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        從技術角度看,OLED能否取代LCD?

        來源: 時間:2022-05-08 15:44:34 瀏覽次數:

        目前,顯示市場主要是TFT-LCD(一種LCD顯示技術)和OLED這兩種技術在競爭。LCD成本低、壽命長,而OLED輕薄、功耗低、響應速度快。但是兩者也都有目前的工藝技術還無法克服的缺點。2016年,TFT-LCD技術的市場份額約為85%,OLED技術的市場份額約占15%。OLED技術經過20多年的發展,被普遍認為是最有希望的未來平板顯示技術,將最終取代LCD,就像液晶顯示取代顯像管顯示一樣。

        而有人認為從現在的市場規???,OLED技術和LCD技術還是并列發展的關系,LCD仍然是市場的主流,未來可能在細分領域上各有千秋,共存互補。本文對比了OLED技術和LCD技術的優勢和劣勢,討論了未來顯示技術的發展趨勢。




        構成材料:OLED結構簡單,工序少,藍光材料衰變致壽命較短

        LCD為上玻璃基板設置彩色濾光片,下玻璃基板設置薄膜晶體管,兩玻璃基板之間夾著液晶盒。其結構還包括偏光片、背光模組、擴散膜、導光板等,組成相對復雜。

        OLED結構簡單,僅有兩層薄膜和玻璃/塑料基板。無需背光模組,也沒有彩色濾光片、擴散膜、導光板等。所以由OLED制成的顯示器更薄,制作工序比LCD少,量產后成本可以明顯降低。

        OLED采用有機發光材料,結構簡單可實現自發光,然而OLED三種發光材料的壽命各不相同,藍光材料的衰變導致OLED壽命較短。其本質是高分子有機材料,而LCD采用的是無機藍光光源材料。有數據表明:在藍光發光材料壽命方面,LCD是OLED的5倍。LCD采用LED背光源,具有功耗小,使用壽命長等優點,但背光源仍然需要加入導光器件,使出射光更加均勻,但顯示結構變得更加復雜。


        顯示原理:OLED主動發光,比LCD亮度高,穩定性好

        OLED利用有機發光層的材料能階差,將釋放出來的能量轉化為光子,穩定性好,發光效率高。主動發光顯示,比LCD亮度更高。

        LCD使用LED背光源半導體PN結多數載流子和少數載流子的復合,將多余能量以光的形式釋放,光能轉化效率高,發光亮度均勻。其為非主動發光,使得動態對比度、寬容度等性能不如OLED。


        顯示性能:OLED功耗小、可視度高、可彎曲,但易與水氧反應失效

        相比OLED,LCD發展時間長,成本、壽命具有明顯優勢,但是其顯示需要背光通過液晶和配向膜等結構,輸出光線具有一定的方向性,導致可視角度小,響應速度較慢,看視頻會出現拖尾現象。因為其結構復雜,厚度較大,功耗不能做到很低。獨立的晶體管控制LCD的單元格構成的像素點,晶體管壞掉會導致屏幕壞點出現。OLED有機材料層很薄,響應速度快、色域寬,可以實現柔性顯示,但有機發光材料容易與環境中的水氧發生反應,而使得器件失效,使用壽命較短。


        應用領域:LCD涵蓋高中低端,OLED難以大尺寸化

        由于LCD顯示器像素點無間隔,相同尺寸可以容納高密度像素點,廣泛應用于高清電視和電腦,LCD背光源具有較高亮度,可用于室內大屏顯示。其在高、中、低端市場都有大量應用。OLED顯示無輻射、重量輕、功耗低、響應速度快,因此特別適用于數碼產品、儀器儀表等領域,近些年來,已經提前搶占LCD多種應用市場。目前,筆記本電腦、臺式電腦都已推出OLED產品,但是其成本較高還沒有實現大范圍應用。而且小分子發光層需要真空鍍膜,尺寸大需要很大的真空空間,目前技術還不能滿足,所以OLED難以大尺寸化應用。


        技術進展:LCD提高分辨率和畫質,OLED提高壽命和尺寸、降低成本

        京東方工程師觀察,近幾年LCD顯示技術在高畫質、低功耗以及功能集成等方面都呈現了跨越式的發展趨勢。由于虛擬顯示、裸眼3D顯示技術的帶動,高分辨率將會呈現更加迅速的發展勢頭。北京維信諾高級工程師根據國內外主要研究機構(三星、LG、松下等)的規劃歸納出,OLED器件的研究主要集中在低成本、高效率、長壽命、規?;?、大尺寸的生產工藝。


        研究統計:OLED專利論文增長率較高,但LCD仍然具有數量優勢

        我們利用LCD和OLED兩個關鍵詞,在國家知識產權局授權的專利統計系統和中國知網查詢,通過對比發現,國內歷年LCD的專利量和論文量相比OLED的具有絕對的領先優勢,這說明從事LCD研發的人員具有一定的數量優勢。LCD的專利量從2016年呈下降趨勢,論文量從2012年呈下降趨勢。OLED近三年專利量增長率遠遠高于LCD,從2011年開始,OLED的論文量增長率遠遠高于LCD,這也說明OLED技術發展潛力大,相對不成熟。



        總結

        LCD成本低、壽命長,而OLED輕薄、功耗低、響應速度快。但是兩者也都有目前的工藝技術還無法克服的缺陷。從構成材料、顯示原理、顯示性能來看,兩者并不存在類似膠卷相機和數碼相機一樣革命性的差距。目前的市場現狀,LCD還是主流顯示技術,OLED技術研發增長率較高,但LCD歷年的技術研發成果產出遠遠高于OLED,兩者都朝著克服自身缺陷的方向發展。

        從統計學的角度看,為什么OLED的技術迭代快到可以取代LCD?我們覺得這是一個小概率事件。未來,LCD和OLED更大的可能是在各自細分的應用領域繼續發光。

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