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OLED 次世代显示技术的新霸主

2016-07-12

  如果说电子产品在外观上追求设计美感是必须的,那么发展OLED技术将是必要的。一旦苹果开始采用OLED技术,似乎宣告OLED势将脱颖而出,成为下一世代显示技术的新霸主。

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  曾经被视为台湾电子业最大劲敌的南韩三星,最近忽然成了科技界一大热点。与之相关的热门新闻事件很多,至少包括Galaxy S7系列旗舰机意外热卖,三星积极投入可挠式OLED(有机发光二极体)技术,以及苹果iPhone计划在明年开始采用OLED萤幕,迫使三星必须大幅拉高产量。在一连串新闻事件当中,三星扩产的消息引发市场高度关注。令人好奇的是,OLED为何在此时又变成极为重要的技术?它到底厉害在哪?何以成为Apple产品的最佳方案?

  显示技术两大派别

  关于显示器技术的专有名词很多,其中TFT-LCD是最常被提到的一种。TFT-LCD是薄膜电晶体液晶显示器的简称,简单来说,是两片玻璃基板当中夹着一层液晶,当电流通过电晶体,液晶分子之间的转移会产生画素的改变,再搭配彩色滤光片与背光源来进行多种影像色彩的呈现;基于电极与液晶排列方式不同,衍生出TN、VA、IPS、Super LCD、Super PLS等多种技术。

  经过多年发展,TFT-LCD逐渐成为消费电子产品平面显示器(FPD)的应用主流,但于此同时,各大面板厂对于OLED技术的开发也不曾间断。OLED的全名是主动矩阵有机发光二极体,它的组成结构比LCD来得简单,大约分为三层,主要是阴极电、阳极电以及中间的发光层,透过电路与发光材料产生自发光,不必运用到背光源。

  以驱动方式区分,OLED又分为被动式矩阵(Passive Matrix,PM-OLED)与主动式矩阵(Active Matrix,AM-OLED)两类。PMOLED的结构简单、成本低,但驱动电压较高,因此不适合应用在大尺寸产品,多应用于车用、穿戴类产品,国内生产厂商以铼宝、智晶为代表。

  AMOLED则是OLED技术最常被提到的一种,两者基本上可以画等号。它的成本明显高于PMOLED,但效率更高,制程也较复杂,适用于大尺寸、高解析度产品。全球拥有AMOLED超过九成产能的南韩三星,从○九年起开始将它应用在自家手机,此后AMOLED便成为三星手机萤幕的代名词。

  比较起来,LCD与OLED其实各有特点。OLED在画质与效能上表现突出,具备广视角、低耗电特性,由于不需使用背光板,更容易实现轻薄化,但缺点是寿命短、成本高。LCD生产成本较低且使用寿命长,则是多年来能够实现更广泛应用的主要原因。实际上,对用户来说,无论是iPhone采用的IPS LCD,或者三星的AMOLED萤幕,在画质与效能上几乎难分轩轾,很难区分到底谁好谁坏。

  电子产品差异化难度高

  从应用别来看,显示器技术的终端应用主要有两个:电视与行动装置。早期的CRT(阴极射线管)电视有着笨重、耗电的缺点,后来逐渐被轻巧的LCD电视取代,之后则有LED TV、超轻薄平面电视、4K2K、曲面电视等等。以面板厂的布局来说,追求TV大尺寸、高画质、曲面化是主要方向,OLED、IGZO(铟镓锌氧化物)等制程技术是布局重心。

  然而过去几年,全球LCD TV出货量约维持在二亿台左右,明显成长趋缓,即使4K2K TV市占率突破双位数,对整体出货量的拉抬已十分有限。二○一四年以来,各大面板厂利用量子点技术(把量子点整合到背光模组)、曲面萤幕等创新技术,企图拉高市场销量,但成效也不大。可以说,电视产品诉求的差异化,重点只在解析度与尺寸大小。

  行动装置的演变也基本相似。以iPhone为例,二○一○年发表的iPhone 4开始采用IPS LCD技术,在整体外观设计上颇获好评;二○一四年的iPhone 6开始放大产品尺寸,萤幕解析度大幅提升。但自此之后,iPhone与其他品牌手机在外观、性能上的差异已经不大。

  在外观上,电视与行动装置多数是平面化的,采用的是平面显示器,如果要突破平面化的外观,关键就出在显示器。多年以来,三星大举投入OLED生产,一大关键便是看中它曲面显示、可弯曲的特性。但问题在于,如果仅仅是产品外观上的差别,对销量的影响性重要吗?

  从去年到今年初,三星的旗舰手机使用了完全无边框、双边曲面的新技术,产品外观明显改变,效果却出乎意料地好,Galaxy S6、S7系列手机热卖,三星行动部门的业绩也开始从谷底攀升。

  曲面设计大受欢迎

  继三星之后,多家中国品牌手机开始采用AMOLED萤幕,而未来可能更动产品设计的还有苹果。从去年底以来,苹果计划更改产品设计的市场传言甚嚣尘上,据说二○一七年推出的iPhone将在外型上大幅改观,前后机身改采玻璃材质,并且配备五.八寸AMOLED曲面萤幕。

  事实上,只要苹果大幅更动产品设计,过去的销量表现几乎都不差,如iPhone 4、iPhone 6都是代表作。至于下一世代的iPhone要在外观上追求设计美感,去平面化可能是必须的,采用OLED技术也是必要的;一旦苹果开始采用OLED技术,OLED脱颖而出成为下一世代显示技术,似乎也就顺理成章。

  由此不难理解,三星为何要在今年投入将近七○亿美元大举扩张OLED生产线,OLED占面板类资本支出将近八成,而夏普拥有IGZO技术以及发展OLED的未来性,对鸿海集团来说也十分重要。在三星宣示了大举进军OLED的计划后,也引起市场一阵波澜,例如切入OLED薄膜封装制程的设备大厂应用材料,第二季业绩明显优于预期;掌握OLED薄膜封装、发光材料、背板供应的日系、韩系及欧美厂商成为热门并购标的;而国内的面板双虎有望受惠三星退出LCD业务带来的转单效益。

  引领科技业再创新

  过去,由于生产成本过高,OLED迟迟无法成为显示技术的主流,随着三星五.五代线折旧减少,上游材料供应链完成整合,今年OLED和LCD的整体生产成本已逐渐接近。OLED扩产热潮启动的背后,凸显的或许不是单一现象,对长期稳定的平面显示器产业,影响性不容忽视。

  当OLED技术突破到一定程度,逐渐取代LCD,意味着消费电子产品的外型将大幅改观。按照OLED可弯曲、可折迭、可沿展的技术特性,未来的终端商品外观是多样的,NB、平板、手机的体积可大可小,美学设计成为一大卖点。然而,实现这一切可能的一大前提,是多种更先进的硬体技术必须全部到位,OLED萤幕可折迭、可延展的技术特性才能完美地发挥出来。


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