無(wú)偏光片COE結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵材料是什么？

三星作為顯示技術(shù)的大廠，其在前沿技術(shù)上的研發(fā)一向是走在業(yè)界的前端。折疊屏手機(jī)作為科技業(yè)界下一個(gè)具有變革性的產(chǎn)品，三星很早便已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的研究，而目前其也是在技術(shù)、產(chǎn)品、市場(chǎng)上具有領(lǐng)先地位。

三星在2021年整合了S和Note系列，逐漸把折疊屏手機(jī)作為三星旗艦推出市場(chǎng)，集合了三星最新的技術(shù)研發(fā)成果。在8月份最新的發(fā)布的三星Galaxy Z Fold 3上帶來(lái)了眾多先進(jìn)技術(shù)，據(jù)悉手機(jī)采用了ECO2 OLED，該技術(shù)通過(guò)屏幕疊層結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)核心材料偏光片，以提升透光率，降低面板功耗。

雖然無(wú)偏光片技術(shù)的研究已經(jīng)有一段時(shí)日，但是一直并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)商用，而三星GalaxyZ Fold 3的面世則是無(wú)偏光片技術(shù)首次在AMOLED消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品中應(yīng)用。

偏光片有何作用？

偏光片顧名思義，其作用是用于改變光線的方向。日常經(jīng)常可以看到的偏光片包括電影院的3D眼鏡、攝影愛(ài)好者們的偏振鏡、偏振功能的墨鏡等。

偏光片在顯示領(lǐng)域，最早用于LCD屏幕，它也是偏光片的消耗大戶。一塊LCD屏幕會(huì)用到兩張偏光片，靠下的一張用于將普通的背光轉(zhuǎn)化成偏振光，靠上的一張用于解析經(jīng)過(guò)液晶調(diào)制后形成的偏振光，進(jìn)而形成明暗對(duì)比和色彩對(duì)比。

來(lái)到AMOLED屏幕上，其為可發(fā)彩色光的發(fā)光二極管，不需要背光源也不需要彩色濾光片。由于其顯示原理與LCD屏幕不一樣，因此其顯示成像理論上是不需要偏光片的。

不過(guò)AMOLED有另外一個(gè)問(wèn)題需要解決，那就是光的反射。AMOLED的基板會(huì)反光，當(dāng)外界自然光照射到AMOLED屏幕上，穿透過(guò)封裝層之后就會(huì)從金屬陰極反射回來(lái)。它看起來(lái)像一張銀色反光的錫箔紙，導(dǎo)致在環(huán)境光稍微強(qiáng)一點(diǎn)的地方，屏幕因?yàn)榉垂?，顯示效果和對(duì)比度就會(huì)大幅下降。這意味著，如果在光照或陽(yáng)光下觀看AMOLED，由于反射光，很難看清屏幕。

因此一般AMOLED屏幕需要采用了偏光片來(lái)用于降低降低光反射，其附著在面板上，充當(dāng)過(guò)濾和調(diào)節(jié)從外部進(jìn)入的光線的過(guò)濾器作用。為什么我們能在陽(yáng)光下能清晰地看到畫(huà)面，這因?yàn)槠馄哂蟹婪瓷渥饔谩?/p>

偏光片成折疊屏發(fā)展阻礙

偏光片貼附在面板上，是過(guò)濾光線并調(diào)節(jié)光線的材料部件，而在AMOLED上的主要作用便是防止光的反射。

不過(guò)面板加上了偏光片，首先本質(zhì)會(huì)使發(fā)光效率降低，使屏幕亮度在同等功耗下有所降低。三星方面曾對(duì)外表示，偏光片理論上只能讓一半的光線透過(guò)，也就是當(dāng)光線通過(guò)偏光片時(shí)，亮度下降50%以上。為了讓手機(jī)日常使用中具備強(qiáng)光下可視性，AMOLED面板不得不繼續(xù)提高亮度，進(jìn)而導(dǎo)致功耗提升和壽命降低。

其次偏光片的厚度在50-100微米(μm)的水平，需要粘著劑，這也增加了厚度。可以看到在目前的OLED屏幕結(jié)構(gòu)中，偏光片占據(jù)了一半的厚度，令整個(gè)AMOLED厚度增加不少。實(shí)際在過(guò)去幾年里面，AMOLED偏光片的應(yīng)用沒(méi)有大問(wèn)題，應(yīng)用成熟，而且厚度仍然要比LCD屏幕要薄，不過(guò)直到折疊屏?xí)r代的來(lái)臨，其厚度問(wèn)題被重點(diǎn)關(guān)注起來(lái)。

折疊屏的設(shè)計(jì)中，手機(jī)屏幕必須做到盡量薄，這樣才能在彎折過(guò)程中減小彎折半徑，防止折疊區(qū)域塑料部分長(zhǎng)期拉伸，導(dǎo)致長(zhǎng)度變化，最后形成褶皺，降低屏幕壽命。因此相對(duì)厚度較大的偏光片便成為折疊屏進(jìn)一步發(fā)展所需解決的問(wèn)題之一。

隨著折疊屏的發(fā)展，相關(guān)的產(chǎn)品的不斷面世上市，無(wú)偏光片技術(shù)會(huì)率先應(yīng)用在對(duì)成本相對(duì)不敏感的折疊屏上，以此來(lái)提升理論亮度和降低屏幕彎折半徑提升耐用度。

無(wú)偏光片技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵

三星Galaxy Z Fold 3是首款采用無(wú)偏光片技術(shù)的量產(chǎn)折疊屏產(chǎn)品，其必然會(huì)帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展。

據(jù)了解，三星Galaxy Z Fold 3去除了偏光片，采用厚度更薄的彩色濾光片，減少Cover Window光反射的作用，實(shí)現(xiàn)防反射的處理。

顯示產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)人士表示，“未來(lái)OLED的發(fā)展會(huì)遇到三個(gè)難題，第一是光的效率，隨著4K8K等更高分辨率的顯示屏幕出現(xiàn)，功耗和亮度矛盾會(huì)越加嚴(yán)重；第二是屏幕多變形態(tài)，折疊屏需要更低的彎折半徑來(lái)提升壽命；第三便是成本，通過(guò)減少屏幕層數(shù)或者降低屏幕的復(fù)雜度，繼而把成本逐步降低。”

目前無(wú)偏光片技術(shù)名為Pol-less結(jié)構(gòu)，也稱為COE結(jié)構(gòu)（Color filter On Encapsulation）。它會(huì)是解決以上OLED發(fā)展三個(gè)難題的辦法之一，而當(dāng)中的關(guān)鍵則是取代偏光片的那一層彩膜（ColorFilter）和像素間隙的黑矩陣（BM，Black Matrix），兩者屬于光刻膠材料中的低溫OC與低溫BM。

這層彩膜能夠解決反光和透光的問(wèn)題，當(dāng)外界光線入射屏幕，不需要的光會(huì)被BM所吸收，其余會(huì)透過(guò)彩膜中的RGB所入射，隨后那個(gè)RGB像素點(diǎn)便會(huì)顯示出顏色并反射。反射過(guò)程會(huì)有部分被BM區(qū)所攔下，其余會(huì)被彩膜所吸收。

無(wú)偏光片技術(shù)可以在相同的顯示亮度下，屏幕功耗更低；或者在相同的功耗下，屏幕亮度更亮。此外，由于這層彩膜是Coating上去的，通常只有10微米以內(nèi)，因此相比偏光片能夠大幅降低屏幕的厚度，利于延長(zhǎng)折疊屏的壽命，降低偏光片的使用成本。

前面已經(jīng)提到，無(wú)偏光片結(jié)構(gòu)需要在AMOLED屏幕上蒸鍍一層彩膜，其對(duì)工藝的精度和準(zhǔn)度要求非常高，也是影響良率和成本的關(guān)鍵。此外目前無(wú)偏光片結(jié)構(gòu)AMOLED屏幕都是基于薄膜封裝，所以需要采用低溫光刻膠和低溫加工工藝，這要求相關(guān)的材料具備良好的低溫性能。

關(guān)鍵材料的發(fā)展

實(shí)際AMOLED采用偏光片是行業(yè)發(fā)展中“妥協(xié)”之舉，不過(guò)隨著折疊屏產(chǎn)品的出現(xiàn)，無(wú)偏光片技術(shù)方案對(duì)于解決折疊屏耐用度、提升亮度和降低功耗都有顯著的好處。當(dāng)然目前這種技術(shù)仍然有工藝和成本的問(wèn)題需要解決，可是在率先應(yīng)用在折疊屏后，預(yù)計(jì)未來(lái)隨后慢慢在AMOLED屏上普及。