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半导体

OLED:第三代显示技术再现曙光







特邀嘉宾

北京维信诺科技有限公司高级顾问 万博泉
DisplaySearch大中华区副总经理 谢勤益
台湾省工研院平面显示中心 林家兴
奇晶光电总经理 朴圣洙
爱普生OLED相关负责人
夏普商贸(中国)有限公司经营企画室室长 酒井功

  编者按:上个世纪90年代以后,OLED技术的发展速度迅速加快。1997年用于车载音响显示屏的第一款OLED产品诞生,2007年日本索尼公司推出了11英寸的OLED彩色电视机,其卓越的性能彰显了OLED在大尺寸显示领域的巨大应用前景。OLED产业用了10年的时间,市场规模已达到了5亿美元以上,而且在未来5-10年,年复合增长率依然会维持两位数的增长。本报特邀请业界专家和主导厂商代表共同探讨OLED的热门应用和热点话题。 
 
大尺寸应用是目标

·随着中小尺寸OLED技术和产业的不断成熟,大尺寸OLED技术开发和产业化工作也蓄势待发。
·在经过多年试验与失败之后,OLED业界也认知到OLED要有发展必须向大型化和向平板电视的应用方向走。

万博泉

国际社会对这项新型平板显示技术给予高度的重视。华尔街日报2005年3月23日,公布了风险投资家下一轮投资的三个热点,OLED是其中之一。面向大尺寸彩色显示领域,AMOLED(有源矩阵OLED)技术发展十分迅速,中小尺寸产品已经实现量产并应用于手机、PMP等产品中。大尺寸产品亦不断有样品推出,尤以索尼在2007年推出11英寸OLED彩色电视机引起的反响最为轰动。韩国三星、LG等国际企业纷纷推出了自己的AMOLED产品开发时间表。根据DisplaySearch公布的预测数据,未来PMOLED(无源矩阵OLED)将平稳增长,2012年AMOLED市场规模将超过PMOLED。
维信诺在PMOLED方面技术的突破创新,包括突破柯达专利的新型阴极技术和材料、新型隔离柱技术、多元共蒸的材料成膜方法以及相关工艺技术、设备专利等,已经在昆山的中国第一条OLED量产线上面获得应用。显示出了维信诺的全面自主创新能力。
众所周知,新型平板显示产业蓬勃发展,OLED在大尺寸方面还没有商业化,但是随着中小尺寸OLED技术和产业的不断成熟,大尺寸AMOLED技术开发和产业化工作也蓄势待发。国际上,日韩两国竞相布局大尺寸AMOLED产业,可以说,OLED大尺寸时代即将来临。

谢勤益

小尺寸OLED(如手机主屏与次屏等)的市场与TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)呈现重叠,在OLED发展的初期,就面临与TFT-LCD市场重叠的问题,PMOLED的特色为低端应用,单价便宜,但有机发光材料寿命不如LCD,加上初期推出市场时在没有其他应用的状况下,必须与TFT-LCD在同一个市场上竞争,包含较为低端的手机次面板、MP3便携式播放器等。另一方面,AMOLED也无法在短期内跨入大尺寸,因此必须在中小尺寸如手机主面板、数码相机、便携式娱乐装置等市场与TFT-LCD竞争。然而TFT-LCD的产能过剩造成许多LCD厂家快速将所谓的4代线以下的旧生产线转入小尺寸LCD的生产,在折旧结束并具有经济规模的情形之下,对OLED造成极大的竞争压力,有许多OLED甚至在价格上必须比TFT-LCD便宜方能得到客户的青睐。OLED无法及时找到新的平板显示应用以及TFT-LCD在产能与技术成熟度和成本上的优势造成了OLED的困境。
在经过多年试验与失败之后,OLED业界也认知到OLED要有发展必须往大型化甚至往平板电视的应用方向走。但要实现OLED的大型化则必须搭配一片TFT-LCD当成背板(BackPlane)。AMOLED是未来发展的主要方向,其主要方式是让TFT-LCD的背板去驱动AMOLED,而TFT-LCD既有的成熟技术与量产规模可以化为AMOLED的助力,让AMOLED可以摆脱目前与小尺寸TFT-LCD混战的困境,进而迈向大型化。

朴圣洙

OLED以自发光、重量轻、广视角、高对比、低耗电及高应答速度等优异特性,被视为是下一代平面显示器的最佳选择。然而,OLED的相关技术尚不如TFT-LCD成熟,因此在未来的市场发展上,仍有许多困难需要克服。
OLED依发光的驱动方式又分为被动式(PM)OLED及主动式(AM)OLED,由于PMOLED制程转为简单、成本也较低,因此多家厂商皆针对色彩、分辨率要求不高、取代TN/STN-LCD(扭曲/超扭曲液晶显示)及VFD(真空荧光显示器)等的应用领域为切入点,包括移动电话、个人数字助理(PDA)、携带式游戏机、车用显示器、电子辞典等其他消费性电子产品,来提供PMOLED产品;而AMOLED因质量较佳,也较适合大尺寸的发展,因此一些大厂,如索尼、三星等,则利用主动式OLED技术制作高分辨率、大尺寸为主的高信息量的全彩显示器应用产品为目标,主要的应用领域,如:个人数字助理、数字相机、计算机屏幕、笔记本型计算机屏幕或电视等。
奇晶光电目前已全部舍弃PMOLED产品线,专心研发并制造质量较佳、技术难度较高的AMOLED产品,初期将从中小尺寸OLED面板应用出发,未来再进一步投入大尺寸OLEDTV的开发。

爱普生

从技术上分析,OLED与液晶技术相比,具备面板结构简单、厚度薄、对比度高、响应速度快等特性。而液晶技术近期的进步也正瞄准了这些方面,在缩小技术差距。从生产而言,OLED的有机发光材料一直存在寿命问题,特别是在彩色OLED面板中,RGB红绿蓝三色采用不同的有机发光材料,亮度衰减周期不同,这就导致显示屏在使用过程中发生色彩变化。此前,全彩OLED显示元件的寿命基本在2万小时左右,只能使用在手机等移动设备上,而无法应用于电视等主流平板显示领域。
在研发上,爱普生一直走在世界前列,早在2004年,爱普生率先推出世界最大的40英寸OLED显示器。爱普生最新研发成果“终极之黑(theultimateblack)”OLED显示系统,解决了长期困扰OLED的使用寿命难题,成功将产品使用寿命延长至5万多个小时,突破业界2万~3万小时的技术瓶颈,极大扩展了OLED显示系统的应用前景。

酒井功

我们在开发有机 EL(OLED)的同时,也经常得到关于有机EL的最新信息。分析、研究这些最新信息后,我们认为如果利用有机EL技术生产大型电视机的话,在产品寿命、信赖性、量产化等方面,还有不少课题有待解决,技术尚未达到商品化阶段。特别当采用有机EL生产大尺寸电视机时,除了产品寿命需要考虑以外,还需要控制大画面无色差,达到均匀等问题。另外产品的长时间可信赖性也颇为重要。为攻克这些课题,估计还需要时日吧。

大规模应用需解决寿命问题

·OLED光源发展的一大困难是寿命,但是近两年白光OLED光源器件寿命还是得到了比较大的提升。
·OLED显示系统的使用寿命一直是一大难题。随着技术的不断突破,OLED显示系统寿命逐渐延长,在突破5万小时后,标志着OLED将可以成熟应用于多种显示产品。

万博泉

尽管器件寿命是白光OLED光源发展的一大困难,但是近两年白光OLED光源器件寿命还是得到了比较大的提升。柯尼卡美能达技术中心开发的白光器件寿命在初始亮度为1000cd/m 2下能达到10000小时。日本出光兴产报道的白光器件发光寿命在初始亮度为1000cd/m 2下能达到23000小时。
在固态平面照明应用方面,维信诺的低成本白光OLED照明技术在寿命方面已经取得了突破性进展,在不久的将来,将率先实现商业化应用。维信诺公司在白光OLED照明方面的研究走在了国际前列,并取得了突破性成果。今年5月清华大学和维信诺宣布,OLED白光照明产品在1000cd/m 2初始亮度下,寿命超过了10万小时,这是全球业界的最高纪录。清华大学和维信诺专注于OLED照明技术中的低成本和长寿命课题研究,在OLED白光照明的商业化应用方面也走在了国际前列,近期推出了几款OLED特殊照明灯具样品。在大尺寸方面,维信诺已经积累了众多技术储备,也做好了长期的规划。

林家兴

虽然AMOLED可发挥薄型化、高对比、高应答速度、广色域及省电的优势,在产品化的路上仍需与显示性能快速进步中的TFT-LCD直接竞争,并改善其大面积化制作成本及寿命问题之后,方有机会占有一席之地。
OLED的目标市场,短期之内仍以5英寸以下小尺寸面板为主要应用。在大尺寸AMOLED显示器方面,以日本索尼最为积极,除了展出11英寸与27英寸两款AMOLEDTV原型外,并于2007年12月正式量产11英寸的OLEDTV产品。

爱普生

此前,OLED显示系统的使用寿命一直是一大难题。随着技术的不断突破,OLED显示系统寿命逐渐延长,在突破5万小时后,标志着OLED将可以成熟应用于多种显示产品。
从目前OLED的大屏幕化和成品化速度看,OLED与液晶、PDP之间的决战日期将继续延后。而爱普生推出的高品质OLED面板则有望在一些专业应用中打开突破口。在影像、汽车、高品质显示等领域,对显示质量相当敏感的用户会抛开价格因素,用OLED来提升自己的工作效率或品味。

酒井功

将OLED技术应用于大型电视机时,在产品寿命、可信赖性和量产化等方面,还有不少技术难题有待克服:一是使用寿命不长。一部手机采用OLED技术后,如将光强度设定为150坎德拉,其使用寿命为3年(20000小时),寿命是目前的液晶屏的一半。二是实现大型化困难。三是画面产生黑点。目前采用OLED的手机,出现画面很快变暗的情况。为防止画面产生黑点,需设法延长产品寿命。

朴圣洙

OLED具有全彩自发光显示、不需背光模块等特点,整个模块比LCD更为轻薄,此外,OLED更具有超广视角、高对比、分辨率佳与反应速度快等特性,被喻为未来显示技术。这些都是OLED的优势,然而,在成本控制上,相较于其他的显示技术是劣势的。
以OLED技术开发的面板在数码相机、移动电话与其他使用小屏幕的装置上已经运用有一段时间了,尽管目前市场上使用OLED面板的产品不多,但OLED在各个应用领域上应用是没有任何困难的,各大厂也展现很大的决心开发OLED技术与产品,期待能与TFT-LCD竞争。

  OLED发展需要良好产业环境

·处于技术成长期以及产业化初期的OLED具有技术和资金密集型产业的特点,同时还属于政策密集型产业。
·为了分散风险许多厂商的策略由单打独斗转向联合结盟。

万博泉

平板显示产业是一个技术密集、资金密集的产业。处于技术成长期以及产业化初期的OLED产业,则不仅具有技术和资金密集型产业的特点,同时还属于政策密集型产业。由于处在技术成长期和产业化初期的OLED产业尚存在较大的风险,企业的市场融资能力相对较弱。而OLED产业的发展,无论是研发还是生产线建设,都需要大量的资金投入。如何让OLED这一具有高度技术关联性和产业带动性的重大战略产业走出困境?对此,韩国、日本、德国等均制定了针对OLED等新型平板显示产业的发展计划,为OLED的发展创造良好的环境。在我国的OLED技术发展中,各级政府部门给予了相当大的关注和支持,从技术和人才两方面为我国OLED产业的发展奠定了良好的基础。这对缩短我国OLED研发与产业化之间的距离产生了重要的推动作用。

谢勤益

在目前TFT-LCD产业逐渐往大者恒大、小者恒弱的状况发展之下,OLED提供了一些想要持续进军平板显示器产业确来不及参与TFT-LCD产业的厂商极大的机会,也让许多没有自建TFT-LCD面板产能的电视厂商如索尼、日立、东芝、松下等开始重新发展OLED。目前索尼与东芝也都宣布了新一轮大尺寸AMOLED的建厂与量产计划。而为了分散风险,避免重蹈覆辙,许多厂商的策略由单打独斗转向联合结盟。这种新百家争鸣的情形,也希望能逐渐让OLED摆脱既美丽又哀愁的宿命,渐渐迈向新的光明,成为名副其实的梦幻显示器。

爱普生

目前OLED产品化存在三大难题:一是大屏幕化,二是产品使用寿命,三是成本问题。同传统显示器产业一样,OLED产业是一个技术和资金密集型的产业,进入门槛较高。竞争主要因素在于技术创新能力、资本投入能力、市场开拓能力、成本控制能力、供应链管理能力和队伍建设能力等方面。同传统显示器产业不同的是,OLED技术仍然处在发展期,主要表现在两个方面:一是OLED仍有很多关键技术处于空白状态,无法最大限度发挥出OLED的技术特点和优势;二是不论是产品开发还是产业化技术,仍没有完全成熟的标准方案,OLED设备已经能够满足大规模生产要求,但还没有标准化,设备厂家对OLED生产技术的了解远不如拥有长期研发和中试生产经验的OLED业者。

朴圣洙

一个新技术或新产品的发展是否完整或快速,通常取决于整个市场所投入的资源多寡,相较于TFT-LCD产业,OLED厂商不管在投入的厂商数、资金、研发人力与时间等,都是相对少得很多,再加上OLED厂商在采用的技术上仍不一致,这也使得在整个产业链的发展、原料及设备的开发上,无法让资源集中,并取得较为快速的发展。近期,有许多厂商都宣称即将重新投入OLED技术的开发,日本厂商更组合了策略联盟,预期都将使整个OLED市场更为成熟壮大。近期国际大厂纷纷推出相关应用产品或宣称即将推出具备OLED技术的面板,显然厂商们还是充满了信心的。


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