京东方研制AMQLED显示产品,与LCD/AMOLED何异?

日前(3月10日),京东方成功研制出5英寸主动式电致量子点发光显示产品(AMQLED),该产品是京东方承担的科技部国家重点研发计划“量子点发光显示关键材料与器件研究”项目的科研结果。

在LCD、OLED、AMOLED、PMOLED等种类面板已经让人眼花缭乱的情况下,京东方又推出一个AMQLED,那么这些屏幕,到底各有什么特点,我们日常每天都在使用的手机用的究竟是哪张屏幕呢?

AMOLED、PMOLED都属于OLED

OLED的英文全名是Organic Light Emitting Diode,翻译过来就是有机发光二极管。Organic 指的是有机,就是在正负极之间时间使用了一系列的有机薄膜材料,从而达到发光的目的。

OLED具有自发光、广视角、高对比度、低耗电、高响应速率、全彩化、制造简单等优点,因而被誉为下一代显示技术,三星、LG等国际面板大厂都非常重视OLED技术

OLED按驱动方式分类,可以分为AMOLED与PMOLED。区别在于一个是主动控制发光,一个是被动控制发光。AMOLED的英文全名为Active Matrix Organic Light Emitting Diode,意思是主动矩阵有机发光二极管。而PMOLED的英文全名为Passive Matrix Organic Light Emitting Diode,意思是被动矩阵有机发光二极管。PMOLED采用扫描的方式,需要瞬间产生较高的亮度,而且消耗电量高。此外,PMOLED的显示器件较易老化,寿命周期也较短。更关键的是这种技术不适合大尺寸高分辨率屏幕。

AMOLED由OLED和驱动器组成。在每个发光二极管上都加装了薄膜晶体管和电容层来控制有机发光二极管的亮度,从而实现更快速和更精确的像素发光控制。与PMOLED 相比,AMOLED 在能耗、显示质量和寿命周期上更具有优势,而且在大尺寸面板上,AMOLED也更具优势。

因此,AMOLED越来越受青睐,商业上的需求量也不断增大,在大约五、六年前AMOLED产值就已经超越了PMOLED。而如今三星、LG将面板产能转向OLED,大家的第一反映也是三星、LG转产AMOLED面板。

LCD和OLED孰优孰劣

在2015年年底,京东方在合肥投资400亿元建设10.5代薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)生产线,用于生产65英寸以上大尺寸超高清液晶显示屏。在国内依旧在投资LCD的情况下,三星和LG已经将部分生产线产能转为OLED。那么,LCD和OLED到底各有什么优劣呢?

LCD的的结构有点类似三明治,上下层是玻璃基板,中间是薄膜晶体管和彩色滤光片,通过薄膜晶体管的信号与电压变化来控制像素点的显示效果。LCD液晶面板有数种分支,比如比较高端且显示效果较好的IPS,AFFS等。

这些LCD面板分支的显示细节不同,但本质上都是通过液晶的光学偏振特性,是对背光源进行特定的光谱吸收(选择性通过)来呈现不同的颜色。然而,因为偏振滤光的因素,LCD的光源效率至少折半,并且背光源的光谱特性,亮度会直接影响显示效果。

相比之下,高端OLED则是采用点阵主动发光技术,通过RGB三原色点阵主动发光(有一种廉价OLED技术,通过白光OLED和滤光层达到不同显色,类似LCD),以及不同强弱搭配来呈现不同颜色。

这种方式由于没有偏振滤光,所以光源效率更高,颜色纯粹。在亮度动态范围上,由于OLED采用主动发光技术,可以呈现更高明暗对比度,而不像LCD技术的暗场景实际上是对强背光源进行偏振阻隔,始终会有小比率泄露。

虽然最新LCD技术为了可视角度对点阵的3D构型,光电特性上做了一系列改良,但由于天生的多层滤光结构,在不同角度的视觉一致性上,LCD技术弱于表面发光的OLED技术。

由于LCD的光源实际上通过一系列LED光源(老式背光源为CCFL灯管,一般位于屏幕边缘)通过散射膜均匀散射在屏幕后,而装配的误差,形变等可能造成导光不均,屏幕亮度和色域一致性受到影响(采用LCD的设备,容易出现阴阳屏的问题,或者漏光的问题,就有这个因素)。

不过在显示色域上,当前的OLED和LCD 技术相当,尤其是采用RGB三色LED背光源的IPS LCD屏幕,其色域范围同OLED不相上下。由于不同于LCD的背光-滤光显示方式,因此OLED屏幕在超薄化,屏幕柔性化上,均要优于LCD屏幕。

虽然早期OLED由于主动发光材质特性,寿命和可靠性也并不如LCD屏幕,但随着OLED的大规模应用,以及技术的发展和时间的推移,OLED已经越来越成熟。

而且在OLED的应用上,三星和坑过HTC一把——三星虽然在OLED技术上领先,但当年自己却因为OLED技术的潜在隐患不敢在手机大量采用OLED技术,反而是HTC成了第一个量产使用OLED的品牌,三星在HTC团队协助下成功商业化OLED后,反而用各种借口和理由压缩对HTC出货,转而开始自己大规模使用OLED屏幕,这件也是让台湾IT行业耿耿于怀多年的事情......经过多年的大规模应用,经过几代改进,现在的OLED屏幕在正常使用下,寿命和成本已经不弱于LCD技术。

诚然,在整体产能上,OLED也无法与LCD竞争。LCD面板依旧是目前的主流。手机屏幕中既有LCD,比如诸多国产手机。也有OLED,比如在OLED颇有技术积累的三星,三星高端手机很多采用OLED屏幕。

AMOLED技术专利大多被国外垄断

AMOLED技术专利申请始于上世纪90年代,美国、韩国、日本申请的AMOLED专利占有情况超过了专利总量的半壁江山,就OLED技术以及上游设备等方面,就专利的公司占有情况来说,更是高度垄断于少数几个公司,比如三星的OLED专利和技术上一家独大,佳能旗下Tokki垄断蒸镀机等。

在技术专利高度被国外垄断的情况下,经过多年量产化和升级,OLED屏幕在成本和功耗上已经接近LCD屏幕。这就给依旧以LCD为主的国内面板企业带来了一定危机感——实际上中国在这个业内的竞争,是通过成熟的LCD来培养产业,在这个基础上,逐渐从少数公司对OLED垄断下逐渐提升在OLED领域的竞争力,甚至开发新技术,力图弯道超车。

而本次京东方承担的科技部国家重点研发计划“量子点发光显示关键材料与器件研究”项目开发出的5英寸AMQLED显示屏,则是面对国外企业在AMOLED专利上占据绝对优势的有益尝试——AMQLED的显示器件的结构类似于AMOLED,区别在于AMOLED的发光光源为有机发光材料,而AMQLED的发光光源为无机量子点。

更关键的是AMQLED可以实现全彩显示,其色域超过100%。相比于AMOLED更具有寿命长、色域广、成本低的潜在优势。特别是在在大尺寸主动式发光显示领域,AMQLED比AMOLED更具有比较优势。总而言之,AMQLED是有可能取代AMOLED的显示技术。

笔者认为,科技部国家重点研发计划“量子点发光显示关键材料与器件研究”项目的立项原因之一,不排除是为了避免遭遇国外 AMOLED专利讹诈,而AMQLED则有可能成为中国在面板业上弯道超车之举。(本文作者:铁流)

 



来源:雷锋网

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