专栏名称: 集微网
集微网,半导体、手机行业专业信息服务平台,使用帮助请发送help。
目录
相关文章推荐
哎咆科技  ·  iPhone 系统内置更多广告,要变安卓了? ·  15 小时前  
哎咆科技  ·  苹果下周新品汇总,还有哪些惊喜? ·  2 天前  
哎咆科技  ·  十倍报答 ·  3 天前  
51好读  ›  专栏  ›  集微网

国际显示周直击:AMOLED方兴未艾 AMQLED已经登场;台湾面板产值 今年持续衰退;解构 LCD、OLED 与量子点基本原理

集微网  · 公众号  · 硬件  · 2017-05-30 07:24

正文

1.国际显示周直击:AMOLED方兴未艾 AMQLED已经登场;

2.iPhone 8屏幕比例或接近2:1,这意味着什么?;

3.台湾面板产值 今年持续衰退;

4.OLED行业漫谈之一:战国序幕;

5.解构 LCD、OLED 与量子点基本原理;

6.LED及OLED导入创新思维 开拓新蓝海市场



集微网推出集成电路微信公共号:“天天IC”,重大新闻即时发布,天天IC、天天集微网,积微成著!点击文章末端“ 阅读原文 ”或长按 laoyaoic 复制微信公共号搜索添加关注。



1.国际显示周直击:AMOLED方兴未艾 AMQLED已经登场;


初夏时节,几株高大葱郁的棕榈树,伫立在美国洛杉矶会议中心西馆门前。骄阳似火,阳光穿透会议中心大门的透明玻璃斜顶,为来往的熙攘人流笼罩了一层斑驳光影。


人流所向,是2017年美国国际显示周(SID Display Week 2017)的主会场。当地时间5月23日上午10点30分,这个迄今已有54年历史、吸引全世界显示面板精英企业驻足的展会于此地开幕。


“SID是一个极具专业性、严肃性的展会。通常而言,会上所陈列的展品,并非时下最为流行普及的产品,更多是面向未来的成果,”一位参展人士向21世纪经济报道记者介绍称,“这里代表了行业未来5年甚至更长时间之后的方向所在。”


而在今年,笔者现场观察发现,无论三星、LG、京东方还是JDI,显示巨头们在柔性显示屏上下足了功夫,产品体验也远优于此前水平。值得注意的是,主动式电致量子点(AMQLED)首次亮相SID,为显示面板未来走向增添更多的想象空间。


柔性显示成重点


一块平板大小的显示面板,对折后便成为手机面板;显示面板被持续推折拉直,却安然无恙;甚至,一块显示面板被设计为波浪、腕表等各种形状……在2017年SID的京东方展台,21世纪经济报道记者见到众多时兴的柔性AMOLED显示屏。


不仅是京东方,包括在三星、LG、JDI等厂商展区,记者也看到大块的AMOLED展区。“相较于往年,今年展出的柔性OLED产品的技术能力更加先进,产品体验也更加优良,展示产品数量也更多。”京东方高级副总裁张宇告诉笔者,“今年展出的技术重点无疑是柔性显示。”


事实上,AMOLED正逐渐成为OLED显示发展的主流。业界人士分析称,2017年和2018年将是柔性AMOLED增速最快的两年。根据IHS Markit数据显示,预计2020年全球智能穿戴设备面板需求量将增长至1.06亿片,其中采用AMOLED技术的面板占比达30%,并保持每年18.2%的复合增长率。


“AMOLED的优势不仅体现在可折叠、更丰富的外形设计上,还体现在更加省电、更适于肉眼观感等方面。”一位三星展区工作人员告诉21世纪经济报道记者。在其AMOLED展台区,记者注意到AMOLED屏与LCD屏的直观对比:强光照射下,自发光的柔性AMOLED屏幕色彩显示能力更强,相较之下,LCD屏幕画面偏暗发黑;在相同测试时长及环境下,LCD显示屏耗电量为1120兆瓦,AMOLED显示屏耗电量仅为762兆瓦。


京东方的展区更是在AMOLED的产品上下足了功夫。21世纪经济报道记者此前了解到,京东方成都第6代柔性AMOELD生产线已于本月11日点亮投产。在本次展会上,京东方也展出多款可在该产线量产的柔性AMOLED显示屏,包括像素密度达538PPI、可实现S形弯折、支持最多10点压力触控的5.5英寸WQHD柔性AMOLED显示屏,可实现半径5mm的对折折叠、将手机与平板电脑合二为一的7.56英寸QHD柔性AMOLED显示屏,全球首款1.53英寸内嵌式触控AMOLED显示屏及采用无边框技术的5.5英寸FHD全屏AMOLED显示屏等。


“内嵌式触控AMOLED显示屏可提升触控产品信噪比,使得触控更为灵敏;采用无边框技术的AMOLED显示屏占比达95%以上,并采用将摄像头和听筒都集成在屏幕上方的设计,达到了接近零边框的效果。”京东方显示器件事业群刘帅向21世纪经济报道记者介绍道。


伴随厂商对AMOLED显示屏的日益重视,行业也在悄然发生变化。“预计未来五年,AMOLED产品将大规模应用,挤掉LCD部分市场份额。”赛迪顾问股份有限公司光电子事业部分析师赵翼告诉21世纪经济报道记者,“不过个人判断,AMOLED对LCD的冲击,更多停留在中小尺寸领域。”


张宇同样认可未来中小尺寸AMOLED显示屏对LCD的替代能力,这亦是京东方目前重点布局领域之一。但在其技术周期上,张宇认为应当保持谨慎乐观。“在我看来,中小尺寸OLED显示屏预计需要5-8年才足够成熟,大尺寸则需要10-15年以上的时间。”张宇向笔者直言,“短期来看,LCD尤其大尺寸LCD从性价比、观看体验等方面而言,仍颇具优势。”


AMQLED首次亮相


如果说,AMOLED在今年的SID上独领风骚,那么,代表显示行业更为前瞻性技术的AMQLED,可谓崭露头角。


在京东方展区一隅,陈列着两款AMQLED显示面板,分别为5英寸和14英寸,其中5英寸AMQLED拥有104%NTSC色域。笔者了解到,本次京东方是展会上唯一一家展出AMQLED显示屏的厂商,亦是首家展出AMQLED显示技术的厂商。事实上,就在日前,京东方成功研制出5英寸AMQLED显示产品,该产品亦是京东方承担的科技部国家重点研发计划“量子点发光显示关键材料与器件研究”项目的科研结果。


所谓AMQLED显示屏,即主动式电致量子点发光显示产品。该显示器件的结构类似于AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode,主动矩阵有机发光二极管),均由OLED和驱动器组成。但区别在于,AMOLED的发光光源为有机发光材料,而AMQLED的发光光源为无机量子点。


据了解,目前市面上已存在量子电视和量子点显示器,但这些产品都只是通过量子点优化背光源,是光致发光而非真正意义上的电致发光,本质上仍然是液晶技术。但实际上,量子点是一种半导体纳米晶体,同样能够自发光,只要量子点薄膜中的量子点受到光电刺激,吸收能量之后,就会发出不同颜色的光。


“AMQLED直接采用由喷墨打印工艺制造电致量子点发光器件,以此实现全彩显示。”张宇告诉21世纪经济报道记者。“这也就意味着,AMQLED的色域能够超过100%。”


除色域广之外,相比于AMOLED,AMQLED更具有寿命长、成本低的潜在优势,这种优势尤其体现在大尺寸主动式发光显示领域,是有可能取代AMOLED的显示技术。


“目前该技术还处于起步阶段,基本相当于十几年前的液晶显示技术,观看体验也一般。”一位业内评论人士向笔者指出,“但其推出、参展的意义,绝对是革命性的。它不仅打破了过去量子点核心技术掌握在日韩系厂商中的格局,为国内显示技术面板厂商起到了很好的带头作用,亦是面对国外企业在AMOLED专利上占据绝对优势的有益尝试,或将成为中国在面板业上弯道超车之举。” 21世纪经济报道



2.iPhone 8屏幕比例或接近2:1,这意味着什么?;


此前有消息称,台积电高管在一次会议上证实,iPhone 8将会放弃传统的16:9屏幕,采用18.5:9(接近2:1)的瘦长屏幕设计。之前,三星电子的S8也采用了2:1的瘦长屏幕。


其实最近几年,各大智能手机厂商已经明显感觉到,设备的屏幕愈大、卖得愈好。


以LG在2016年发表的旗舰智能手机G5,当时屏幕尺寸为5.3英寸,屏幕长宽比为16:9;到了2017年发表的G6,同样尺寸大小的手机,但屏幕变成18.5:9,屏幕变的更宽,使得尺寸变成5.7英寸屏幕,可视面积更大了。


因此,目前智能手机市场上,也是讲究屏占比,也就是屏幕要更宽、更长,甚至把智能手机的Home键取消掉,让整个手机正面几乎都是屏幕,也就是全平面、无边框的趋势,同样发生在智能手机上。


像三星Galaxy S7旗舰机在2016年发表时是5.1英寸屏幕,长宽比为16:9,屏占比为72%,到2017年S8发表时,长宽比为18.5:9,屏占比达86%,屏幕尺寸放大到5.8英寸,可是手机的大小仍是一样。


手机屏幕的可视面积愈大,产品的销售单价就可以提高,并带动销售量,IHS统计,以iPhone为例,从iPhone 3G变成iPhone 3Gs,销售量增加118%,iPhone 4变成4S,销售量增36%,iPhone 5变5s,销量增103%,当iPhone 6变6s,屏幕尺寸没有改变,销售量就下滑了。


预定2017年底亮相的iPhone 8,长宽比将达到18.5:9,没有边框,Home键也将取消,使得屏幕尺寸放大到5.85英寸,比目前的5.5英寸再大一点,可视面积更大了,并首度采用主动有机发光二极管(AMOLED)技术,外界都在关注,iPhone 8能否再度热卖、创下iPhone新纪录。



那么iPhone如果使用18.5:9的屏幕,和目前的iPhone相比会有什么特别之处呢?


首先18.5:9的屏幕比16:9的屏幕要长,所以视觉效果会更好。


另外18.5:9的比例更适合使用Split View多任务功能。更重要的是,这个比例下横屏模式时也可以上下结构同时打开两个应用。


18.5:9的屏幕在竖屏模式下也可以显示更多内容,比如浏览Safari时,这种比例下的屏幕就可以显示更多内容,社交应用上也是一样,用户需要滚动的次数减少了。


不利的是,目前大部分HD视频主要还是16:9的格式,很多游戏和应用也是针对横屏16:9的比例进行优化。如果iPhone 8是18.5:9的比例,那么视频无可避免会出现黑边。使用Galaxy S8的用户应该已经发现这个问题了。



相比你一定会问,既然在这种比例屏幕上看16:9的视频会出现黑框,那无边框设计还有什么意义。好吧,这确实是个问题,但你也可以双击让iOS媒体播放器放大视频,填满整个屏幕,只是在这种情况下视频有些部分就会被剪掉。


但总的来说,只要电影制作人开始采用18.5:9比例的话,它还是很有前途的。


其实目前在Amazon Video和Netflix上已经有18:9格式的视频内容了。意大利摄影师维托里奥·斯托拉罗(Vittorio Storaro)也呼吁行业大力使用2:1的格式。


不过目前我们不知道如果iPhone 8的屏幕是18.5:9,它的摄像头是否也会做出相应的更新,拍摄18.5:9的视频。Galaxy S8的1200万像素摄像头默认拍摄4:3格式的视频,但是如果以18.5:9的格式拍摄,那就只有790万像素。


同样的 ,LG G6虽然有1300万像素摄像头,但18:9格式下最大只有870万像素,16:9格式下有970万像素,只有4:3时才是1300万像素。



另一方面,因为iPhone 8屏幕底部还有一个活跃屏幕区,用于显示一些控制按键等,所以说这款设备实际的内容显示区域或许还是以16:9的格式来显示。


应用则可能需要升级以完全适应18.5:9的比例,不过这种过渡应该不会给用户造成什么太大的难题。


你可不要觉得苹果不可能再进一步拉长iPhone的屏幕了,可是苹果做的事情什么时候是在你我的预料之中的。


2012年推出iPhone 5时,设备的屏幕就是变长了,但是宽度没有变,这样用户单手操作时还是可以摸到屏幕顶部各个角落。开发者花了好几个月的时间才完全适应这种新的屏幕格式。如果今年iPhone 8屏幕变成18.5:9,那么现有应用在iPhone 8上使用时,屏幕顶部和底部应该会出现黑条。


不管怎样,谷歌目前已经促请开发者尽快更新应用支持新的18.5:9的格式,如果iPhone 8也采用这种格式的话,苹果应该也会促请开发者早日更新。这种格式有可能很快成为智能手机的新标准。


此外,台积电还预告苹果iPhone 8新机今年重大功能改变,包括取消Home键、直接在屏幕识别指纹,并以不可见光红外线等影像传感器,提升高像素相机性能等。


最后,你是否知道第一代iPhone的屏幕比例是3:2。 威锋网



3.台湾面板产值 今年持续衰退;


光电协进会(PIDA)预期今年台湾面板产值仍将面临衰退命运,除了受到大陆面板产能开出外,手机市场遭逢OLED竞争双重打击,预期今年产值将持续衰退,且未来发展艰辛。


英文韩国前锋报网站报导,南韩Shingsung ENG今天公布,已和友达签下价值5,750万美元合约,将供应友达面板生产设备。 这个金额相当于Shingsung ENG去年29.30%的营收,此合约有效期到明年2月1日。


台湾在全球液晶显示面板的供给曾经占有一席之地,不过近年来,大陆厂商挟政府补助投入大量资金在面板生产,陆厂积极扩增新厂且产能率续开出,新产能预计下半年再量产投入市场,届时将更影响台厂生存空间。 尤其陆系面板近年在质与量上均有所精进,市占率逐年提高,明显排挤台面板在全球供应链的发展空间。


PIDA统计今年第1季台湾液晶显示面板厂季产值为1,933.83亿元,较去年第4季产值2,061.94亿元,衰退6.2%,但较去年同期年成长34.2%。 而去年面板产值能逐季成长,主要是因韩厂将产能转往生产OLED,促使部分尺寸供给吃紧,订单转往台厂。


PIDA提出示警,指出台面板厂年营收自2012年呈现逐年下滑状况,对产业未来发展为严重警讯,主要因面板产业为高资本支出与高研发的行业,若厂商无法获利则将影响未来中长期成长活水。


PIDA表示,台湾面板厂目前正面临空前压力,由近几季财报即可观察台厂已受到陆厂崛起的冲击,甚至达到危及国安等级程度,各界应正视问题。 经济日报



4.OLED行业漫谈之一:战国序幕;



本文来自“雪球”,作者:卅普罗米修斯(作者声明,其不持有OLED产业链上的任何公司,目前只持有新能源和医药类个股。)


编者按:有钱没钱,都来投资,OLED行业迎来战国时代。本文属作者OLED系列第一篇,后期还将发表《OLED行业漫谈之二 显示的革命:OLED在家中排老几?》、《OLED行业漫谈之三 OLED其实是个偏科的孩子》、《OLED行业漫谈之四 OLED供需探讨》和《OLED行业漫谈之五 OLED之产业链》。


这两年OLED产业链上投资热情高涨,新闻事件不断,最大的新闻莫过于苹果公司2016年底发起了40亿美元的OLED塑料屏采购,预计2017年将在iPhone 8+机型上使用曲面OLED屏幕。苹果基本定调了未来三年的手机模样:OLED+3D曲面屏+金属中框+玻璃背板。


三星作为OLED屏的最大推崇者,在LCD还如日中天的时候就主动开始退出LCD市场,全力备战OLED,今年50%的三星手机将使用OLED屏幕。


国内高端机型也积极跟进,OPPO、VIVO、华为、小米等都在旗舰上使用了AMOLED屏,其中小米和中兴甚至开始在中端手机使用OLED屏。



智能手机掀起一阵高端手机OLED化的旋风,对小屏OLED产生了饥渴的需求,但囿于产能不足,下游的OLED装机量基本取决于上游的产量。


当前世界99%的小屏OLED被三星显示垄断,国内方面虽然起步晚,但是这两年也没闲着,已经量产的AMOLED产线包括:


(1)和辉光电上海4.5代线,15K片


(2)香港信利国际上海4.5代线,15K片


(3)天马有机发光(深天马A重组后持有60%股权)5.5代线,5K片


(4)国显光电昆山5.5代线,4K片


(5)京东方鄂尔多斯5.5代线,4K片(两用)


更多的则是正在建设的产能,汇总了全球主要产线建设情况如下:



在生产线大跃进的同时,国内外配套材料厂商的日子也是过的红红火火:


(1)OLED材料龙头UDC季报业绩高增长。


(2)OLED激光退火设备龙头Coherent季报业绩高增长。


(3)设备大厂Canon Tokki表示,将2017年真空蒸镀设备产能翻翻,达到10台。


(4)OLED材料厂出光兴产在2016年12月18日公告,将通过提升韩国基地产能,将公司材料产能从7吨增加至10吨。


(5)面板材料厂住友化学将对彩色滤光片生产线进行改造,将OLED触摸面板用料产能扩张2倍。


(6)蓝思科技宣称积极扩产柔性屏用3D玻璃巩固3D玻璃龙头的地位,并已取得巨大成果,作为苹果的最大供货商,苹果2017年极有可能使用3D玻璃方案(其最大的竞争对手伯恩光学却啪啪打脸,表示伯恩光学是三星Galaxy系列3D玻璃的独家供应方,且三星使用了90%的3D玻璃,蓝思科技所谓的3D龙头一说根本就是扯淡!)。


(7)濮阳惠成定增2.03亿,其中拟投入8248万元用于年产1000吨电子化学品项目,其中有65吨涉及OLED材料,包括有机膦类35吨,芴类15吨,咔唑类10吨,噻吩类5吨。


(8)强力新材定增5亿元,投向国内紧缺的OLED显示及IC材料。


(9)大富科技子公司大富光电的重大专项OLED蒸镀用高精度金属掩膜版(简称FMM)获得通过。


更有一大票逗逼公司跨界加盟:


(1)搞豆奶的黑牛食品大笔定增180亿元投向OLED面板国内龙头国显光电,相当于国显光电借壳黑牛食品。


(2)搞新城建设的华夏幸福也在昆山国显光电的支持下,在河北固安投资建设第6 代AMOLED 面板生产线,在河北霸州投资建设配套的AMOLED显示模组。


在面板生产线上大量投资,按理说短期卖铲子的最受益;另外将来这么大的面板产能,发光材料也有不错的市场。但是国内关键配套设备、材料方面几乎毫无优势,完全掌握在外资手里。


日本佳能旗下的Tokki 和尖端真空技术公司Ulvac 在蒸镀、真空泵等关键设备领域绝对领先,材料方面的领头羊德山、出光兴产、斗山、默克集团、UDC、陶氏化学等都是日、韩、德、美企业。国内目前主要在材料中间体、驱动IC、模组端设备等所有布局,期待OLED行业上中游能够出现新能源的天齐锂业之类的民族巨头。


行业公司风风火火,东亚各政府机构也在牵头引线,引导国内面板产业发展。


日本“产业革新机构(INCJ)”投750亿日元支持日本显示公司(JDI)发展OLED,并让JDI整合Sony、Panasonic OLED研发技术的JOLED公司,组成联盟抗韩。


中国台湾则押宝Micro LED,台工研院2016年成立“巨量微组装产业推动联盟”,建构中国台湾微组装产业生态。可悲的是台系巨头群创、友达两家并没有看中Micro-LED,而是在考虑尽快导入OLED。


中国在2015年也由电子视像行业协会牵头,联合LG、创维、康佳、长虹、海尔、苏宁、国美等近30家彩电业上下游产业链和研究机构,共同成立中国OLED显示产业联盟。


最后,声明一下,不要责怪国内显示面板产业,看看面板产业的历史就能了解国之殇了,也能理解中国追赶到这种程度是多么不易。


全球显示产业的液晶技术起源于美国,上世纪八九十年代,美国产业界认为液晶只能做计算器显示屏,就放弃了这个产业。把相应技术和产业链转移到了日本。日本因此建立起全球唯一全面的显示面板产业链。液晶显示器技术早期的市场是日本第一、韩国第二、中国台湾第三,中国大陆一脸懵逼。我们是从十一五计划时期才开始进入追赶阶段,现在这个排名变成了韩国第一、中国大陆第二、中国台湾第三、日本一脸懵逼。


韩国能排第一有赖于日本产业界对液晶显示行业的误判,上世纪末本世纪初,日本产业界认为液晶难以突破6代线,顶多只能做电脑显示器(夏普除外)。将液晶显示技术定位为“无前途”和“电子配套”产业,开始向中国台湾和韩国转移。韩国认为这是一个反超机会,在液晶上押注,投入巨量资金发展上下游,逐步建立起全球第一大的产能和至少50%以上的本土上游配套。


中国大陆希望复制韩国的经验:上下游都要做,但是终究起步太晚,得到今日坐二望一的地位得来不易。


正是以上这个面板显示业的技术转移过程,决定了今日从产能看日本名列末尾,但是产业链完整程度和技术水平依然位居第一。


最新的2016年智能手机面板市占率排行中,中国大陆占比32%,韩国27.6%,中国台湾27%,日本13.5%。


5.解构 LCD、OLED 与量子点基本原理;


液晶电视已经过气了! OLED 电视都还没有上市,怎么又冒出了一个量子点电视了! 到底什么是 OLED? 什么又是量子点呢?


1990 年开始,全球展开了第一轮的电视大跃进,体积巨大陪伴我们超过半世纪的阴极射线管(Cathode Ray Tub,CRT)电视被体积较小的液晶电视(Liquid Crystal Display,LCD)取代,目前已经成为客厅里的主角。 但科学家追求电视画面色彩画质与厚度缩小的目标仍然没有停止,经过几年发展,厚度超薄颜色更丰富的「有机发光二极管」(Organic Light Emitting Diode,OLED)与「量子点」(Quantum Dot,QD)电视日趋成熟,成为后起之秀渐渐取代液晶电视的可能性愈来愈高,我们来看看这两种未来新型显示器到底有什么不同吧。


光的三原色


在了解显示原理前,我们先来理解一下各式显示技术中彩色是如何达成的,他们均是以红(Red,R)、绿(Green,G)、蓝(Blue,B)3 种颜色「不同亮度」即可组合成连续光谱中几乎所有可见光的颜色,因此我们称红、绿、蓝三色为「光的三原色」。 如图一所示,假设有一个方格用来显示某一种颜色,这样的方格称为「画素」(pixel),将这个方格垂直切割成三个小方格,分别代表 RGB 3 种颜色,这样的小方格称为「次画素」(Sub-pixel)。



▲ 图一:红、绿、蓝三种颜色不同亮度即可组合成连续光谱中几乎所有的颜色。


色彩的显示


可见光有无限多种颜色,图二为「色度坐标图」(Chromaticity diagram)代表肉眼能看到的所有颜色,光的波长就是颜色,光有多少种波长,就有多少种颜色,而前面所说的红色、绿色、蓝色其实只是一个大概的视觉感受,不同的发光组件所产生的光其实波长多少都有些差异,因此利用不同的发光组件所能产生的色彩并不同相。 传统以白色发光二极管(White LED,WLED)为背光源的液晶电视(LCD-TV)称为「LED-TV」,要注意虽然厂商称它为 LED-TV,实际上它是「以 LED 为背光源的 LCD-TV」,它是使用「彩色滤光片」(Color filter)产生 RGB 3 种颜色的光,图中的三角形顶点就是 RGB 3 种颜色, 而三角形内的颜色就是这种电视所能组合成的所有颜色(三角形愈大代表可以组合成的颜色愈多色彩愈真实),显然并不能组合成肉眼能看到的所有颜色,但是这已经足够制作电视让我们看到真实的影像了;后来有厂商开发出不同白光发光二极管(LED)与彩色滤光片产生的 RGB 3 种颜色,可以组合成更多的颜色(红色三角形),称为「广色域 LED-TV」,但是这两种电视都是使用彩色滤光片过滤白光产生 RGB 3 种颜色,而且目前工业上背光源所使用的白色发光二极管(LED)颜色受限,因此可以组合成的颜色仍然不够多;由图中可看出有机发光二极管电视(OLED-TV)产生的 RGB 3 种颜色可以组合成更多的颜色(绿色三角形);而量子点(QD-TV)产生的 RGB 三种颜色可以组合成更多的颜色(蓝色三角形)。


光的三原色与画素呈像的原理是想要了解显示器原理的人必读的内容,有兴趣的人可以参考〈知识力专家社群:显示器概论〉。



▲ 图:二色度坐标图(Chromaticity diagram)。


有机发光二极管


有机发光二极管(OLED)又称为「有机电激发光」(Organic Electrical Luminescence,OEL),其构造如图三所示,将可以发出红光、绿光、蓝光的「 有机发光半导体」(一种会发光的高分子)涂布在导电玻璃上,再蒸镀金属电极,直接对不同颜色的有机发光半导体施加电压注入电子与电洞,电子与电洞在有机发光半导体内结合发光。 它的构造简单,亮度够高,可惜有机发光半导体其实就是一种「高分子」(塑料),由于塑料发光的材料性质不稳定,造成生产时良率很低,成本一直降不下来,而且使用寿命较短,用久了会褪色,因此过去一直都是少量使用在单色显示器上。 经过十几年来的努力,南韩的三星(Samsung)与乐金(LG)成功改善了良率的问题,目前已经量产 60 吋以上的彩色电视,只剩下售价过高的问题,看起来似乎已经慢慢看到它的商业价值了。


关于有机发光二极管(OLED)的原理与制作方式,有兴趣的人可以参考〈知识力专家社群:有机电激发光显示器〉。



▲ 图三:有机发光二极管(OLED)构造。 (Source:LG)


量子点电视(QD-TV)


科学家发现当材料的尺寸小到 100 奈米以下时会产生「量子局限效应」(Quantum confinement effect),此时电子与电洞被局限在奈米材料内形成自组的稳定态,造成发旋光性质的改变,而且奈米材料的尺寸愈小时,材料发光强度愈强,发光的波长愈短(蓝色),这个现象称为「蓝移」(Blue shift),如图四所示 ,不同颜色的光波长不同,所以光的波长就是颜色,在可见光中红光的波长最长,绿光次之,蓝光最短,换句话说,当奈米材料的尺寸大,发光强度较弱,颜色为红光(波长最长);当奈米材料的尺寸变小,发光强度变强,颜色为绿光(波长次之);当奈米材料的尺寸更小,发光强度更强,颜色为蓝光(波长最短)。


关于量子点与量子局限效应是奈米科技重要的特性,有兴趣的人可以参考〈知识力专家社群:奈米科技简介〉。



▲ 图四:量子局限效应的「蓝移」。 (Source:Tae-Ho Kim et al., Heterogeneous stacking of nanodot monolayers by dry pick-and-place transfer and its applications in quantum dot light-emitting diodes, Nature Communications, Article number: 2637, Published 06 November 2013)


传统白色发光二极管(WLED)发光的原理是以蓝光发光二极管(Blue LED, BLED)晶粒发出蓝光照射 YAG 荧光粉,荧光粉吸收蓝光产生白光,如图五 (a)所示,前面提到这种组件的 RGB 颜色受限,可以组合成的颜色仍然不够多,因此我们可以直接使用量子点(QD)取代荧光粉称为「量子点发光二极管(QD-LED)」,如 图五 (b)所示,利用这种组件为液晶显示器(LCD)的背光源可以增加 RGB 颜色,如图五 (c)所示,因此可以组合成的颜色大大增加,而且并不需要修改太多液晶显示器(LCD)的构造,成本最低,但是仍然必须使用彩色滤光片。


如果要再增加 RGB 颜色则可以使用蓝色发光二极管(BLED)为背光源,如图五 (d)所示,经由液晶面版呈像,并且将量子点直接印刷在面版上形成不同的次画素取代彩色滤光片,受到蓝光背光模块的照射,红色的量子点吸收蓝光会发出红光,绿色的量子点吸收蓝光会发出绿光,蓝色的量子点吸收蓝光会发出蓝光, 其中蓝色的画素因为和背光模块颜色一样因此可以不使用蓝色的量子点,最后的量子点电视(QD-TV)的构造如图六所示。


发光二极管已经是目前广泛使用的照明组件,对它的原理和特性有兴趣的人可以参考〈知识力专家社群:发光二极管〉。



▲ 图五:白光发光二极管与量子点发光二极管(QD-LED)电视构造示意图。


液晶面板上的薄膜晶体管(TFT)是主动矩阵式驱动面板的重要组件,有兴趣的人可以参考〈知识力专家社群:液晶显示器的驱动方式〉。



▲ 图六:量子点电视(QD-TV)构造示意图。


结论


传统以白色发光二极管(WLED)为背光源的液晶电视(LCD-TV)市场已经成熟,在技术上也没有太多可以改善的空间;虽然有机发光二极管电视(OLED-TV)产生的 RGB 3 种颜色可以组合成更多的颜色,但是良率较低造成价格较高,短时间之内好像也无法全面推广使用;而量子点电视(QD-TV)产生的 RGB 3 种颜色可以组合成最多的颜色, 而且并不需要修改太多液晶显示器(LCD)的构造,的确是目前可行的方法之一,不过要记得,其实量子点电视也是一种液晶电视,它仍然要靠液晶呈像,因此它仍然是一种液晶电视,市场营销引用「量子点」(Quantum dot)这样听起来充满「科技色彩」的名词多半也是广告营销手法而已。 在可以预见的未来,我们家中的电视一定会愈来愈薄,画面色彩愈来愈丰富,让我们能够在电视里看到如同大自然一样真实的画面。technews



6.LED及OLED导入创新思维 开拓新蓝海市场


台湾的固态照明发展至今,不可讳言已面临瓶颈,其中,LED照明的红海厮杀促使创新应用的找寻成为当务之急,LED智能照明就是一个明显出路;而OLED发展经年,在此商机逐渐发酵之际,台湾业者也必须透过创新应用思维的导入先行卡位市场。 工研院长久以来在LED及OLED照明的深耕与创新,足以在此一关键转折的新时代中,扮演推动台湾产业发展的重要角色。


LED照明市场成长 抢攻智能新蓝海


工研院产业经济与趋势研究中心(IEK)产业分析师黄孟娇表示,随着LED组件发光效率提升,LED照明市场应用范围也逐渐扩大。 过去LED发光效率差,且价格昂贵,因此仅用于手电筒及小夜灯等地方。 但发展至今日,LED发光效率不断提升,价格也大幅下滑,照明应用不断扩大。 再加上全球照明节能发展趋势以及LED照明产品性价比大幅提升之下,2016年全球LED照明市场规模达487亿美元,较2015年成长21.5%,市场渗透率达33%。







请到「今天看啥」查看全文