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文?| 侯恬 楊旭然，編輯?|?程度
國內(nèi)顯示領(lǐng)域迎來了一項里程碑式的突破。
今年11月底，國內(nèi)頭部顯示廠商TCL華星宣布其位于武漢的G5.5代印刷OLED產(chǎn)線正式量產(chǎn)。
這是全球顯示領(lǐng)域第一次由中國企業(yè)引領(lǐng)，并將一項全新的技術(shù)帶入到商業(yè)化階段。在此之前，行業(yè)革命性技術(shù)突破與商業(yè)化先行步伐，大多由海外企業(yè)所主導(dǎo)。
放眼全球產(chǎn)業(yè)版圖，除TCL華星的印刷OLED外，已實現(xiàn)量產(chǎn)的OLED技術(shù)路線還有另外三個：QD-OLED、WOLED、和FMM-OLED。其中，F(xiàn)MM-OLED技術(shù)為全球中小尺寸OLED主流技術(shù)，WOLED和QD-OLED則為全球中大尺寸主流的OLED技術(shù)。但這三種技術(shù)路線，均由韓系面板廠主導(dǎo)。
從生產(chǎn)過程來看，這三條技術(shù)路線還有一個共同點，其顯示屏的核心發(fā)光元件的生產(chǎn)均使用蒸鍍工藝，即在真空環(huán)境中加熱有機(jī)發(fā)光材料，材料升華成氣態(tài)后均勻沉積在基板上形成發(fā)光層，再通過不同的方式得到紅、綠、藍(lán)三原光，從而構(gòu)成彩色圖像。
而印刷OLED，則和它的名字一樣，是通過噴墨打印技術(shù)，把紅、綠、藍(lán)三原色的發(fā)光材料溶液按照預(yù)設(shè)圖案精準(zhǔn)印噴射到基底上，再經(jīng)過干燥、退火等工藝，使溶液中的有機(jī)材料形成 OLED 發(fā)光層，像印刷報紙一樣制造顯示屏。
在這個過程中，打印頭將以上萬赫茲的頻率高速工作，在30秒之內(nèi)將微米級別精度的發(fā)光材料打印在玻璃上，同時還要克服干燥過程中溶質(zhì)不平整等各類問題，其過程比常規(guī)的打印要艱難、復(fù)雜得多。
整體來看，印刷OLED具有結(jié)構(gòu)相對簡單，材料利用率高，具備相對成本優(yōu)勢，并可實現(xiàn)更高的PPI和更長壽命等特性。并且從技術(shù)原理來看，印刷OLED可能是唯一能夠覆蓋小、中、大尺寸全產(chǎn)品的OELD顯示技術(shù)。
隨著TCL華星印刷OLED技術(shù)的突破和商業(yè)化，中國在全球OLED供給市場中的地位將變得更加重要。這一里程碑式的成就，不僅展現(xiàn)了中國企業(yè)的技術(shù)實力，也為顯示產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展開拓出一條新路徑。
需求：潛力巨大?
現(xiàn)代生活，屏幕無處不在。從19世紀(jì)末CRT技術(shù)問世開始，顯示技術(shù)已走過百余年歷程。
目前，市面上主要的顯示屏幕為LCD和OLED兩種，綜合技術(shù)成熟度、應(yīng)用領(lǐng)域以及總產(chǎn)值等各方面來看，LCD為最主流技術(shù)，特別是在電視、電腦等中大尺寸領(lǐng)域，LCD憑借著成熟的工藝、完善的產(chǎn)業(yè)鏈、更高的穩(wěn)定性以及更具競爭優(yōu)勢的成本等，占據(jù)著絕對的市場地位，并且這一格局在未來較長時間里不會動搖。
但作為顯示技術(shù)的后起之秀，OLED屏幕的應(yīng)用也在逐漸擴(kuò)大，特別是在高端手機(jī)領(lǐng)域。
根據(jù)市場研究公司Omdia的統(tǒng)計，今年一季度OLED在全球智能手機(jī)顯示屏的市場份額已經(jīng)達(dá)到51%，首次超過了LCD顯示屏，其中蘋果、三星、華為等主打高端市場的手機(jī)品牌，以及榮耀、小米、VIVO等大部分國產(chǎn)手機(jī)的旗艦機(jī)，基本都已經(jīng)使用OLED屏幕。
為何眾多手機(jī)廠商積極擁抱OLED？
作為移動互聯(lián)時代的產(chǎn)物，便攜是智能手機(jī)的基本特性，屏幕作為人機(jī)交互的接口，隨著全面屏的流行、各類生活娛樂應(yīng)用的增加，消費者對于屏幕在顯示效果、響應(yīng)速度、續(xù)航能力等方面的要求都越來越高。
OLED，有機(jī)發(fā)光二極管，相較需要配合背光源顯示圖像的LCD而言，具備自發(fā)光特性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)每個像素點的獨立控制。因此，OLED屏幕可以實現(xiàn)比LCD屏幕更高的對比度和更快的響應(yīng)速度，同時能耗也相對更低。
并且由于可以省去背光板、濾光片等空間，OLED屏幕本身能做到更加纖薄，那么采用OLED屏的手機(jī)，就可以塞下更大容量的電池，并使得整機(jī)更加輕薄。
另外，OLED還可以實現(xiàn)曲面屏、折疊屏等柔性顯示功能，可以說是直接打開了一個新的增量市場。因此不難理解OLED屏幕為什么受到手機(jī)廠商青睞。
隨著OLED技術(shù)的進(jìn)步，其在平板、筆記本電腦、醫(yī)療等中尺寸應(yīng)用領(lǐng)域的滲透也在加速。
在平板和筆記本電腦領(lǐng)域，OLED屏幕的高分辨率和色彩準(zhǔn)確性能夠滿足用戶處理圖像、視頻和游戲等需求。同時OLED還可以減輕設(shè)備重量，使筆記本電腦和平板電腦更加便攜。
特別是在筆記本電腦領(lǐng)域，性能越來越高的游戲本，以及搭載AI技術(shù)新款產(chǎn)品，對顯示畫質(zhì)、響應(yīng)速度和功耗節(jié)省的要求都要更高，辦公本也在向更輕薄的設(shè)計迭代，這都促使OLED在筆電領(lǐng)域的滲透持續(xù)加速。
市場研究機(jī)構(gòu)Omdia預(yù)計，全球筆記本電腦OLED出貨量將呈現(xiàn)顯著增長，2024年將達(dá)到510萬臺、2025年增至700萬臺，2026年增至1850萬臺。
醫(yī)療顯示也是OLED一個重要的應(yīng)用方向。OLED顯示器因其高分辨率和快速響應(yīng)時間，能夠在手術(shù)中幫助醫(yī)生進(jìn)行精確手術(shù)導(dǎo)航，同時能使CT、B超等數(shù)字醫(yī)學(xué)影像顯示更加清晰，方便醫(yī)生作出更加準(zhǔn)確的判斷。TCL華星印刷OLED的首款量產(chǎn)產(chǎn)品，就選擇了醫(yī)療顯示。
除此之外，隨著新能源汽車、智能座艙技術(shù)的發(fā)展，消費者對于高畫質(zhì)、交互性更好的高端屏幕需求逐漸顯現(xiàn)，OLED屏幕憑借其具備超寬視角、快速響應(yīng)等特性，在高端車顯屏市場同樣展現(xiàn)出發(fā)展?jié)摿Α?/p>
總的說來，隨著各類應(yīng)用場景的需求升級，各類電子產(chǎn)品對屏幕的輕便、響應(yīng)迅速、功耗低等需求將持續(xù)增加，這是OLED相關(guān)企業(yè)實現(xiàn)價值成長的動力來源。
OLED出貨量和市場規(guī)模在近幾年也都實現(xiàn)了快速增長。2012年時，OLED的市場規(guī)模僅72億美元，到2022年底，OLED的整體市場規(guī)模已經(jīng)增長至424億美元。根據(jù)Omdia預(yù)測，到2027年OLED市場規(guī)模將繼續(xù)增長至549.5億美元。
技術(shù)：百花齊放
面對如此發(fā)展趨勢和市場機(jī)遇，中外頭部面板制造商如三星、LGD、京東方、TCL華星等早已摩拳擦掌，紛紛布局OLED領(lǐng)域，并探索出了FMM-OLED、QD-OLED、WOLED和印刷OLED等不同的技術(shù)方案。
印刷OLED技術(shù)，在畫質(zhì)、能耗、壽命、成本及材料使用率、環(huán)保節(jié)能減排、視覺健康等方面，展現(xiàn)出了不俗的實力。
畫質(zhì)的好壞，是衡量一塊屏幕優(yōu)劣的最直接方式。對于手機(jī)、平板、筆電等小中尺寸屏幕的設(shè)備，人們在近距離使用時，視覺上對屏幕的細(xì)膩程度會更為敏感，此時PPI 就成為影響屏幕畫質(zhì)的重要因素。
PPI指屏幕每英寸所包含的像素數(shù)量，是衡量屏幕像素密度的指標(biāo)。高PPI能夠使得屏幕圖像的細(xì)節(jié)更加豐富，文字和圖像的邊緣更加平滑，呈現(xiàn)出更清晰逼真的畫面效果，尤其在呈現(xiàn)顯示復(fù)雜場景和微小元素時優(yōu)勢明顯。PPI數(shù)值的高低與像素排列方式緊密相關(guān)。
印刷OLED技術(shù)是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)紅綠藍(lán)規(guī)則像素排列的OLED技術(shù)，同時通過與設(shè)備廠商實現(xiàn)精細(xì)化1皮升打印頭設(shè)備和工藝的開發(fā)，其印刷OLED屏幕產(chǎn)品PPI已經(jīng)成功突破300，從而在文字的顯示、色彩等方面都具備優(yōu)勢。
功耗、壽命是市場對于消費電子產(chǎn)品及其屏幕高度關(guān)注的因素。功耗方面，由于印刷OLED以及FMM-OLED自身結(jié)構(gòu)層數(shù)較少，通電后電壓相對較低，反映到產(chǎn)品規(guī)格上功耗就相對更低；與此同時，TCL華星印刷OLED通過材料配方優(yōu)化、真空干燥制程優(yōu)化等，使光學(xué)效率得以提升，功耗水平也進(jìn)一步降低。
OLED的壽命和開口率相關(guān)，所謂開口率，就是像素有效的發(fā)光區(qū)面積與像素整體面積的比率。開口率越高，在顯示相同亮度的條件下，像素OLED器件發(fā)光工作時對應(yīng)的電流密度越小，器件衰減更慢，產(chǎn)品的壽命也就越長。
印刷OLED不受金屬掩膜板的限制，像素開口面積主要受到光刻工藝影響，通過提升光刻能力和材料性能，印刷OLED可實現(xiàn)更高的像素開口率，同時TCL華星基于印刷 OLED 器件壽命模型開發(fā)了涵蓋電路補(bǔ)償和算法補(bǔ)充的先進(jìn)補(bǔ)償算法，這些措施使得其印刷OLED產(chǎn)品壽命有效延長。
印刷OLED還具備更高的材料利用率，從而顯著降低生產(chǎn)成本。
目前運用最為普遍的FMM-OLED，需要通過精細(xì)金屬掩膜板來定義像素的發(fā)光區(qū)域。在整張金屬板上，將像素發(fā)光區(qū)對應(yīng)的位置進(jìn)行開孔，真空腔體中，發(fā)光材料經(jīng)加熱升華為氣態(tài)，擴(kuò)散通過精細(xì)金屬掩膜板上的微孔，精確沉積到基底對應(yīng)位置，形成 RGB 三原色發(fā)光層。
在這個過程中，絕大部分材料會殘留在掩膜板上，有效的利用率甚至不到30%。而印刷OLED直接通過高精度的噴頭，將噴墨打印在預(yù)先制備好的基板的像素坑內(nèi)，其對材料的利用率能夠達(dá)到90%以上。
同時，由于印刷OLED真空制程更少，大概能減少90%的真空腔體需求，這不僅有助于減少設(shè)備投資，也能夠降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)能耗、實現(xiàn)節(jié)能減排。根據(jù)初步的估算，跟蒸鍍OLED相比，印刷OLED碳排放能夠減少20%，對環(huán)境更為友好。
對視覺健康的關(guān)注也越來越成為現(xiàn)代人在選擇顯示設(shè)備時的重要考量因素。由于OLED的調(diào)光決定了其容易產(chǎn)生屏閃，不利于視覺健康，OLED技術(shù)在早期因曾一度因“傷眼”問題而為人所詬病。通過調(diào)光方式的改進(jìn)，整體已經(jīng)有所改善。TCL華星長久以來十分注重對用戶的視覺關(guān)懷，印刷OLED技術(shù)通過過濾藍(lán)光器件的設(shè)計，讓藍(lán)光有害波長大幅下降，從而對用戶視覺更加友好。
從技術(shù)細(xì)節(jié)回到更大的視角，TCL華星印刷OLED技術(shù)的種種突破與成功量產(chǎn)，無疑為中國乃至全球顯示行業(yè)的發(fā)展打開了一條新的路徑。
而一條新技術(shù)路徑的崛起，絕不意味著其與其他技術(shù)路線的天然互斥。正如TCL華星印刷OLED中心長曹蔚然此前在接受媒體采訪時所談及的那樣，“顯示技術(shù)未來一定是百花齊放的，不同的技術(shù)去滿足不同的需求”。
可以說無論是OLED中不同技術(shù)流派，還是OLED與LCD，不同顯示技術(shù)路線之間總是既存在競爭，促使彼此不斷優(yōu)化升級；又存在互補(bǔ)，在彼此延展交織中，共同滿足人類社會對于信息傳播和可視化的需要，并推動顯示技術(shù)向更高的層次邁進(jìn)。
目前，TCL華星以中尺寸應(yīng)用為突破口，積極推進(jìn)印刷OLED生產(chǎn)線的量產(chǎn)，而整體上，TCL采用的是技術(shù)共存策略——多產(chǎn)線并行，力爭為客戶提供所有尺寸、多種產(chǎn)品的全解決方案。在手機(jī)、手表等小屏幕領(lǐng)域，TCL華星仍采用FMM OLED工藝制造，在中等尺寸領(lǐng)域擴(kuò)展印刷OLED新技術(shù)的應(yīng)用，在大尺寸領(lǐng)域，則積極推動LCD往高端化發(fā)展。
升級：變革突破
產(chǎn)業(yè)發(fā)展與演進(jìn)的深層次邏輯中，總是必須同時包含有供給和需求兩方面的促動因素。如果僅有需求而無法生產(chǎn)，或僅有生產(chǎn)能力而缺乏需求，都難以形成真正意義上的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)升級。
想在顯示領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破的難度可想而知。但幸運的是，顯示領(lǐng)域同時出現(xiàn)了消費者需求的提升，以及中國廠商在研發(fā)、生產(chǎn)能力上的持續(xù)進(jìn)步。
需求端，OLED在智能手機(jī)領(lǐng)域不斷提升的占比，已經(jīng)印證了消費者對更優(yōu)顯示方案的需求。而平板、筆記本電腦、醫(yī)療顯示等領(lǐng)域，OLED的發(fā)展?jié)摿σ惨驯徽J(rèn)可。
供給側(cè)，與曾經(jīng)LCD產(chǎn)業(yè)因后進(jìn)而苦苦追趕不同，這一場競技的開局，中國廠商就已經(jīng)登上舞臺，并成為了OLED行業(yè)技術(shù)進(jìn)步與商業(yè)化進(jìn)程的積極推動者。
回望過去，顯示產(chǎn)業(yè)從0到1的突破往往發(fā)軔于海外。中國企業(yè)作為追隨者，雖然能夠在“從1到100”的過程中將產(chǎn)業(yè)推上一個新的高度，但始終未能真正引領(lǐng)一項具有革命性意義的全新技術(shù)從無到有、從有到優(yōu)。這也讓我們一度處于被動的局面。
就像曾經(jīng)海外企業(yè)一度向我們封鎖LCD技術(shù)，使中國液晶電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到了諸多限制，不僅成本難以控制，供應(yīng)穩(wěn)定性上也存在風(fēng)險。這一情況直到2010年后中國企業(yè)攻占了LCD技術(shù)高地之后，才得以逐漸改善。
如今，中國企業(yè)在全球OLED市場積極追趕，尤其這一次由TCL華星研發(fā)并量產(chǎn)的印刷OLED，不僅是對OLED領(lǐng)域技術(shù)路線的突破，也是我國在一次全新的技術(shù)領(lǐng)域從0到1的突破。這是第一次由中國企業(yè)引領(lǐng)了技術(shù)升級并進(jìn)入商業(yè)化階段，可以說具有里程碑式的意義。
突破源于堅持。自2013年開始印刷OLED的研究、2014年于廣州開設(shè)第一家印刷OLED實驗室，到2024年終于實現(xiàn)量產(chǎn)，在印刷OLED研發(fā)的道路上，TCL華星堅持了11年，在這11年的時間里，雖然一路前行的同伴很多，但不斷加碼投入的，只有TCL華星。
堅持也必有回響，印刷OLED技術(shù)的成功量產(chǎn)，不僅為TCL自身的發(fā)展打開空間，同時也為中國顯示產(chǎn)業(yè)的上下游帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。
對上游，印刷OLED技術(shù)的發(fā)展刺激了對印刷設(shè)備和打印材料的需求，為相關(guān)供應(yīng)商帶來了新的市場機(jī)會。
對下游，印刷OLED則有助于提供兼具高畫質(zhì)和成本競爭力的方案，有望推動OLED技術(shù)在智能設(shè)備，特別是中尺寸智能設(shè)備上的普及，讓OLED顯示屏不再是僅限于高端或旗艦級產(chǎn)品的配置，在助力硬件企業(yè)進(jìn)一步豐富產(chǎn)品線的同時，為更廣泛的用戶帶來更加優(yōu)質(zhì)、美好的視覺體驗。
