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OLED:智能手机和电视显示器的成功是整个显示器行业的先驱

OLED:智能手机和电视显示器的成功是整个显示器行业的先驱


LG 的可卷曲电视。

有机发光二极管 (OLED) 是单片固态器件,由一系列夹在两个薄膜导电电极之间的有机薄膜组成。当向 OLED 供电时,在电场的影响下,电荷载流子(空穴和电子)从电极迁移到有机薄膜中,直到它们在发射区重新结合形成激子。一旦形成,这些激子或激发态会通过发出光(电致发光)和/或不需要的热量而弛豫到较低的能级。

基本的 OLED 电池结构由夹在导电阳极和导电阴极之间的一叠有机薄层组成。它们是通过使用真空热蒸发或喷墨印刷将化学物质沉积在阳极和阴极之间的玻璃基板上来制造的,具体取决于化学物质是固体还是可溶形式。电流由使用低温多晶硅、铟镓锌氧化物或两者组合的有源矩阵提供。

与 LCD 相比,OLED 显示器更薄、对比度更高、响应时间更快、视角更广、色彩表现更准确且重量更轻。根据应用的不同,OLED 面板的价格可能与 LCD 相同或更贵。虽然 LCD 显示器必须始终保持背光开启,但 OLED 独立为子像素供电,因此显示器仅在需要点亮子像素时才使用电源。大多数视频平均大约有 20% 的像素,因此对于电视,OLED 比 LCD 使用更少的功率。智能手机也存在类似的结构。但显示器和笔记本电脑使用的办公应用严重倾向于白色空间,其中 OLED 往往比 LCD 使用更多的功率,这就是 OLED 在这些市场中渗透率低的原因。

按应用分列的 OLED 面板出货量。

三星显示器一直是中小型显示器的主要供应商,拥有 70% 的市场份额。中国的显示器制造商——京东方、华星光电、天马、维信诺和 EverDisplay——的产能几乎与三星一样多,但他们在良率和质量方面苦苦挣扎。不过,2020年它们跨过了性能门槛,预计2021年显示器出货量将超过1亿台。近日,京东方有资格成为三星移动和苹果的供应商。LG Display 是唯一一家生产电视尺寸显示器的面板制造商,但在未来三年内,三星、华星光电和京东方将加入他们的行列。

2020 年,OLED 显示器用于智能手机、电视、智能手表、笔记本电脑/平板电脑和汽车显示器。但智能手机占 OLED 显示器收入的 80%。尽管大流行,但面板总出货量为 8 亿片,同比增长 18%。2021 年的增长率预计为 21%。

收入从 2015 年的 95 亿美元稳步上升到 2020 年的 318 亿美元。随着出货量的增长,预计到 2022 年收入将达到 400 亿美元——占整个显示器市场的 33%。

OLED 还用于微显示器,用于夜视、战斗机飞行员耳机和增强现实等耳机应用。它们可以在超过 100 度的视野下生产,并产生 7,000 cd/m 2 的亮度水平然而,考虑到需要抵消所需透镜、滤色器或圆偏振器的光损失,亮度水平必须增加到 30,000 cd/m2 才能在高环境条件下提供足够的光。

OLED 技术受到有机材料寿命的限制,因此在亮度方面受到限制。设备驱动越用力,寿命越短。寿命问题对于电视来说最为重要,其当前亮度平均为 800 cd/m 2和 1,000 cd/m 2峰值,寿命为 50,000 小时。为了提高使用寿命和峰值亮度,正在努力使材料更有效。高端智能手机在高环境条件下具有超过 1,500 cd/m 2 的峰值亮度,以使其在阳光下可读。

华为的可折叠 Mate X2 智能手机。

OLED 的独特之处在于它们可以折叠或卷起,从而为产品设计人员提供广泛的外形选择。已经开发了一系列基于 OLED 显示器的新产品,包括可折叠和卷曲的智能手机,也可用作平板电脑;折叠笔记本电脑,其中一个显示器可以用作显示器或键盘的双重用途;不使用时可装入小容器中的电视,然后在需要时推出 65 英寸显示器。

除了可折叠和可卷曲架构外,OLED 还提供了一系列新的设计功能,例如透明性,让观看者能够以高达 50% 的可见度透视显示屏;放置在显示屏下方的摄像头以消除缺口,同时仍保留自拍的能力;使用超薄玻璃 (<100 µm) 作为屏障和盖板;和面板下指纹读取器,以最大限度地减少显示厚度。

在未来几年,OLED 技术有望通过添加更高效的蓝色发射器而取得进步,这将使效率(即电池寿命)提高 25%,减少组件并延长使用寿命。此外,日本的 JOLED 开发了喷墨打印有机层的量产工艺,将材料成本降低了约 10%,因为它在材料利用率方面是 VTE 的两倍多。全球第二大面板制造商 TCL 正在投资约 50 亿美元建造第 8.5 代 OLED 工厂,以使用该技术进入电视市场。

2021 款凯迪拉克凯雷德的弧形 38 英寸 OLED 显示屏。

OLED 是 30 多年来第一个挑战 LCD 的技术,并且占据了超过 25% 的收入份额。在降低成本、提高效率和提高亮度方面对 OLED 技术所做的改进,到 2025 年将推动市场份额超过 33%,并在本十年结束前达到 50%。此外,显示器资本支出主要用于 OLED,这意味着产能将增长,而 LCD 产能保持不变或下降。2025 年后对 OLED 的威胁是 MicroLED,它有望超越 OLED,但存在未解决的技术挑战,导致成本是 OLED 面板的两到四倍。


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