产品上的分辨率及画质表现还算不错,但若要往大尺寸应用产品发展,恐怕会提高消耗电量、寿命降低的问题发生。PMOLED 易于制造,但其耗电量大于其他类型的 OLED,但仍小于 LCD,这主要是因为它需要外部电路的缘故。主要应用于照明、8 英寸以下单色、多彩及全彩显示器,目标市场为车用音响显示器、手机、PDA、游戏机等音色或多彩中小型显示器,企图抢占 TN/STN 既有的市场。
 

有源的电流整流性较无源方式佳,AMOLED 不易产生漏电现象,同时使用在低温多晶硅 TFT 技术时,电流可以产生阻抗较低的小型 TFT,符合大尺寸、大画面 OLED 显示器的需求。应用于 8 英寸以上全彩显示器及移动显示领域(手机,平板等)。AMOLED 的 优势是传统 LCD 难以企及的。

总体而言 OLED 显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。但是,在价格(较大显示面板)、寿命、分辨率暂无法与液晶显示器匹敌。

Micro LED
Micro LED 全称 Micro-light emitting diodes,即微发光二极管,又称微 LED。它的概念原理很简单:其每个像素都由单个 MicroLED 发射体组成。有众优点,高对比度、高刷新速度、宽视角、更宽的色域、更高的亮度、显著降低的功耗、更长的寿命、耐久性以及环境稳定性,而且还支持传感器和电路的集成,实现嵌入传感功能的超薄显示,如指纹识别和手势控制等。
 

MicroLED 显示可谓是兼具 OLED 和 LCD 两者的优势。

目前来看,在发光效率与发光能量密度上,MicroLED 相较于 QLED/OLED 是最高的。

 

 

然而,Micro LED 是一种本质很复杂的显示技术,其成本驱动有别于目前市场上的显示技术。但是,在非常小的尺度上,Micro LED 的运行性能会受严重的侧壁效应所影响。据报道,侧边长低于 10 微米的 Micro LED 的效率通常仅有更大的 LED 芯片的 10~20%或更低。在这些尺度量级时,MicroLED 显示还无法提供关键的低功耗优势。对于 MicroLED 企业来说解决这些问题是首当其冲的,VueReal 公司或 Mikro-Mesa 公司等厂家据称已经在这方面取得显著突破。高效的大规模拾取 MicroLED 并将其定位在背板上是另一个主要挑战。
 

三者都离不开电流驱动 TFT 结构,核心区别在于在 TFT 结构中封装的发光材料是 QLED、OLED 还是 Micro LED。将材料移植(涂覆)到 TFT 结构之上的过程中,OLED 与 QLED 移植工艺有一定的通用性,换而言之,如果喷墨印刷的 OLED 技术完全成熟,QLED 则可以很大程度上直接拿来应用(当然 QLED 只能用印刷技术)。而 Micro LED 转移却比较困难,押宝 Micro LED 的中国台湾已成立微转移联盟,发力解决这一难点。

而制造工艺的相似性,业内有种声音:下一代显示技术之争,并不会是有你没我这样激烈,毕竟这三大显示技术,通用设备与工艺方面有着相似性。尽管三者有着对手不具备的优势,但却有着很多的共同点。

QLED/OLED/Micro LED 共同点:

  •  发光波长集中度比较高,即色彩水平高;
  •  电光控制便捷,即反应速度快;
  •  驱动具有开闭状态和发光功率的极高可调性,即灰度效果好、最终对比度接近无穷大;
  •  节能性高
  •  

QLED/OLED/Micro LED 有着各自的缺点:

  • OLED 作为有机材料、有机物质,有其固有缺陷——即寿命和稳定性,难以媲美无机材料的 QLED 和 MICRO LED;
  • QLED 产品,虽然性能品质出色,但产业化进程不佳,或者说规模制备的难度不小;
  •  Micro LED 灯珠是一种正负电极性的微结构,不像 OLED 和 QLED 是一种单纯材料,其产品在 TFT 基板上的迁移过程、移植工艺难度最高,工艺可靠性最低。Micro LED 自身是刚性结构,虽然可以实现柔性,但是难度和工艺比 OLED 复杂。

下面就来看看三者之争是怎样的局面。

我们不得先提到两个显示大厂,三星旗下面板事业三星显示,专注于生产应用于手机的中小型面板;乐金显示(LG Display)是全球第一大液晶面板制造商,主要为电视生产大型面板。

三星的优势在中小面板,而乐金的优势在大型面板,那我们是不是可以根据这两位“领导者”做出这样的判断,手机趋势看三星、电视(大屏)趋势看乐金。

先来看两者的面板战略:

三星

仅仅从三星要为苹果供养 OLED 手机面板而言,可见,三星对 OLED 下了心血。掌握着目前大部分 OLED 产能的三星有可能再次主导智能手机产业的走向。

 

这里小编要“芯八卦”一下,HTC 走向衰落与使用 AMOLED 面板三星拖延供货,有着直接的关系。三星在 2016 年也以货源紧缺为名在 OLED 面板供货上对华为进行威胁,未来几年华为能否在产品畅销的同时保证供应链的畅通可能将决定品牌的走势。
 

既然 OLED 在寿命方面是致命缺陷,为何手机厂商还争着要用 OLED 面板?因为 OLED 足以满足当下手机更替周期的使用需求,3 年换次手机就算久的了,QLED 面板能活三五十年又有何用?
 

OLED 小型面板市场近乎被三星独吞,京东方看着眼红大力进行 OLED 的布局,未来,三星被分一杯羹似乎是肯定的,最起码中低端是肯定的。

2017CES 展上,三星发布全新 QLED 电视,剑指 LG OLED 电视。很多人认为,三星是更看好 QLED。小编看来,“三星以 QLED 对抗 OLED”这种说法是不成立的,三星只是承认 QLED 也很优秀而已,毕竟三星家即有 OLED 技术也有 QLED 技术。中小面板 OLED 已经站稳脚,而在大型面板上与 LG 抗衡需要怎么办?也许是走差异化路线。
QLED 则仍处于概念阶段,没有大规模的普及,而作为三星对抗其他品牌的技术杀手锏,预计 QLED 也将在几年内被炒热,直至被大众真正接受。

乐金
乐金是大型面板的王者,OLED 技术较 QLED 技术起步早,在 LG 的推动下已经逐渐成熟。LG 的 OLED 时常成为其他厂商 PK 的对象,代表着新一代电视显示技术。

OLED 制作过程复杂,OLED 面板大型化的阻力非常的大,于是在产出上少,且制作成本昂贵。

一些电视大厂都放弃了研发 OLED 技术。因此 OLED 的大困难在大型面板上,没有实力真玩不转。OLED 市场每年生长速度极快,加上 LG Display 琶洲工厂 E4 生产线启动加快了生产速度,渐渐稳定了成分消减。预测 1-2 年后 OLED 在消费者价格方面也会有竞争力。

三星放弃 OLED 电视,有两种可能一种是认怂,在 OLED 大型面板上的碰了壁,与乐金比自叹不如;另外一种可能就是炫耀 QLED 新技术,因为有一种声音是“三星电视将直接跳过 OLED 进入到 QLED”。
 

无论是甘拜乐金下风,还是表明自己更强大,三星要引领大型面板的潮流,还没这么容易。毕竟乐金作为风向标已经多年。

两个大厂的态度似乎已经明确,三星中小面板站在 OLED 阵营、大型面板站在 QLED 阵营,乐金大型面板坚持引领 OLED 时尚风。那么 Micro LED 阵营有谁呢?

苹果暂且选了了 OLED 做下一代手机面板,或许是观望的态度,毕竟花大价钱收购了 Micro LED 厂商,并在此方面进行建厂等动作。因此,苹果的大志在于用自己的面板不看三星的脸色或者说不想把肥肉就轻易送到三星口中。
 

与苹果有着一样“喜好”的是中国台湾的各大面板厂,中国台湾大本营独爱 Micro LED。

除了看技术,也要结合市场的角度,究竟三者谁成为最终的赢家,我们似乎可以做出这样的判断。
 

OLED 最为成熟,中小尺寸市场已经大规模普及,大尺寸产品上 LG 也已经突破量产瓶颈,达到规模供应的水平。在三星和乐金的推动下,整条产业链将更成熟度,迎来一波新的爆发点。

QLED 还处于起跑阶段,目前来看只是一个试水的阶段,也许起优势突出,成功将 OLED 作为一个过渡,迎来爆发的春天。工艺上的相似性,能从 OLED 发展中得到大部分工艺经验。这让我们不免猜想:OLED 在前进的工艺方向,直接就是为 QLED 做嫁衣。“跨界”不难还能捞到好处!

透过这点,可以清晰地看到开头处“QLED 只是液晶显示技术进化到 OLED 显示技术的过渡品”这个言论如果在技术角度分析,明显是错误的。毕竟技术是向前看的。

最后便是 Micro LED 了,兼具液晶与 LED 的优点于一身,这样的面板,谁不想要?但 Micro LED 几乎完全处于实验室阶段,以后引领“时尚”,就要看中国台湾面板厂和苹果能憋出什么大招了。

OLED 显示的全部技术,至少有 7 成上下,可以被 QLED 和 MICRO LED 公用或者吸收,而且存在很多相似点。所以 QLED/OLED/Micro LED 不会像 LCD 与等离子那样只能活一个,也许要共存很长的一段时间了,大厂玩玩高端、小厂应潮流。

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与非网编辑,网名小老虎。通信工程专业出身,喜欢混迹在电子这个大圈里。曾经身无技术分文,现在可以侃侃电子圈里那点事。喜欢和学生谈谈心情、聊聊理想,喜欢和工程师谈谈生活、聊聊工作。不求技术“上进”,只求结交“贵圈”的朋友!