三星投入50億美元研發(fā)：AMOLED顯示引多方爭奪

據(jù)相關(guān)預(yù)測，三星旗下的顯示器分公司Samsung Display將再投資近50億美元研發(fā)AMOLED顯示屏技術(shù)。

三星在2013年投入近40億美元研發(fā)AMOLED顯示屏技術(shù)，預(yù)計(jì)它在2014年將再增加30億至50億美元的投資。

三星還打算在今年年底之前擴(kuò)大柔性AMOLED顯示屏第六代生產(chǎn)線的產(chǎn)能，預(yù)計(jì)月產(chǎn)能將再增加9000塊基板。

預(yù)計(jì)三星2014年從AMOLED顯示屏上獲得的收入將超過它從LCD顯示屏上獲得的收入。

與此同時，LG旗下的顯示屏分公司LG Display也打算拿出30億美元的資本開支用于研發(fā)超高清電視屏幕技術(shù)，同時進(jìn)一步擴(kuò)大AMOLED電視屏幕第八代生產(chǎn)線和LTPS手機(jī)屏幕第六代生產(chǎn)線的產(chǎn)能。

臺灣的友達(dá)光電和日本的夏普2014年的資本開支預(yù)算為6.7億美元，預(yù)計(jì)群創(chuàng)光電的資本開支將達(dá)到8.3億美元。這樣看來，韓國廠商今年在研發(fā)超高清和AMOLED電視屏幕技術(shù)上的投資將更大一些。

三星的利器——Super AMOLED

想要了解SuperAMOLED，首先要了解一些它的歷史。SuperAMOLED起源于OLED顯示技術(shù)，也就是有機(jī)發(fā)光二極管，它具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時，這些有機(jī)材料就會發(fā)光。

而AMOLED就是在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的“有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管”，在普通的OLED顯示面板上增加了一層獨(dú)立的薄膜電晶體，可以更快更好的控制每個像素。相比傳統(tǒng)的液晶面板，AMOLED具有反應(yīng)速度較快、對比度更高、視角較廣等特點(diǎn)。AMOLED顯示屏的響應(yīng)速度幾乎可以達(dá)到傳統(tǒng)LCD顯示屏的1000倍。

另外，由于AMOLED采用的是自發(fā)光原理，因此屏幕上的每個像素工作都是依靠自身的發(fā)光，而并沒有像LCD那樣采用整體的背光源。單個像素在顯示黑色時并未處于工作狀態(tài)，因此在顯示深色時低功非常低。

同時，AMOLED屏幕的色域也非常廣泛，可以達(dá)到110%NTSC。一些在LCD上無法準(zhǔn)確還原的顏色，在AMOLED上可以表達(dá)出來。但是同樣由于色域太高，AMOLED給人的感覺就會過于鮮艷，再加上絕大多數(shù)顯示內(nèi)容都是基于低色域顯示設(shè)備的s-RGB標(biāo)準(zhǔn)制作，因此有時AMOLED屏幕看上去會有些活力有余而并不自然。

AMOLED顯示屏的其它優(yōu)點(diǎn)還包括了具備超寬的可視范圍，甚至可以被制作成完全透明或柔性面板，因此這種技術(shù)非常適合用在曲面手機(jī)上來沖級市場，比如三星公司的GalaxyRound。另外，傳統(tǒng)的AMOLED采用了觸控感應(yīng)層+顯示層的架構(gòu)設(shè)計(jì)，而三星研發(fā)的SuperAMOLED顯示屏放棄了這種多層的架構(gòu)設(shè)計(jì)，至采用了原生的觸控面板，不像AMOLED還需要觸控感應(yīng)器與空氣層，因此觸控體驗(yàn)就更加靈敏。

同時，由于采用了單層觸控面板，因此SuperAMOLED顯示屏還具備更薄、更輕、更敏感及更省電的優(yōu)勢，同時與傳統(tǒng)的AMOLED面板相比，同時取消玻璃覆蓋層也更不容易反光，在明亮的陽光下也更容易看清內(nèi)容。

另一方面，SuperAMOLED也存在比較明顯的缺點(diǎn)。由于使用了PenTile像素排列，再加上自發(fā)光的特性，因此很容易出現(xiàn)非同步老化現(xiàn)象，尤其是與LCD背光面板相比，在長時間使用或顯示某個靜止圖像之后，會留下殘影。最后就會在顏色上看起來不協(xié)調(diào)，甚至泛黃，最終出現(xiàn)燒屏的現(xiàn)象。

一直以來，三星公司對自己的SuperAMOLED顯示技術(shù)擁有非常大的信心，并且一直在自己的旗艦級Galaxy系列（包括最新的GalaxyS5）一直使用SuperAMOLED顯示面板，并且不論結(jié)果如何，三星始終在不斷嘗試對自己的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

比如在Galaxy系列的S2智能手機(jī)上，雖然它同樣使用了SuperAMOLED面板，但是采用的是標(biāo)準(zhǔn)的RGB矩陣排列而并非PenTile矩陣，每個像素點(diǎn)上都有紅綠藍(lán)三個發(fā)光單元，因此在文本顯示清晰度上要比高出了50%。但是由于PenTile矩陣每個像素點(diǎn)上只有2個發(fā)光單元，綠紅綠藍(lán)交錯發(fā)光，因此在較低dpi的情況下顆粒感會非常重，并且在圖形邊界上會出現(xiàn)發(fā)虛雜色的現(xiàn)象。但由于在響應(yīng)速度上要更快，因此RGB矩陣的SuperAMOLED面板要比PenTile矩陣的排列方式響應(yīng)速度慢了不少，而因此三星公司也停止了這種嘗試而在后來的機(jī)型中繼續(xù)使用PenTile矩陣排列方式。

之前，SuperAMOLED顯示面板支持的最高分辨率僅僅為1280×720像素，而三星公司在不懈的努力下，最終也成功的推出了全高清1920×1080像素的SuperAMOLED面板，符合了目前主流旗艦機(jī)型對分辨率的要求。

AMOLED前景及面臨的挑戰(zhàn)

現(xiàn)階段，三星及LGD正積極投入軟性AMOLED研發(fā)；2013年時，市場上已開始出現(xiàn)相關(guān)面板產(chǎn)品，預(yù)估至2017年時，全球軟性AMOLED將進(jìn)一步達(dá)到兩億四千六百萬片出貨規(guī)模。

不過，軟性AMOLED也面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，最主要是制程技術(shù)和材料尚未完全成熟，因此初期主要側(cè)重于“不易破碎(Unbreakable)”的特性，期在基板與封裝方式達(dá)成可撓化的目標(biāo)之前，先以此特性突顯在外觀特征上與TFT LCD的區(qū)隔；下一步則開始強(qiáng)調(diào)可彎曲(Bendable)的特性，促進(jìn)絕大部分零部件轉(zhuǎn)向軟性設(shè)計(jì)。

再來第三階段更希望搭配卷對卷(Roll to Roll)制程，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，同時加快生產(chǎn)速度與提高面板本身的可靠度。2015年之后，面板廠更計(jì)劃朝“可折疊(Foldable)”方向發(fā)展，以在更容易攜帶的前提下，不損及面板表現(xiàn)。

除了每一步技術(shù)演進(jìn)外，還有一個非常重要的部分在于裝置人機(jī)介面的重新設(shè)計(jì)，相關(guān)硬體廠在戮力開發(fā)軟性面板之馀，也須協(xié)同平臺軟體業(yè)者共同開發(fā)適合新面板型態(tài)的應(yīng)用程式與操作介面，才能突顯其應(yīng)用價值。

1、軟性背板制程加速演進(jìn)

未來，面板廠要順利推動軟性AMOLED量產(chǎn)，印刷式電子制程中的有機(jī)薄膜電晶體(OTFT)技術(shù)將扮演一大關(guān)鍵。該技術(shù)最早由索尼(Sony)在2007年導(dǎo)入塑膠基板的OTFT研發(fā)，同時也是首度實(shí)現(xiàn)以O(shè)TFT為基礎(chǔ)的全彩OLED面板，解析度達(dá)到160×120(80ppi)，其OTFT使用的半導(dǎo)體層材料為并五苯/駢苯衍生物(Pentacene)，制程溫度可降至130℃，達(dá)到塑膠基板所需的低溫制程。

目前OTFT的電子遷移率(Mobility)雖已達(dá)到傳統(tǒng)非晶硅(a-Si)的水準(zhǔn)，但是元件穩(wěn)定性仍有待突破，其中，小分子系OTFT層一般使用真空熱蒸鍍方式形成OTFT，而高分子系OTFT層常使用噴墨印刷(Inkjet Printing)或光阻旋轉(zhuǎn)涂布(Spin Coating)法形成有機(jī)薄膜，其制程溫度都可控制在80℃以下，適合塑膠基板的低溫制程。[!--empirenews.page--]

就現(xiàn)行技術(shù)而言，小分子系OTFT的元件特性較佳，但是除了元件穩(wěn)定性外，目前OTFT還有驅(qū)動電壓較高、元件漏電流較高，產(chǎn)品均勻性有待加強(qiáng)等缺點(diǎn)，亟待業(yè)者改善。

另一種氧化物薄膜電晶體(Oxide TFT)技術(shù)則結(jié)合a-Si與低溫多晶硅(LTPS)制程優(yōu)點(diǎn)，且具備能利用濺鍍(Sputtering)方式制造，無須對現(xiàn)有的生產(chǎn)線做太多變動等優(yōu)勢。除濺鍍法外，Oxide TFT還可采用氧化銦鎵鋅(IGZO)材料，以低溫涂布方式制造，這對軟性AMOLED生產(chǎn)將帶來更多可能性；不過，低溫沉積薄膜的膜內(nèi)缺陷較高溫沉積方式高，將影響元件的電性與可靠度表現(xiàn)，因此制程溫度亦須兼顧薄膜電氣特性，不能無限制降低。

2、軟性封裝材料、鍍膜技術(shù)挑戰(zhàn)艱巨

與TFT LCD顯示技術(shù)相較，AMOLED不需背光源、擴(kuò)散板、配向膜、微粒支點(diǎn)(Spacer)等零組件，因此在軟性設(shè)計(jì)的可能性優(yōu)于TFT LCD。不過當(dāng)AMOLED技術(shù)跨入軟性領(lǐng)域時，除須克服TFT元件在軟性基板形成的挑戰(zhàn)外，還要采用能與玻璃材料相匹敵的高度阻絕水氣與氧氣的封裝材料，以延長有機(jī)元件的壽命，此即成為該制程的發(fā)展重點(diǎn)，現(xiàn)行目標(biāo)均以薄膜(Film)封裝為主。

采用薄膜封裝的方式，表面須制作一層阻絕層來阻隔水氣與氧氣，一般阻絕層多采用無機(jī)材料，如以硅酸鹽(SixOy)材料利用濺鍍或電子束鍍膜方式，將其沉積于元件上。但在制作無機(jī)阻絕層的過程中，由于阻絕層材料膨脹或收縮能力受限，將產(chǎn)生材料的內(nèi)應(yīng)力，過于嚴(yán)重時將產(chǎn)生阻絕層剝離的情況。

另外，為避免沉積阻絕層時因能量太高導(dǎo)致元件膜層受損，在無機(jī)阻絕層與元件間，業(yè)者多會采用有機(jī)材料以蒸鍍方式形成緩沖層(Buffer Layer)，以保護(hù)有機(jī)發(fā)光元件；然而，此一緩沖層除須具備高透明度特性外，也須確保在未硬化前不會侵蝕元件，且硬化后不會有放氣(Outgassing)的現(xiàn)象，這些都是在材料發(fā)展上必須注意的部分。

在AMOLED技術(shù)發(fā)展上，從背板到封裝，都是整體良率決定的關(guān)鍵，深入分析Glass-based AMOLED和軟性AMOLED的發(fā)展重點(diǎn)，這兩者的技術(shù)不論是從背板制造、有機(jī)元件成膜工程，一直到后段封裝技術(shù)，每個步驟環(huán)環(huán)相扣，只要有一段良率過低，都會對整體生產(chǎn)時程與成功率帶來極大影響。

民族廠商崛起：AMOLED第四季度規(guī)模量產(chǎn)

以智能手機(jī)為代表的手持終端設(shè)備的方興未艾，而越來越多的新銳技術(shù)及制造廠商看到了AMOLED在中小屏應(yīng)用的廣闊前景。在顯示屏領(lǐng)域，2014年的一個新變化便是民族廠商的快速崛起。在不久前剛剛于深圳落幕的第二屆中國電子信息博覽會(CITE2014)上，國內(nèi)廠商都給出了AMOLED量產(chǎn)的時間表。

維信諾和京東方鄂爾多斯的AMOLED的建設(shè)項(xiàng)目也在加速推進(jìn)中，而上海天馬的AMOLED線也計(jì)劃將于2015年下半年投產(chǎn)，預(yù)料明年年底可量產(chǎn)5.5英寸高清AMOLED面板。與三星主打“顯示觀感”賣點(diǎn)有所不同，和輝光電更強(qiáng)調(diào)其在健康護(hù)眼方面較之LCD屏的巨大優(yōu)勢。2014，AMOLED因民族廠商的奮起直追而風(fēng)生水起，這也將為中小屏市場變局拉開序幕。