OLED成本的确是很高,目前还没有哪家厂能够把大面板OLED的成本降到一般消费者买得起的水平的。日前日经新闻还报道了三星即将暂停对AMOLED电视面板的研发投入,基本存活的也就是使用和另外几家不同技术的LG Display了。立志自主研发新路线的索尼和松下成本下不来很正常,出于公司经营情况而停止投入也并不是不可以理解。虽然我本人不是做工艺的,但单从器件制备的角度谈一谈LCD和OLED的成本差异在哪里,以及个人对这个技术到底有没有前景的一些看法。
1、驱动单元器件的要求不一样。
LCD由于靠液晶分子的旋转来控制透光的效率,达到亮度、灰度和颜色的控制。液晶分子的旋转在比较低的电压(2~10V)下就可以完成,因此LCD面板普遍使用成本比较低的非晶硅作为驱动单元(准确说是TFT)的材料,对材料的厚度一致性要求也没有那么高。非晶硅怎么做呢?多半是使用的低温下的化学气相沉积法(CVD法)在玻璃上生长。CVD法基本要做多大就可以做多大,成本比较低。
OLED是有机二极管自发光,对电压要求就高很多,驱动电压至少在10V以上,多数要到15V甚至更高。一般的非晶硅TFT很难达到这么高的驱动电压,因为非晶硅本身载流子迁移率很低而电阻很大,但OLED在工作时的电阻是比较小的。如果硬要用它来驱动OLED,会需要施加一个远高于OLED工作电压的电源电压,那样整个器件被击穿而坏掉的风险就很大。因此OLED需要使用迁移率更高的低温多晶硅(LTPS)或者非晶铟镓掺杂的氧化锌(IGZO)等新材料和新工艺,但是它们都很贵……
2、OLED的有机层制备要求
LCD中的液晶虽然是有机分子,但由于它们不需要导电,因此均匀涂抹上去就可以了,工艺成本比较低。OLED就不得了了,因为有机层是OLED的组成部分,厚度只有几纳米厚,而且需要均匀一致。通常制备这么薄的均匀的有机层要使用真空蒸镀的方法,需要放在密闭的真空设备里面完成。真空设备嘛……小面板用的小真空腔还好说,大面板用的超大型真空设备成本就很不得了了。我会告诉你我们大学实验室做1厘米见方的多源真空蒸镀仪器就要占地三平米,这么小的仪器光真空泵就要近千万日元好么。做55寸大彩电的真空设备要多贵我是想象不出来。
另外,就算如此,也无法保证大面板的一致性,因此会造成良品率的问题。有机分子薄膜的制备比无机材料困难,原因在于有机分子在玻璃上的吸附力相对较弱,容易在生产过程中脱离,导致制造缺陷。因此手机平板用的小面板的成品率虽然尚可,但是电视用的大面板OLED一直都非常困难。这就是为什么一般消费者买得起OLED面板的手机等设备(例如三星手机和PSV1000),但是买不起大面板的电视。
此外涉及到三星和LG的区别。三星的OLED电视成本比LG高,主要原因是三星使用的事RGB三种颜色的OLED,需要先制造一种,然后把像素用遮盖的模板盖起来,然后制造第二种,再盖起来制造第三种。这种方式虽然能最大限度利用三色OLED的光源效率,色彩亮度很高,但缺点也显而易见。第一是成本极高,模板本身也很贵;第二是良品率差,因为要模板对准的精度并不理想;第三是分辨率上不去,因为分辨率越高需要的模板越精细;第四是偏色,因为RGB三种颜色的OLED寿命不一样,为了避免蓝光像素死得早,三星通常都把蓝色的OLED亮度调低,于是多数人都觉得三星的OLED偏橙色。LG的方式是WRGB,先在底下制造发白光的OLED,然后在上面加红绿蓝的滤光片,类似于现在LCD屏幕的做法。这种方式成本低且分辨率可以做的更高一些,但光源效率差。
LG似乎是申请了WRGB-OLED的专利,所以索尼和松下应该不可能走这条路。于是只能选择成本更高的另一条路……总体来说基本现在市面上比较便宜的OLED屏幕都是LG方式的,因为成本低。
左图是LG方式OLED,右图是其他公司的
3、封装方式
OLED器件多数对于氧气敏感,需要无氧密封。无氧至少要抽真空,抽真空很贵,以上。
4、OLED电视技术的未来
综上所言,OLED电视的成本目前是远高于LCD电视的,而且LCD技术还在进一步发展,向更精细化的4K分辨率甚至8K分辨率前进。OLED领先LCD的轻薄优势,也在新的LED-LCD技术面前占不到很大的便宜。OLED的色彩亮度对比度和可视角度等优势,在LCD推进使用IGZO等新材料的现在,优势也越来越不显著。如果不能从成本上下功夫,OLED的前景的确是比较堪忧的。
事实上,比OLED更真实色彩更好的显示技术也并不是没有,例如松下等公司曾推出的等离子电视,以及索尼曾在数年前展出过的Crytal LED技术(无机LED电视),还有高通和合作方推出的微电机开关(MEMS)技术等等。但撇开成本谈未来都是扯淡,消费者要的是物美价廉,东西再好,太贵了也是卖不出去的。
个人觉得OLED的未来还是在小面板,小面板上OLED可以做得非常精细,例如索尼的头戴显示器就用了720p分辨率的两块小型OLED面板,其微单相机的电子取景器上应该也是OLED面板。OLED做大面板就是用自己的短处去拼别人的长处,有些吃力不讨好的感觉。
— 完 —
本文作者:韦嵥
【知乎日报】
你都看到这啦,快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)
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