LCD与AMOLED显示技术将开启新一轮战局。在突破技术瓶颈后,AMOLED面板制造商已成功量产解析度1,080p等级的产品,并正戮力朝向超高解析度(Ultra HD, UHD)规格迈进,以追上LCD业者的发展速度,争食UHD电视、智慧型手机及平板装置市场大饼。
主动式矩阵有机发光二极体(AMOLED)和液晶面板(LCD)解析度皆朝1,080p以上推进。鸿海将在台湾参展的处女秀献给本届台湾平面显示器展,并于会场中展出?工厂十代线面板的多种高规格显示器产品,包括全球首款70吋4Kx2K液晶电视,成为展会上最吸睛的焦点,且再度宣示进军超高解析度(UHD)电视市场的决心。
更值得关注的是,鸿海已表态最快将于2014年第一季正式投产70吋4Kx2K液晶电视,准备大举抢食市场杯羹,将成为三星(Samsung)、乐金(LG)、索尼(Sony )、东芝(Toshiba)、 Panasonic、TCL、康佳等电视品牌大厂在4Kx2K电视市场不可小觑的劲敌。
另一方面,在宏达电发表搭载解析度高达468ppi液晶萤幕的HTC One后,三星显示(Samsung Display)亦不甘示弱,利用独有的钻石像素结构,已量产出解析度高达441ppi的4.3吋AMOLED面板,粉碎外界诟病AMOLED面板解析度难提升的隐忧,并准备透过新的钻石像素结构,开发出解析度上看QHD(500ppi以上)的产品。
加入4K2K战局韩厂拼产UHD OLED TV
随着4Kx2K液晶电视大举出笼,AMOLED面板制造商亦已加紧大尺寸4Kx2K产品线布局,期加快4Kx2K AMOLED电视商品化脚步。
工研院产业经济与趋势研究中心(IEK)资深产业分析师刘美君表示,随着4Kx2K内容与液晶电视日益成熟,加上友达与索尼(Sony)已于今年初,合作开发出业界首款4Kx2K解析度的56吋AMOLED电视原型机(Prototype),三星显示与乐金显示等AMOLED面板主要开发商,势必要加快于2015年前投产大尺寸4Kx2K AMOLED面板,才不会失去市场先机。
目前生产大尺寸4Kx2K AMOLED面板主要有两大方式,其一是基于氧化物薄膜电晶体(Oxide TFT)基板搭配白光OLED和彩色滤光片(CF)的设计架构,并利用白光蒸镀制程量产;其二是采用低温多晶矽(LTPS)基板,并利用红绿蓝(RGB)蒸镀制程投产。然而,至今此两大技术所生产的大尺寸4Kx2K AMOLED面板,皆仍面临良率偏低和成本昂贵的开发挑战。
工研院IEK资深产业分析师陈玠伯指出,采用红绿蓝蒸镀制程,搭配LTPS基板技术生产大尺寸4Kx2K AMOLED电视面板,将面临AMOLED材料寿命短及于每一子像素中镀上红绿蓝色有机薄膜时,容易导致膜厚不均的问题,致使生产良率较白光OLED搭配彩色滤光片的生产方式更难提升。
也因此,三星显示致力突破红绿蓝蒸镀制程的技术瓶颈外,也已同步研发白光OLED搭配彩色滤光片技术。陈玠伯认为,三星显示初期应会先选用白光OLED技术,生产大尺寸4Kx2K AMOLED面板,以赶在2015年投产。
据悉,囿于材料成本居高不下,中小尺寸AMOLED面板单价至今仍高于同尺寸LCD面板约30~40%,以此推估,未来大尺寸4Kx2K AMOLED面板价格亦将高于同尺寸LCD面板许多。
陈玠伯强调,尽管初期大尺寸4Kx2K AMOLED面板成本将高于同尺寸的LCD面板数倍之多,然韩系品牌商为突显旗下电视产品功能的差异化,且迎合追求更高解析度萤幕的市场潮流,势必仍将力推大尺寸4Kx2K AMOLED。
而正当AMOLED面板厂戮力研发大尺寸4Kx2K AMOLED产品之际,液晶面板厂也已着手展开大尺寸8Kx4K产品布局。
LTPS基板助攻8K4K电视商用化加速
相较于传统的非晶矽(a-Si)和新兴的Oxide TFT基板技术,LTPS TFT基板电子迁移率(Mobility)及大面积制程稳定度更高,可望成为面板供应商量产50吋以上8Kx4K(7,680x4,230)面板的首选基板方案,并有助电视品牌商加快开发出大尺寸8Kx4K电视。
工研院IEK资深专案经理庄政道表示,继量产大尺寸4Kx2K电视之后,夏普(Sharp)、Panasonic等电视品牌商为打造出能呈现真实原色的产品,纷纷计画展开50吋以上8Kx4K电视产品线布局。
因应电视品牌商部署8Kx4K电视的新发展,Japan Display、夏普、三星显示、乐金显示、友达和群创等面板供应商已快马加鞭扩充LTPS TFT和Oxide TFT基板产能,以加速实现50吋以上8Kx4K电视商用化。
刘美君指出,大尺寸4Kx2K面板要应用于三维(3D)显示,电子迁移率须达10cm2/Vs;而未来大型面板画质若要进一步提升至8Kx4K,电子迁移率势必须大于10cm2/Vs,才能有效驱动液晶面板。
据了解,a-Si TFT电子迁移率低于1cm2/Vs,而Oxide TFT在1?50cm2/Vs;至于LTPS TFT基板的电子迁移率则已高达50~100cm2/Vs,因此比Oxide TFT基板更适合开发大尺寸8Kx4K面板。
此外,Oxide TFT基板虽兼顾高解析度和低耗电量,惟目前仍须克服材料制程稳定度和均匀度等挑战。也因此,庄政道认为,LTPS TFT基板将成为解决50吋以上8Kx4K面板制造的唯一方案,预期面板商有机会逐步把现有的高世代a-Si TFT和Oxide TFT基板产线,转做为生产LTPS TFT基板,用以生产大尺寸8Kx4K面板。
不仅是电视,行动装置配备的液晶面板解析度亦已超过1,080p,遂让AMOLED面板商快马加鞭着手QHD等级的产品线研发。
借力新像素结构设计AMOLED挑战QHD画质
在突破Full HD(350? 500ppi)解析度关卡后,AMOLED面板制造商三星显示已开始研发新的钻石型像素结构(Pixel Structure),期以创新的设计方式实现QHD等级的面板,因应智慧型手机和平板装置萤幕不断朝更高解析度演进的发展趋势。
陈玠伯表示,三星显示将AMOLED面板像素结构,从原本的条状(Stripe)调整为钻石型像素结构后,已成功克服技术难题,量产出解析度高达441ppi的4.3吋AMOLED面板;并正加紧投入新的钻石像素结构开发,以生产解析度上看500ppi的5吋以下AMOLED面板。
据了解,传统的液晶显示器非自发光体,因此须于TFT基板下方增加一层发光二极体(LED)背光源发光;且须于TFT基板上方增加一层包含条状像素结构的彩色滤光片,以达到彩色化的效果,因此容易影响面板解析度。
相较之下,AMOLED面板本身为自发光体,因此无需背光源,故耗电量低;而于AMOLED的发光层中直接导入彩色化的钻石型像素结构后,除可省却背光源和彩色滤光片的成本和厚度之外,并可避免发光层的色彩与亮度下降,因此可大幅拉升AMOLED面板的解析度。
陈玠伯指出,三星显示为加快启动QHD等级AMOLED面板量产,除快马加鞭研发新的钻石型像素结构之外,并致力于提升红绿蓝磷光材料性能,以及LTPS基板技术的成熟度。其中,持续强化LTPS基板技术不仅可提高AMOLED面板解析度,亦是该公司发展软性显示器的重要战略。
据悉,着眼于AMOLED的磷光材料寿命与稳定度为量产更高解析度面板的关键,三星显示已计画于2018年全面采用红绿蓝磷光材料,以生产更高解析度的AMOLED面板,预计将较2013~2015年采用的红绿磷光材料开发的AMOLED面板,面板发光效率可提高300%。
由于消费者对视觉体验的要求愈来愈高,刺激面板厂纷纷针对电视、智慧型手机及平板装置应用推出解析度超过1,080p的LCD和AMOLED显示器,正式宣告超高解析度面板时代已然来临;同时,也开启LCD与AMOLED面板在消费性电子与行动装置主流之争的新一轮战局。