细数OLED显示技术的“十宗最”

   2013-08-20 4900
  六、OLED生产线最贵,但产业投资最低
 
  OLED显示技术的另一个“最”是生产线投资最贵,不仅高于PDP等离子、传统CRT显示技术,甚至还高于已经属于天价投资的LCD液晶显示技术。
 
  据研究,一条月投入7万片基板的8.5代液晶面板生产线的投资在35-45亿美元以上。但是同等规模的OLED生产线投资则可能高达50亿美元以上。这些多出来的投资主要是由OLED技术中主要由固体材料构成,而这些材料的涂布必须在液态、溶解态或者气化太下进行——这一工艺难点是导致其生产线最“贵”的主要原因。
 
  不过,消费者也不需要因此担心OLED的普及进程会受到金钱因素的阻碍:OLED的生产线虽然最贵,但整体产业投资却几乎最低——因为OLED生产线可以由LCD液晶面板生产线改造而来。
 
  一条已经提计了所有建设成本的8.5代LCD生产线,如果转产OLED面板,他的投资通常在20亿美元多一些,远低于一条新的8.5代液晶面板线或者OLED面板线的投资。现在,全球液晶面板线的建设高潮已经过去,半数以上的生产线已经或者接近收回成本,具有很大的向OLED生产线过度的物质基础。
 
  以早期一条8.5代液晶面板生产线的前期建设投入需要5年左右收回计算,液晶面板线改造oled的投资则只需要接下来的3年就基本收回。整体改造过程也会比单独的新建液晶或者OLED面板线要“迅速”。因此,从整个产业的发展和过度的角度看,全球企业在OLED面板线上的投资一定是小于此前在LCD面板线上的投资总和的因为,可以利用旧LCD生产线快速改造成OLED生产线。
OLED产业化发展步伐绝对最快
七、OLED产业化发展步伐绝对最快
 
  如果理解了上面介绍的OLED生产线为什么自身最贵,但是又投资低于当初大举投资液晶面板的理由,那么也就会对所谓的OLED产业发展步伐最“快”有了基本的理解!
 
  首先是,由于LCD面板线可以快速的改造成OLED面板线,这会使得OLED面板线的大规模建设周期获得一个比较lcd或者PDP明显的缩短。
 
  同时,由于OLED面板显示的优秀效果,企业也更愿意大举推动OLED产业的发展。例如,三星最早规划中的全球第一条5.5代线OLED面板厂会在2012年投产,但是这条线不仅早已经投产,更为重要的是顶替这条5.5代线“出名”位置的,三星第一条8代OLED线即将在2012投产。
 
  从5.5代到8或者8.5代,LCD液晶产业用了4-5年的时间,但是OLED却只用了2年的时间。同时,OLED产业直接跳过了6代、7代,直接上升到了8代线——8代和8.5代线也是液晶产业大规模建设的最大的尺寸线(比起更高的十代线之建设了一条)。
 
  未来五年内韩国政府已经作出一个近200亿美元的投资计划,用于下一代液晶和OLED生产线的建设——分析界认为,这些投资主要将花在OLED面板上。这些投资,以及三星等企业的动作表明,如果没有重大的难以解决的技术障碍,仅仅是韩国今后最多每1.5年就会有条新的OLED大尺寸面板线投入应用。这样的速度足以使OLED显示技术以远远超过当初液晶显示技术普及的速度快速发展!
 
  八、OLED显示屏幕分类最“多”
 
  相比较OLED自身在结构上的“简约”,OLED显示技术的分类则不那么简单,或者可以用最多来形容。OLED按发光材料可分两种:
 
  小分子OLED和高分子OLED也可称为PLED,小分子OLED器件制备采用蒸镀工艺,PLED则采用旋转涂覆活喷涂印刷工艺;按驱动方式不同可分为被动矩阵驱动OLED(Passive Matrix OLED,PMOLED)及主动矩阵驱动OLED(Active Matrix OLED,AMOLED)。色彩上,OLED分为单色、区彩和全彩,并且随着技术的进步OLED的色彩也越来越丰富,目前已开发出1600万色产品;按基板材料,OLED的衬底材料可分为玻璃、塑料以及金属薄膜等,塑料和金属薄膜主要用于制造柔性OLED;按应用来分,OLED主要用于显示,随着白光OLED技术的突破,其应用范围也可以拓展到背光和照明上。——其中,最主要的分类方法之一是按驱动技术不同分类。
 
OLED显示技术按驱动方式分为主动式驱动和被动式驱动。
 
  无源驱动(PMOLED)又分为静态驱动电路和动态驱动电路。⑴静态驱动方式:在静态驱动的有机发光显示器件上,一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的,各像素的阳极是分立引出的,这就是共阴的连接方式。⑵动态驱动方式:在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构,即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的,纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。如果像素可分为N行和M列,就可有N个行电极和M个列电极。行和列分别对应发光像素的两个电极。即阴极和阳极。在实际电路驱动的过程中,要逐行点亮或者要逐列点亮像素,通常采用逐行扫描的方式,行扫描,列电极为数据电极。
 
  有源驱动(AMOLED)的每个像素都备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Poly-Si Thin FilmTransistor,LTP-Si TFT)控制,而且每个像素配备一个电荷存储电容,外围驱动电路和显示阵列整个系统集成在同一玻璃基板上。有源驱动,或者是主动驱动OLED是大尺寸彩色OLED显示技术的主要发展方向。
 
  AMOLED采用的基板业界有三个方向,一个是对传统的a-SiTFT进行改进,二是开发载流子迁移率高的LTPSTFT技术,三是开发OTFT。
 
  九、OLED技术彩色显示实现方法最多
 
  传统显示技术实现彩色显示的方法都比较单一:例如PDP等离子显示技术和CRT阴极射线管显示技术色彩表现主要有荧光粉的种类决定,采用多个种类的荧光粉,加上色彩混合原理就可以显示多种颜色。而液晶显示技术,无论采用什么光源技术,得到的都是的单一颜色的平行光源和单一颜色的像素点——如果想要显示彩色,那么就必须救助与滤光片才能实现,采用多少种类的滤光片就会有多少的基色,并借助于色彩混合原理显示彩色图像。
 
  但是OLED显示技术则主流的至少有三种色彩显示方案:三原色独立像素发光,色彩转换发光以及白色发光与滤光片结合的方式。
 
  RGB象素独立发光是利用发光材料独立发出彩色光的彩色模式。它是利用精密的金属荫罩与CCD象素对位技术,首先制备红、绿、蓝三基色发光中心,然后调节三种颜色组合的混色比,产生真彩色,使三色OLED元件独立发光构成一个像素。三原色独立发光的技术又可以分为垂直三原色排列和水平三原色排列两种方式,其中后者虽然结构更复杂,但是制备过程更简洁,应用也较多。三星公司在美国2012年CES展上展示的55寸OLED电视采用这种技术。
 
光色转换是以蓝光OLED结合光色转换膜阵列实现彩色发光的技术。首先制备发蓝光OLED的器件,然后利用其蓝光激发光色转换材料得到红光和绿光,从而获得全彩色。该项技术的关键在于提高光色转换材料的色纯度及效率。这种技术不需要金属荫罩对位技术,只需蒸镀蓝光OLED元件。
 
  彩色滤光膜技术是利用白光OLED结合彩色滤光膜形成彩色光的技术,原理上和液晶的彩色光很类似,其所需要的彩色滤光膜技术最为成熟。首先制备发白光OLED的器件,然后通过彩色滤光膜得到三基色,再组合三基色实现彩色显示。该项技术的关键在于获得高效率和高纯度的白光。它的制作过程不需要金属荫罩对位技术,可采用成熟的液晶显示器LCD的彩色滤光膜制作技术。lg公司在美国2012年CES展上展示的55寸OLED电视采用这种技术。
 
  RGB像素独立发光,光色转换和彩色滤光膜三种制造OLED显示器全彩色化技术,各有优缺点。可根据工艺结构及有机材料决定。通常RGB像素独立发光技术的效果最好,彩色滤光膜技术成熟度、技术风险最低。同时,RGB像素独立发光也是最节能的彩色实现技术。
 
  十、OLED产业的东西方技术之最
 
  OLED显示产业是一个技术密集型的产业——技术密集也就对应着专利密集。
 
  材料是OLED技术发展的关键,根据使用有机功能材料的不同,OLED可以分为两种不同的技术类型:一是以有机染料和颜料等为发光材料的小分子基OLED(Small Molecular Organic Lisht Emitting Diode,简称SMOLED);另一是以共轭高分子为发光材料的高分子基OLED(Polymer Organic Light Emitting Diode,简称PLED)。
 
  美国伊斯曼柯达公司是小分子OLED阵营的领导厂商,掌握了大部分OLED材料和器件设计的核心技术,拥有300多项专利。英国剑桥大学利用分子聚合物作为OLED发光材料开发出高分子OLED技术(POLED),由于颇具发展潜力,于1992年另成立CDT(Cambridge Display Technology)公司,高分子OLED的基础专利主要由该公司和杜邦公司所有。
 
  以上提到的企业掌握的是OLED材料方面的最核心技术。其中柯达公司在OLED专利技术的最核心领域拥有者不可忽略的优势,占据最受关注、全球科技文献检索和引用中OLED领域排名前10位中70%的专利权,是绝对的技术大佬。
 
但是,OLED产业的技术不仅包括核心材料方面的技术,还包括驱动控制以及制备流程方面的额技术。在这个方面,日本精工爱普生拥有最多的专利数目,排在其后的则是韩国三星集团的多个权益人的总和。事实上,按地域持有专利数量计算,日本机会占据了半壁江上,此后是韩国和美国。不过、日本企业的技术专利持有较为分散,而韩国的专利权则主要由三星、LG两家把持。
 
  在非专利技术方面,东亚地区具有绝对主导性地位。这与该地区是全球显示产业核心器件的主要制造商所在地有关系。可以说OLED技术是兴起于欧美,但是发扬光大于东亚。
 
  以上是OLED显示方面的几个“最”,代表了OLED显示产品、产业和市场的一系列发展方向,可以作为思考OLED产业发展问题的基本切入点。其中,值得一提的是,我国虽然在全球OLED产业中起步并不是很晚,但是在技术储备和产业资金准备上严重落后于日本、韩国和台湾,尤其是企业资金实力方面的障碍,将成为我国OLED产业未来发展的主要瓶颈。
 
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