有机EL：可让屏幕只有0.1毫米

　　自1970年代世界上第一台使用液晶屏的商用产品—手持计算器诞生以来，LCD 液晶屏在消费级的“屏幕”市场上已经活跃了40多年，是时候寻找一个接班人了。

　　尺寸似乎已经不再是最受关注的问题。相比单一的大尺寸，那种画面可以产生环绕感、更接近人的真实视觉感受的电视机或许才更受欢迎，至少电视机的生产商们愿意这样尝试一下。

　　在9月份才结束的2013年柏林消费电子展IFA上，三星和LG都公开展示了这种弯曲式屏幕的电视机。而在韩国国内，这些产品在6月份就已经上市销售了。普通的液晶屏幕没有办法实现这种弯曲式的设计，新的屏幕种类的名称，或许就像人们看到一台弯曲屏幕的液晶电视那样陌生：有机EL。

　　它是有机电致发光(Organic Electro Luminescence)的简称，而电致发光是指当电流通过某种物质或这种物质处于强电场下发光的一种物理现象。研究人员让面板中的有机半导体材料层通电后发光，制造出了有机EL显示屏。

　　台湾面板制造商友达光电的相关技术专家对《第一财经周刊》解释说，有机EL屏有着自发光的特性，不需要像LCD液晶屏那样需要背光模块，因此具备较低的功耗、更轻薄的体积、极高的对比度，并且不会有液晶屏在视角和响应速度上的问题。

　　其实早在2007年，索尼 就曾制造出全球第一台有机EL电视XEL-1。它的厚度仅有3毫米，对比度高达100万：1，响应速度是液晶电视的1000倍。唯一的缺点在于，它只有11英寸。

　　“发光率低、寿命短，并且无法做出更大尺寸。”友达的技术人员介绍说这是行业内自有机EL产品诞生以来，一直试图解决的问题。在2007年之后几年，索尼、三星、LG等公司都先后推出过20英寸以上的有机EL电视，但都是试制品，无法实现量产。

　　在有机EL出现之前，LED 屏曾经是业内一度认为可以取代液晶屏的理想选择对象。LED显示屏其实就是由一组发光二极管排列而成，虽然可以做得比LCD液晶屏幕轻薄，但它还是无法脱离背光源，并且在对比度、相应速度、色彩的丰富程度等方面，也没有体现出更大的优势。

　　OLED是在LED技术原理的基础上发展起来的产品。它同样采用了发光二极管，只不过将内部的发光物质由金属替换为了有机物。OLED的出现也代表着有机EL技术的第一次突破，是真正可以实现量产的有机EL屏幕。但早期的OLED在发光效率、可实现的屏幕尺寸方面仍然存在局限—最初的OLED电视的屏幕尺寸就很少突破50英寸。

　　然而技术人员至少从这里看到了曙光。从OLED开始，有机EL在寻找更可靠的有机发光材料上有了真正的进展。

　　站在LG的角度，LG Display全球市场推广副总裁李廷汉说，之前由于在大尺寸的有机EL屏幕上的色彩技术难以掌握，LG的OLED屏一直难以实现大型化量产，一直到LG发展出了WRGBOLED技术。

　　WRGB是白、红、绿、蓝这四种色彩模式的英文首字母组合。传统的OLED技术是红、绿、蓝三色有机物质垂直排列，而LG则加入了新的白色有机物，并且让它发出的光线通过基板下的彩色滤光膜，最终呈现出色彩。这种技术解决了传统的RGB方式下蓝色有机物使用寿命短、色彩存在偏差等问题，实现了大型OLED的量产，同时提高了生产效率。

　　这离有机EL的技术第一次被发现已经过去了50多年。在1960年代的一项研究发现，在蒽单晶片的两端加上400V的直流电压时，可以观察到呈现蓝色的光。蒽是一种有机化合物，具有半导体的特性。此后有许多研究人员投身其中，但一直无法解决高电压、低亮度、低效率的问题。直到1987年，柯达公司的两位技术人员选用了新材料并采用新结构，制作出了驱动电压低于10V的超薄有机发光二极管器件。在2009年，柯达公司将有机EL业务出售给了LG集团。

　　到今天，在有机EL的商用速度上落后于韩国企业的日本公司，包括索尼、松下等除了在有机材料方面寻找更多解决方案以外，还试图在产品结构上进行创新。在松下今年5月份公布的“光提取技术”中，发光层内的材料采用了新的排列方式，使其角度分布接近最容易提取光的角度，松下宣称通过这样的方式将光提取效率提高了50%左右。

　　日本九州大学教授安达千波矢也在最近两年受到了业内的广泛关注。按照日经新闻旗下科技网站、日经技术在线的报道，安达千波矢已经在研究中发现了发光效率与传统磷光群材料相当但是成本更低的新材料，被视为有机EL领域中的“第三代发光材料群”。

　　这些都还不足以让有机EL屏幕在LCD液晶屏前占据足够的优势。让面板厂商们下定决心大规模研发这种新技术的原因还有另外一个，那就是可以做出柔软、可以卷曲的屏幕。

　　柔性屏幕可以让产品具备更广泛的用途。除了曲面电视，还包括可弯曲的智能手机、智能手表等。目前的柔性显示屏还做不到像纸张那样柔软可以完全折叠，但可以让手持智能终端设备更轻，当你不小心把它掉落在地上时，显示屏被摔裂的危险会大大降低。以夏普和日本半导体能源研究所最近联合展示的一种柔性有机EL面板为例，这块面积为3.4英寸的面板厚度不到0.1毫米，重量仅有2克。

　　围绕“如何使屏幕更柔软”的竞争集中在了基板材料和加工工艺上。

　　目前最成熟的基板材料仍然是塑料。不过在传统液晶屏的生产线上，液晶面板通常需要在200℃以上的温度下进行，而塑料基板耐热性低，通常不可能经受这样的高温。

　　LG Display Mobile/OLED事业本部副社长吕相德曾介绍，LG已经掌握了在塑料基板上使用传统液晶屏工艺的技术，在生产时的温度可以高达350℃，提高了柔性屏幕的可弯曲角度。

　　东芝公司也在塑料基板加工技术上获得了突破。这家公司曾在2010年推出了自己的柔性显示屏，大小约8.4英寸，厚度约0.1mm。用户可以手持，通过弯曲来控制Google Earth画面的放大或缩小。东芝在接下来的一年改进了这项技术。通过在生产过程中形成氧化物，将最高温度控制在了200℃。

　　鉴于有机EL屏幕在运用到具体产品之后，可以预见的种种好处，全球范围内的主要面板厂商都开始投身其中—当然，传统液晶面板大面积亏损、需要新业务带来的利润也是另一个重要原因。

　　与传统的液晶面板生产过程相比，有机EL的生产过程可以更简单，只需在基板上覆盖一层由薄膜晶体管(TFT)层、彩色滤光片层、有机EL发光材料层组成的薄膜就行了。但由于工艺成本更高，有机EL电视的价格眼下还是令普通人望而生畏：三星55英寸OLED电视机零售价约为1500万韩元，折合人民币8.45万元，已经相当于一辆紧凑型轿车的价格，这不是大众液晶电视消费者会去考虑的产品。

　　为了在有机EL电视产品上追赶韩国对手，索尼和松下在2012年结成了有机EL技术的联盟，在生产环节展开合作。索尼的技术能够让发光的有机材料通过高温气化“吹附”在基板上，而松下正在开发可以把发光有机材料“印刷”在面板上的技术，这些都有望降低有机EL屏的制造成本。

　　如果进一步解决由材料决定的发光效率与成本问题，有机EL会对传统液晶面板带来更大的冲击。按照目前业内的统计，LED产品的平均发光效率约为110lm/W(流明/瓦)，而目前有机EL产品最高的发光效率也只有60lm/W;在相同大小的光照强度下，LED技术的成本约为5美元，有机EL技术则上升到了350美元。

　　柔性有机EL显示屏在生产过程中也仍然存在一些难题，比如如何解决水蒸气和氧气的隔离;此外如果显示屏需要更灵活的弯曲的话，树脂基板是比塑料基板更好的选择，但普通树脂的隔离性还达不到要求，而特种树脂价格又非常昂贵。

　　专业面板调研机构Display Search预测说，有机EL电视市场规模预计将于2014年大幅增加，到2015年市场规模将达到30亿美元。不过该机构也在报告中指出，一直到2015年，4K液晶电视出货量都还将超过有机EL电视，主要原因在于OLED电视大规模上市的时间延迟，生产商仍在将主要精力投入在积极推广4K液晶电视上。

　　目前来看只有LG Display的步子迈得更大一些。这家公司确定将投资约6.5亿美元增设一条8.5代OLED电视面板生产线，预计将于2014年上半年实现量产，月产能为2.6万片。

　　有机EL屏幕毕竟比LCD液晶屏展现了更广泛的应用前景：它的色彩表现范围、响应速度和对比度都比液晶显示器出色;容易实现符合人眼特性的设计;柔软和可实现透明设计的产品特征，也是那些可穿戴设备的最佳显示屏，还可以集成触摸传感器、麦克风、图像传感器等元件。

　　现在摆在液晶面板厂商面前的路再明确不过了：那些在发光材料、基板技术以及生产成本上获得突破的公司，才能握住下一轮显示面板竞争的钥匙。既然迟早要和液晶面板说再见，长痛不如短痛的选择也不错。

　　来源：第一财经日报