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【導語】不斷成熟的OLED-like LCD技術就成了液晶的關鍵救命稻草
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OLED-like技術: 液晶時代新希望嗎?

來源:投影時代 更新日期:2017-11-07 作者:那山那水
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第178期

    未來彩電顯示究竟是OLED的天下,還是另有“王者”。這個爭議一直沒有答案。尤其是在OLED大尺寸量產產品成本、亮度和灼屏憂慮并存的背景下,不斷提升液晶產品的性能,成為了更為實際的選項。而近年來不斷成熟的OLED-like LCD技術就成了關鍵救命稻草。

OLED顯示出色的柔性性能

    OLED的優缺點究竟有哪些

    在廠商的宣傳中,OLED顯示彩電技術幾乎是完美的。包括色彩、對比度、反應速度、HDR、超薄和柔性化等,都是今天主流的液晶彩電產品難以企及,或者擁有相當大差距的。

    首先,色彩上,OLED的自發光特點,以及未來RGB OLED拋棄彩色濾光膜技術的特點,使得這項產品可以實現更高的色域標準。同時,不斷改進的OLED材料技術,也能夠為OLED提供不斷提升的色彩表現空間。

    第二,對比度上,OLED是自發光顯示。因此可以徹底關閉某一個像素點。進而得到幾乎無窮大的對比度效果。同時,在環境光處理方面,OLED屏不需要考慮液晶屏那種“單向透光”結構,可以采用更多一點的技術,這也強化了實際應用環境中OLED顯示的對比度優勢。

    第三,反應速度上,OLED作為半導體發光器件,可以輕松達到壓毫秒級別;而液晶產品卻只能達到毫米級別——這是十倍,乃至百倍的速度差異。

    第四,在HDR技術的支持方面,OLED每一個點都獨立發光;液晶依靠整體背光源發光。這使得理論上OLED總是支持更多的分區HDR調節。

    第五,在輕薄方面,OLED彩電和顯示產品是毫米級別的,以至于3-4毫米,甚至更薄的電視機都有可能實現。液晶電視由于必須在屏幕后面有一個背光源結構,所以其整體厚度始終會大于OLED。

    第六,在柔性化上,OLED可以實現從基板到發光材料的有機化,進而滿足柔性顯示的需要。目前,手機用柔性屏已經大規模量產。彩電用柔性OLED產品也已經在研發。LG則率先推出雙曲面化的OLED商用顯示產品。

    當然,在討論了以上眾多OLED的優勢之后,也需要說說OLED的缺點:第一,OLED暫時成本更貴、工藝穩定性較差、大尺寸產能很有限,RGB大尺寸OLED技術遲遲未能突破——這些問題的解決有待于印刷OLED工藝的成熟。

    第二,OLED的亮度問題不及液晶。作為背光源系的顯示技術,液晶在亮度指標上很容易突破極限。而OLED則需要權衡亮度、對比度、色彩、壽命等因素,這是OLED的一個天然弱勢。

    第三,OLED作為自發光產品,其像素點面臨更多非均勻老化的問題。包括RGB產品的分色不均勻老化;以及在整個畫面上的局部像素不均勻老化——即灼屏(燒屏,又稱殘影)問題。雖然以下技術,比如固定畫面位移,像素工作狀態優化算法等可改善這一情景,但是在灼屏問題上,OLED會始終比液晶要嚴重一些。

    所以,OLED雖然是一項很棒的新技術,但是卻并非理想中那么完美。尤其是目前彩電所用的白光OLED+彩色濾光膜的技術,又阻礙了OLED一些優勢的發揮,更使得液晶顯示看到了“抗衡OLED”的希望。

    液晶顯示不甘落后,何種進步可抗衡OLED

    對于液晶顯示而言,其也具有一些天然的優勢。這些優勢如,1.產業成熟度造成的成本優勢,2.不用擔心灼屏問題,3.在LED背光源支持下更高的亮度表現和壽命優勢——這三個優勢是液晶的競爭基本盤,是OLED很難翻盤的方面。

    但是,除此之外,液晶技術的進步也創造了很多新的奇跡:

    第一, 超薄性能的提升。2015年開始索尼推出4毫米級別的液晶彩電技術。目前這一級別的液晶電視產品已經逐漸成熟。超薄液晶的關鍵技術就是超薄背光源和全貼合背光-屏幕組合技術。前者主要是MINI-led 晶體,以及Chip Scale Package(CSP,芯片級封裝) 封裝。CSP這項技術降低了背光源厚度超過三分之一。全貼合技術則發展于手機等觸摸類顯示產品的“觸屏”結合技術。同時,新的背光源亦采用更薄的導光板產品,例如康寧的玻璃導光板。這些新技術工藝結合在一起,至少實現了亞厘米級別的液晶電視厚度——OLED的超薄優勢不在那么明顯。

    第二, 液晶的柔性化過程。OLED電視和顯示設備可以柔性化。這一直被認為是OLED顯示的巨大優勢。因為液晶顯示產品需要用到一個背光源——背光源能否柔性化成為制約液晶柔性化的關鍵。

    從屏幕技術自身看,液晶和OLED采用樹脂基板,而非玻璃基板都能做成柔性化的產品。但是,液晶背光源在柔性化的時候,涉及到包括PCB電路板柔性化、導光板柔性化、LED晶體顆粒在柔性變形中的適應性、柔性變形中背光源的均勻性等問題。這使得液晶柔性化比OLED更為復雜。

    不過,隨著MINI-led晶體技術的發展,大量小晶體顆粒——通常為常規LED晶體幾十分之一、數百分之一大小的晶體顆粒——的設計,可以很好解決LED晶體在柔性變形中的適應性和背光源均勻性問題。雖然這些新的背光技術難以支持可折疊的液晶顯示產品出現,但是畢竟OLED可折疊產品也只是一個概念,未來未必成為現實。尤其是在彩電上,完全可折疊的OLED不僅離實現很遠,而且看不到多大的現實意義。

    第三, MINI-led晶體背光源產品帶給液晶技術的另一個優勢是更為精細的HDR分區。液晶產品在HDR分區上的規模和精細度,實際上是背光源亮度區域調節的規模和精細度。MINI-led晶體,把側邊背光源幾十顆的LED燈珠,變成了直下背光源數千顆、數萬顆,甚至更多的燈珠,其HDR精細度達到前所未有水平——雖然不像OLED理論值的逐像素調節,但是至少足以滿足未來HDR影像信號對調節區間的極致需要。

    第四, 在對比度指標上,液晶無法對抗OLED無窮大的理論值。但是,一方面,現實應用中有環境光問題,壓根不存在無窮大的對比度;另一方面,對比度的極限也應在人眼可觀測范圍內才有意義。

    這方面,液晶利用自身比OLED更高一些的亮度,實現對環境光的適應和視覺視場明亮感的提升,也可創造不錯的畫面效果。事實上,OLED的對比度優勢,更多是理論極限性的,而非現實應用中的感受。

    第五, 在顯示色彩上,目前白光+彩色濾光膜的OLED技術,無法與QLED背光源液晶技術形成對抗優勢。實際上,通過不斷改進背光源色彩水平,液晶的色彩效果一致在持續進步。而且包括qled材料的改進、LED發光技術的改進、各種光學薄膜效果的改進,已經證明液晶色彩局限性并非“天然瓶頸”——液晶的色彩取決于背光源而非液晶技術本身,用液晶和OLED比色彩本不科學,真正要對比的是OLED與液晶背光源誰的色彩更強悍。

    綜上所述,在超薄、柔性、HDR、對比度、色彩等指標上,背光源技術的進步都可以幫上液晶大忙——所以,業內有了OLED-like 背光源的概念,即讓液晶電視表現如同OLED一般的背光源技術。這種背光源技術的核心包括全貼合、大量芯片級封裝的直下式的MINI-led晶體、柔性化組件、QLED色彩加強技術、更高的HDR調節和亮度、光效支持、超薄設計等等。

    總之,在OLED-like新技術的加持下,OLED眾多傳統優勢可能只剩下反應速度一個;液晶則具有成本經濟性、亮度、不燒屏等三個固有優勢。這使得OLED彩電與液晶彩電在“性能對比”上的可接受性出現巨大變化,甚至逆轉。同時更給OLED大尺寸產品的發展帶來了巨大的不確定性。

    未來誰屬,OLED-like有其巨大缺點

    OLED-like背光源技術,可以讓液晶顯示產品在除了反應速度外的諸多特性上與OLED顯示技術幾乎效果一致,且能保留液晶低成本的產業成熟性、高亮度、無燒屏的優勢。這個OLED-like看起來是如此完美!

    但是,這個世界不會允許“完美”的技術存在。OLED-like必然有他的缺點——這些缺點包括,OLED-like比傳統LED背光源一定更貴。例如,mini-LED晶體導致的晶體轉移與安裝的技術難度和工作量提升、更多的薄型設計的光學組件的成本提升、如果要進行柔性化開發,高色彩設計,還需要增加更多新技術。這些變化都意味著成本的增長。

    即,OLED-like不是一個貨架上的高度成熟和經濟化的技術,他和OLED顯示自身一樣,是一個發展中的技術。“發展中”的特征決定了技術到產品實現的成本必然增加。這會損傷液晶顯示的成本優勢。

    同時,OLED-like技術無法改變液晶產品自身的“問題”。即OLED-like無論如何發展,其產品依然會繼承液晶顯示在反應速度上的劣勢。且OLED-like依然是背光源技術,他無法改變液晶產品因為具有背光源而在復雜性、厚度和成本上的增加。

    綜合來看,OLED-like所能帶來的改善必須與液晶自身的成本優勢結合,才具有競爭力。而OLED-like本身則是增加成本的技術。所以,市場對這種新技術路線的發展并沒有表現出完全的“認可”。

    業內更多人士認為,OLED的發展和液晶取代CRT技術不同:液晶對比CRT“大屁股”的優勢非常巨大,應用場景完全不同,因此行業對未來方向看的非常清楚,產業投資表現出線性加碼的特征。

    在OLED產品上,目前投資集中在中小尺寸的6代線,應用集中在手機產品上。且大多數投資都是近兩年內形成的。——這一局面的關鍵是,三星通過長達八九年的時間,證明了中小尺寸產品上OLED的可行性,并達到了相當的產業技術成熟度,實現了極高的產品經濟性。或者說,后來者的投資不僅是“一窩蜂的集中投入”,且均沒有產業方向性的技術顧慮,還帶有成本經濟性已經實現的“普及化光環”。

    在大型彩電產品的應用上,OLED亦很可能重復中小尺寸市場的老路。更多廠商會去等到一個品牌證明技術可靠性、成熟性和可用性后,然后才會觸發整個產業性的大規模投資。

    為何OLED上行業投資如此謹慎呢?因為,OLED和液晶的相似度非常之高,應用替代性幾乎是100%。尤其是在OLED-like概念加持之下,液晶的預期生存能力有顯著加強。這必然導致彩電等中大尺寸應用中,OLED和液晶之間的技術路線焦灼期會更長。

    當然,未來顯示市場還有另一個全行業性的變數:即印刷顯示技術的成熟。如果印刷工藝成熟,OLED或者QLED自發光顯示,則可以很快確立對“液晶+背光源”產品的“成本競爭力”。那時候,再好的背光源改進技術也都會是“應用市場的雞肋”。

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