显示器面临抉择:加速有机EL还是重返液晶

2016-06-24 12:01:22来源: 技术在线
    显示器领域的世界最大规模学会“SID 2016”于5月22日~5月27日在美国旧金山举办。该会议以5月24~27日的研讨会为核心,另外还举办了周日短期会议(5月22日)、周一研讨会(5月23日)、展会(5月24~26日)、商务会议(5月23日)、投资者会议(5月24日),市场焦点会议(5月24~25日)等多种会议和活动。

笔者在花了一周时间参加这些活动之后,不禁重新思考了两个问题。一个是“显示器技术和产业如今正站在岔路口上”,另一个是“显示器还在进化”。在此次会议开幕前,有机EL(OLED)就成为了热门话题,在会议中也引发了热烈讨论。本文将根据会议上的种种论点,从宏观角度分析一下显示器行业的发展趋势。

“苹果采用有机EL”

在许多场会议上,笔者遇到的熟人和演讲者最先谈到的都是“苹果公司将采用有机EL”的传闻。之后的论调主要分成两类,一类是欢迎与期待。这对于有机EL从业者来说是理所应当。另一类则表示要正视有机EL的课题,仔细观察今后的进展。

比如,在商务会议上发表特别演讲的美国IHS公司的David Hsieh一方面预测(期待)说,“从现在到2022年,液晶应用产品的增长率将停滞在10%以内,而有机EL应用产品则会实现每年80%的增长”,但另一方面也分析认为,“现在的有机EL热潮源于两家韩国企业的业务战略”。

Hsieh说:“随着中国制造商大量加入,液晶业务已经无利可图,韩国企业向具有附加值的柔性有机EL业务转型是为了确保收益。”他在承认有机EL的柔性具有价值的同时,也发出了警告:“如果不能成为‘Must have’,而是止步于‘Nice to have’,(有机EL)就无法发展成为大规模产业。”也就是说,显示器领域走到了一个能否创造出新价值的岔路口。

显示器技术进化速度不减

在显示器行业,“显示器产业已经饱和”、“显示器没利润”、“打破这一局面的将是有机EL”之类的意见占绝对主流。但实际情况究竟怎样呢?通过本届SID的活动,笔者的总体感受与之完全相反。

去年(2015年)没有参展的三星显示器时隔两年重返SID,而且,该公司的Sung-Chul Kim(Executive VP and Chief of the Research Center)在主题演讲中强烈抒发了发展有机EL的热情,带来了相当大的惊喜。但不客气地说,Kim在演讲中提出的有机EL的技术课题与该公司在2013年SID的主题演讲中提到的内容几乎一模一样。解决有机EL课题的难度之大可见一斑。

另一方面,液晶技术在本届SID上则展现出了许多新的进展。例如柔性液晶、超高清液晶、第10代(G10)基板使用的低温多晶硅(LTPS)(参阅本站报道3)等。而且,后面将要介绍的使用量子点(QD)的宽色域显示也取得了多项进展。这些成果令人切实感受到,今后显示器的技术进化依然会保持与过去相同的速度。


支撑显示器成长的“两条腿”

显示器应用过去是沿着“掌上电视→笔记本电脑→显示器→大屏幕电视→智能手机等便携终端”的路线发展。现在还要向“车载设备、医疗器械、数字标牌等”领域扩大市场。今后的发展领域可能会是“可穿戴产品、头戴式显示器(HMD)、空中显示器等”。在本届SID上,使用HMD的AR/VR的相关专题、以可穿戴和柔性为主题的市场焦点会议上关于未来应用的讨论也成为了热点。

笔者认为,支撑显示器应用进化的是显示器的两种价值,即“显示性能”与“可用性”。这两种价值就像两条腿,通过协调动作,为显示器产业的发展作出了巨大贡献(图1)。

而且在今后,这两种价值的协调发展,也将成为显示器技术和产业继续壮大的条件。图1中这两种价值的(1)~(5)是已经实现的项目,现在仍在努力改进。而显示器制造商和开发者现在竞争的对象,是图中的(6)和(7)。

有机EL主打属于“可用性”的“柔性”,希望借此一举掌握市场的主导权。而液晶则使用量子点(QD)提高“显示性能”中的“色域”,希望借此进一步扩大市场。然而,对于今后的显示器,重要的应该是使二者达到良好的平衡。只靠一条腿是无法笔直前进的。



图1:显示器的两种价值,“显示性能”与“可用性”
通过两条腿的协同动作,带动显示器产业实现大幅飞跃。在各7个特性中,标红的项目是各公司现在争相开发的对象。图片为笔者根据在SID上听到的内容制作。 (点击放大)
实现“有机EL的幸运数字7”需要哪些条件?

1990年代,日本东北先锋公司在全球首先投产有机EL显示器,该公司的当摩照夫说,有机EL每隔10年,逢末尾是“7”的年份,就会涌现出划时代的成果和产品。业内人士称之为“OLED的幸运数字7”,大家都在期待2017年苹果公司发布配备有机EL的智能手机(图2)。



图2:“OLED的幸运数字7”
有机EL(OLED)显示器每隔10年就会迎来划时代的事件。另外,除了尾数是7的年份,在2012年,韩国LG电子也上市了有机EL电视(OLED TV)。(引用自曾经任职于东北先锋的当摩照夫的资料) (点击放大)
明年(2017年)是美国伊士曼柯达公司(Eastman Kodak)的研究人员邓青云(Ching W.Tan)发明有机EL元件基本结构的第30年。在这个里程碑式的一年,苹果能否投产有机EL智能手机?有机EL能否在日后取代液晶,成为显示器的主流?笔者觉得其关键在于图1中代表显示器价值的“两条腿”。现在的有机EL将“可用性”中的“柔性”作为第一大主题,正在瞄准实用化推进开发。对于利用“柔性”特性可以推出怎样的产品,显示器业内人士都在拭目以待。

另一方面,有机EL还存在课题。需要设法改善耐用期限、烧屏等“显示性能”。还有耗电量方面,在显示某些内容时,有机EL远比液晶费电。要想解决这些课题,就必须开发出新的器件技术和材料技术。如果能够使“可用性”与“显示性能”这两条腿步调一致,有机EL产业就可以实现重大发展。


量子点进入第2阶段

使用量子点(QD)的液晶显示器能够实现比有机EL显示器更鲜艳的色彩(宽色域),显示性能优于有机EL。传言将首先向苹果供应有机EL面板的三星显示器,也展现出了为大型面板积极采用量子点液晶的姿态。在2016年1月的“CES 2016”展会上,该公司展出的大屏幕电视全部是使用量子点的曲面液晶电视。由此可见,该公司是在发展大屏幕时重视高画质显示性能,在发展移动终端使用的中小型屏幕时重视“可用性”。

为了最大限度利用量子点的特点——宽色域,自从2013年开始在显示器中应用量子点以来,各家制造商展开了激烈的开发竞争。但另一方面,制造中使用的有害物质Cd(镉)阻碍了这种显示器向市场渗透,这一缺点在去年(2015年)暴露了出来。

在本届SID上,量子点相关会议的数量有所增加,围绕6个不同的主题发表了演讲。在周日短期会议和周一研讨会上也有相关的讲解。这一系列的内容令笔者感受到,量子点已经进入到了第2阶段。最近三年,量子点制造商都在努力依靠显示器应用来扩大市场,而这一次,各家公司的战略有了明显的区别(图3)。



图3:各量子点制造商在SID 2016的展示和演讲中宣传的重点
列举了具有代表性的6家制造商。还有很多企业也进行了发布和展示。在本届SID上,中国量子点制造商首次登场,成为了一大亮点。 (点击放大)
在本届SID上,与量子点相关的发布和展示的重点是:(1)应对Cd法规;(2)置换有机EL QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode)的举措的增加;(3)液晶的彩色滤光片(CF)使用量子点的尝试开始涌现;(4)将目标瞄准非显示器用途的企业越来越多;(5)多家中国企业首次登场;(6)供应链中的战略性联盟增加,等等。在追踪有机EL动向长达3年的笔者看来,这些动态远比过去要活跃得多。

关于(1)应对Cd法规方面,现在分成了3种方向。第1种是加快此前就在开展的无镉材料开发。英国Nanoco Technologies公司在持续推进开发,Quantum Materials公司已宣布将在2017年投入量产。第2种是在开发无镉材料的同时,主张从综合的角度来看待,使用镉更有益于环境。这种观点认为,含镉材料的性能更好,就结果来说,使用含镉材料更节能。此类企业大多采用的是量子点用量较少的On-Edge方式。说美国QD Vision公司正在按照这一思路,积极开拓中国的大屏幕电视市场。

第3种是采用量子点使用量比On-Edge方式少的表面安装方式(薄膜方式),虽然使用镉,但将其用量控制在RoHS法规规定的100ppm以下。美国Nanosys公司通过搭配使用含镉和无镉材料,达到了法规的要求。该公司将这种量子点叫作“Hyperion”。其性能虽然略低于100%使用含镉材料的量子点,但能够得到足够宽的色域。

关于(2)QLED,取代有机EL成为热门话题,量子点制造商将其作为后有机EL技术大力推进开发。美国NanoPhotonica公司一马当先,Nanosys公司和QD Vision公司也从很早以前就开始开发。Quantum Materials公司也宣布开发蓝色量子点。QLED使用的量子点材料的发光效率虽然比有机EL材料落后2~3年,但正在快速进步。各显示器制造商虽然都在竭尽全力开发柔性有机EL显示器,但时不时也会放出“QLED比有机EL更适合印刷法,会一举取代(有机EL)”这样的“狠话”。

关于(3)应用于CF,这一次,德国Merck公司在研讨会上发布了相关技术;Nanosys公司首席执行官(CEO)Jason Hartlove也在商务会议上谈到了这方面的内容。关于(4)非显示器应用,Nanoco公司和Quantum Materials公司进行了比以往更积极的展示。

关于(5)中国的量子点企业,此次,中国的量子点企业首次进行在SID上发表演讲和进行展示。研讨会上有3场演讲,周一研讨会上发表了教学演讲,还有来自天津的制造商参展,宣布实现了On-Chip方式的量子点。展现出了中国企业在量子点领域快速崛起的势头。

关于(6)联盟,Quantum Materials公司在中国成立合资公司,希望首先从制造着手。另外,关于在中国的这些动向,笔者会与在中国开展业务的企业共享信息,为产业的发展提供支持(例如预定于2016年7月在上海举办的FPD论坛,以及5月已在上海举办的FPD论坛。链接均为PDF格式资料)。


SID上出现的“破坏性”技术

除了有机EL和液晶,最近一两年在SID上还涌现出了其他值得关注的新技术。其中之一就是本次的热门话题“Augmented and Virtual Reality”(AR和VR)。本届SID为这项技术设置了专题,论文数量多于其他技术门类,而且现场展示了以HMD、智能眼镜为代表的多种硬件。虽然不清楚其核心器件采用了哪些技术,但就现场感受而言,笔者觉得这块市场可能会达到与现在的直视型显示器比肩的规模。

还有一项名为“微型LED”的显示器技术,虽然不知道是否实际采用,但有传言称苹果正在大力开发这项技术。去年(2015年)的SID就将这项技术作为“隐藏的破坏性技术”进行了介绍(图4)。关于微型LED显示屏,在本届SID上也有多场发表(研讨会)和演讲(周一研讨会),在答疑环节,不断有问题将矛头对准据称已经得到苹果采用的技术,场面非常热烈。相比已经发展壮大,可以一览全貌的直视型显示器,这一内容令人对新市场的萌发产生了期待,最能展现出SID的特色。



图4:破坏性革新技术“微型LED”
资料为笔者汇总,引用了去年在SID上关于“隐藏的破坏性技术”的文献。在本届SID上,不少演讲的内容都具有连续性。 (点击放大)
显示器还要更上一层楼

图5是笔者试着画出的开篇所说的“显示器技术和产业如今正站在岔路口上”和“显示器还在进化”两种思路。就像前面介绍的那样,显示器产业正站在从过去的“液晶独大”通往“向有机EL过渡”的岔路口上。

获得了柔性这一“可用性”的有机EL还不确定能否实现对液晶的逆转。而液晶的进化依然速度不减。本届SID也为我们展示了很多新的可能性。还出现了备受看好的“破坏性技术”。显示器作为必不可少的人机界面,估计将会多种技术百家争鸣、相互融合,迈上更高的台阶。

笔者绘制这幅图时感受到,“LED过去掌握着显示器进化的关键,今后仍将继续掌握关键”。笔者不禁回想起了在2015年12月举办的国际会议“IDW”上,在聆听名古屋大学教授天野浩的主题演讲时感受到的“LED与显示器融合的世界”。



图5:显示器的现在与未来
通过聆听本届SID上的众多演讲,笔者按照自己的印象,绘制了各项技术所瞄准的定位(显示器价值)。 (点击放大)
另一方面,以液晶为主轴的业务的确已经日渐饱和。这应该完全归咎于商务模式。只要还是技术扩散速度快,后进企业能凭借量和成本制胜的产业结构,就无可避免地会趋于饱和。这是以大路货化为目标的商务模式、亚洲制造业国家相互竞争的产业结构所带来的结果。

要想打破这样的局面,就要顺应时代潮流的变化,改变商务模式。现在,引领有机EL转型的两家韩国企业已经瞄准了这个目标。转型能否成功,取决于“技术转型”的成败。要想成功实现技术转型,就必须同步提升“可用性”和“显示性能”。

到2017年,备受期待的苹果有机EL智能手机估计就能与大家见面了。到那个时候,SID上将会出现怎样的演讲和讨论?笔者现在已经充满了期待。

关键字:显示器  有机EL  液晶

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/article_2016062455133.html
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