OLED大有可為

如果你的智能手機(jī)屏幕看起來(lái)特別明亮鮮艷，那么它一定是OLED手機(jī)。目前，三星Galaxy S、谷歌Nexus S和HTC Droid Incredible等智能手機(jī)都在使用OLED屏幕，這種非傳統(tǒng)的顯示屏更快、更薄、更輕，提供了更鮮艷的色彩和更高的對(duì)比度，耗電量只有普通LCD屏幕的四分之一。

OLED問(wèn)世已有十多個(gè)年頭，但在近幾年才流行起來(lái)，不過(guò)只能用于尺寸很小的屏幕。調(diào)研公司DisplaySearch聲稱，采用OLED的手機(jī)在2010年的出貨量超過(guò)了4000萬(wàn)部，今年的出貨量會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。

現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)已準(zhǔn)備好從手機(jī)市場(chǎng)拓展到平板電腦、電視機(jī)及更多設(shè)備，但前提是廠商們能夠降低OLED屏幕的生產(chǎn)成本——目前OLED屏幕的成本遠(yuǎn)高于液晶屏。

OLED還有另一個(gè)出色的特性：屏幕介質(zhì)可以做在柔性基板上，比如塑料或可彎曲的金屬薄片上，而不是像液晶屏那樣做在易碎、剛性的玻璃基板上。這為未來(lái)輕薄牢固的新一代屏幕奠定了基礎(chǔ)，并且為柔韌的可彎曲屏幕，甚至可卷曲的屏幕鋪平了道路。

大尺寸仍是瓶頸

OLED屏幕與液晶屏一樣，使用做在玻璃上的TFT陣列為屏幕介質(zhì)通電，由于組成OLED屏幕介質(zhì)的有機(jī)材料可發(fā)出紅、綠、藍(lán)三色光，且不必像液晶屏那樣穿透濾色片，因此，OLED屏幕具有既明亮又節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，OLED還比液晶屏和等離子電視屏幕視角更寬廣、色彩和對(duì)比度更好，響應(yīng)時(shí)間也更短。雖然目前液晶屏的響應(yīng)時(shí)間已縮短到2毫秒~30毫秒，但OLED的響應(yīng)時(shí)間只有2微秒。Insight Media公司的分析師Steve Sechrist說(shuō)；“它不僅僅是很快，而是快如閃電。” OLED技術(shù)提供商美國(guó)環(huán)宇顯示公司（UDC）的副總裁兼總經(jīng)理Janice Mahon說(shuō)：“OLED的響應(yīng)速度就算不比液晶屏快上千倍，至少也要快幾百倍。”

作為基于OLED的智能手機(jī)領(lǐng)域的早期領(lǐng)導(dǎo)廠商，三星率先將魔幻炫屏（Super AMOLED）技術(shù)應(yīng)用在Galaxy S等智能手機(jī)上。由于把觸摸傳感器集成到了OLED面板的“三明治夾層”中，不再需要單獨(dú)的塑料或玻璃觸摸層，屏幕整體顯得更薄。三星聲稱，下一代Super AMOLED Plus屏幕增加了子像素的數(shù)量，圖像更清晰，在陽(yáng)光直射的環(huán)境下也更容易看清。Super AMOLED Plus屏幕會(huì)逐漸配備三星的智能手機(jī)，如4G LTE、Galaxy S II 和Infuse 4G。

遺憾的是，到目前為止，批量生產(chǎn)的OLED屏幕只有幾英寸大小，如果廠商能夠生產(chǎn)出大尺寸的OLED屏幕，一個(gè)龐大的市場(chǎng)就在眼前。為了突破技術(shù)瓶頸，三星、LG Display和友達(dá)光電（AUO）等廠商競(jìng)相制造下一代生產(chǎn)設(shè)施，旨在逐步加大屏幕尺寸，直到OLED屏幕能夠支持電視尺寸。

廠商們?cè)噲D制造更大尺寸屏幕的舉動(dòng)時(shí)續(xù)時(shí)斷。早在2008年，索尼就推出了11英寸的OLED電視XEL-1，高達(dá)2499美元的價(jià)格使其在2010年突然撤出市場(chǎng)。2010年4月，索尼推出了價(jià)格高達(dá)3549美元、面向?qū)I(yè)視頻制作人員的7.4英寸OLED顯示器PVM-740。但索尼發(fā)言人說(shuō)：“我們目前沒(méi)有將產(chǎn)品投入市場(chǎng)的時(shí)間表。”

三星也曾推出過(guò)一款采用31英寸OLED屏幕的電視原型。DisplaySearch公司指出，2010年，各種類型和尺寸的OLED屏幕的銷售額比2009年增加了20%，達(dá)到10億美元；到2017年，這一數(shù)據(jù)將暴增到800億美元。

目前，三星占據(jù)了OLED市場(chǎng)的半壁江山，大多數(shù)OLED用在智能手機(jī)等小屏幕設(shè)備上。市場(chǎng)調(diào)研公司iSuppli稱， 2010年出貨的4600萬(wàn)塊屏幕中，三星一家的供應(yīng)量就占到了近90%。雖然其他廠商在紛紛準(zhǔn)備建廠，但“三星是惟一實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的廠商”，分析師Vinita Jakhanwal說(shuō)。今年晚些時(shí)候，一家耗資20億美元的新建工廠將投入生產(chǎn)，三星的產(chǎn)能即將翻番。三星發(fā)言人表示，預(yù)計(jì)到2015年，三星OLED面板的出貨量會(huì)猛增35倍，達(dá)到7億塊。

目前，下一代OLED屏幕肯定不會(huì)大到足以用在電視上，但今年晚些時(shí)候，三星的5英寸至7英寸OLED屏幕將取代7英寸Galaxy Tab等小型平板電腦上的液晶屏。

差速老化是癥結(jié)所在

但是廠商們能克服批量生產(chǎn)更大尺寸屏幕面臨的種種障礙，滿足要求更高的應(yīng)用環(huán)境嗎？DisplaySearch公司新興顯示技術(shù)副總裁Jennifer Colegrove表示，即使在智能手機(jī)大小的屏幕上，基于OLED的屏幕的生產(chǎn)成本也要比同類的液晶屏貴20%至25%，這一成本通常會(huì)轉(zhuǎn)嫁到消費(fèi)者頭上。她補(bǔ)充說(shuō)，如果尺寸大于10英寸，OLED屏幕的成本更要高出500%。

但Colegrove表示，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)在成本上更加具有競(jìng)爭(zhēng)力，因?yàn)镺LED屏幕的結(jié)構(gòu)制造起來(lái)要比液晶屏更加簡(jiǎn)單。

OLED的另一個(gè)缺點(diǎn)是生成紅綠藍(lán)三種顏色的有機(jī)材料的壽命長(zhǎng)短不一，這被稱為差速老化（differential aging），其中，藍(lán)色材料是OLED的問(wèn)題所在。

例如環(huán)宇顯示公司生產(chǎn)的磷光OLED，其材料能生成壽命長(zhǎng)達(dá)“幾十萬(wàn)個(gè)小時(shí)”的綠色和紅色光，被廣泛應(yīng)用于許多廠商設(shè)計(jì)的OLED屏幕上。但該公司還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出產(chǎn)生藍(lán)色光壽命比較長(zhǎng)的產(chǎn)品，目前，屏幕廠商們采用的熒光OLED技術(shù)，藍(lán)色光材料的壽命只有大約5萬(wàn)個(gè)小時(shí)。

使用強(qiáng)烈色彩的應(yīng)用環(huán)境會(huì)更快地縮短O(píng)LED屏幕的色彩壽命。使用藍(lán)色背景的應(yīng)用環(huán)境會(huì)加劇差速老化問(wèn)題，白色背景的應(yīng)用環(huán)境更是OLED屏幕的致命傷，因?yàn)樯砂咨庖蠹t色、綠色和藍(lán)色三色光同時(shí)開(kāi)啟，不僅耗電量更大，更會(huì)嚴(yán)重縮短O(píng)LED屏幕壽命。

環(huán)宇顯示公司的Mahon表示，目前這一代的OLED屏幕已經(jīng)超過(guò)對(duì)移動(dòng)應(yīng)用環(huán)境的要求，對(duì)電視來(lái)說(shuō)“綽綽有余”。但是三星及其他OLED屏幕廠商要求針對(duì)電視和其他更加苛刻的應(yīng)用環(huán)境，生產(chǎn)壽命更長(zhǎng)的藍(lán)色材料產(chǎn)品。Mahon表示，環(huán)宇顯示正在開(kāi)展這方面的工作，但到目前為止，還是不能突破藍(lán)色材料5萬(wàn)小時(shí)的大關(guān)。

柔性面板蓄勢(shì)待發(fā)

如果能夠克服差速老化問(wèn)題和大尺寸屏幕的量產(chǎn)問(wèn)題，相信大部分廠商都會(huì)拋棄傳統(tǒng)的玻璃基板TFT背板，改用更薄、更輕、更耐用的柔性塑料或金屬薄片作為屏幕基板。

研究人員表示，由于采用了基于印刷的“卷繞式”（roll-to-roll）制造工藝，把晶體管陣列嵌入到基板上，而不是采用傳統(tǒng)的掩膜對(duì)準(zhǔn)（mask alignment）獨(dú)立工藝，柔性O(shè)LED的生產(chǎn)成本有可能低于液晶屏。

目前，三星、索尼及其他廠商已經(jīng)演示了柔性O(shè)LED屏幕產(chǎn)品；環(huán)宇顯示公司也一直在與LG Display合作，為很看重柔性背板耐用性的美國(guó)陸軍和空軍供應(yīng)屏幕原型。

Mahon表示，面向軍隊(duì)的屏幕原型比普通OLED要薄一點(diǎn)、略微彎曲，不過(guò)仍裝在剛性外殼里面。“隨著技術(shù)變得更加成熟，我們會(huì)讓它適合半徑范圍更小的部件，生產(chǎn)出卷繞10萬(wàn)次都不會(huì)壞的部件。”

但批量生產(chǎn)真正的柔韌屏幕或彎曲幅度更大的產(chǎn)品還要再過(guò)幾年。DisplaySearch公司的Colegrove認(rèn)為，這至少要在三四年之后。她表示，與環(huán)宇顯示公司的原型一樣，未來(lái)的柔性屏幕很可能與剛性框架集成，以凸顯客戶看重的耐用性和輕薄性等特性。

從短期來(lái)看，能彎曲的OLED屏幕將為我們帶來(lái)采用全新屏幕設(shè)計(jì)的OLED智能手機(jī)。例如谷歌的Nexus S，就采用了略微彎曲的玻璃屏幕。

拋開(kāi)技術(shù)障礙不說(shuō)，廠商們只有看到龐大的市場(chǎng)需要，才會(huì)開(kāi)始批量生產(chǎn)任何一種新型屏幕。就平板OLED屏幕而言，其市場(chǎng)在于手機(jī)和電視；就柔性O(shè)LED而言，其市場(chǎng)目前還是個(gè)未知數(shù)。

而就算現(xiàn)在有一個(gè)誘人的市場(chǎng)，OLED廠商們也還沒(méi)有完全做好生產(chǎn)的準(zhǔn)備。Insight Media公司的Werner表示，三星等OLED廠商正忙于將使用玻璃基板的新“第5.5代”生產(chǎn)設(shè)施投入運(yùn)行，“我認(rèn)為我們?cè)?012年下半年之前看不到任何批量生產(chǎn)的柔性O(shè)LED，在2012年之后也許也看不到。”

不過(guò)，即使柔性屏幕還要再過(guò)一兩年才問(wèn)世，但OLED已牢牢站穩(wěn)了腳跟。只是由于市場(chǎng)供應(yīng)狀況一直吃緊，才限制了采用這項(xiàng)技術(shù)的手機(jī)的數(shù)量。Insight Media公司的Sechrist說(shuō)：“三星為其客戶供應(yīng)的OLED數(shù)量還不夠多。”

但三星和LG Display已經(jīng)承諾，今年晚些時(shí)候，新建生產(chǎn)工廠將投入運(yùn)行，屆時(shí)將能夠量產(chǎn)支持小型平板電腦尺寸的OLED屏幕，友達(dá)光電等臺(tái)灣公司也在加大OLED方面的投入，相信采用OLED屏幕的產(chǎn)品在今年晚些時(shí)候?qū)㈤_(kāi)始大批量出現(xiàn)在相機(jī)和智能手機(jī)中。DisplaySearch預(yù)測(cè)，第一批OLED平板電腦設(shè)備會(huì)在今年年底前進(jìn)入市場(chǎng)。

Sechrist說(shuō)：“OLED是小尺寸屏幕的未來(lái)，我們已經(jīng)在筆記本電腦中看到了OLED的原型。未來(lái)，連蘋(píng)果都可能向這一方向邁進(jìn)。”

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OLED屏幕的三明治夾層結(jié)構(gòu)

美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)柔性屏幕研究中心主任Nicholas Colaneri表示，平板屏幕是一種復(fù)雜的三明治夾層結(jié)構(gòu)，由多種材料組成。以目前常見(jiàn)的液晶屏為例，屏幕的底層通常是玻璃材質(zhì)的基板，廠商在玻璃上面做了一層由硅制成的薄膜晶體管TFT，負(fù)責(zé)為其上的液晶體屏幕介質(zhì)層通電。“液晶體層的工作方式如同軟百葉簾。”Colaneri說(shuō)，裝在屏幕后面的背光設(shè)備透過(guò)液晶體發(fā)出光線，然后透過(guò)濾色片層生成紅、綠、藍(lán)三色像素，從而形成最終圖像。

OLED則不同，廠商把液晶體和濾色片換成從上到下的4層到7層的有機(jī)薄膜，它們夾在兩塊金屬觸片之間。這種薄膜的厚度只有幾千分之一埃（1埃＝0.1納米），大小只有液晶屏中液晶體的幾分之一。OLED屏幕通過(guò)向TFT層施加電壓，給OLED各層通電。Colaneri說(shuō)：“當(dāng)電流依次通過(guò)有機(jī)薄膜時(shí)，OLED屏幕就會(huì)發(fā)光。”因此，雖然OLED各層仍需要TFT層才能工作，但OLED屏幕的三明治夾層結(jié)構(gòu)使其不需要背光和濾色片層也能正常工作。