WOLED与QD OLED在过去两年里取得突破性成果。随着其亮度的增加、寿命的延长、分辨率/刷新率的不断提升,已广泛应用于各个领域,本文将重点介绍二者的一些技术革新及产品规划。
WOLED由LG Display公司生产,它的特点是有一个自发光的白色OLED堆栈,并除传统的RGB像素外,额外有一个白色子像素,不需要像LCD那样的背光,每个像素可单独打开或关闭,从而实现纯黑画面和超高对比度。白色子像素用来提升面板亮度。
由三星Display生产的QD OLED则有所不同,OLED堆栈发出蓝光,位于背板上方。然后蓝光通过红色和绿色量子点,以及一个等效的蓝色滤光片来产生图像。QD-OLED没有使用额外的白色子像素,蓝色的背光堆栈可为其提供更高的亮度。
QD OLED技术革新及产品Roadmap
截至现在,三星的QD OLED技术已经经历三次革新。在显示器市场,第一代QD OLED面板于2022年推出,第一台使用这些面板的显示器是Dell Alienware AW3423DW。2023年对第二代QD OLED面板进行了两项改进。其一是提升亮度,使用的新型“超高效导电发光材料”使其蓝色堆栈发光效率更高,可将亮度提升30%。另一项则是改进像素结构。将原本“钻石”形的像素排列结构变更为“品”字形,提高了RGB子像素的填充率,该像素布局有效提升了显示器的文本清晰度。今年推出第三代QD OLED,对面板性能和制造工艺进行了进一步改进。在面板性能方面,三星使用最新的“量子增强器技术”,借助人工智能驱动的补偿算法,可以达到像素级负载和输出功率的实时监控、预测和优化。这有助于延长OLED面板的使用寿命,同时将亮度提升50%。在制造过程方面,第三代面板采用一种新的超精密微喷墨工艺,即新的“喷墨打印”技术。它可以完美地沉积量子点墨水,使像素密度最高可增加60%,且错误率非常低,包括他们正在生产的新4K面板,也将应用这项工艺。同时三星还生产了27”、2K分辨率、360Hz规格的第三代面板,这是目前量产的刷新率最快的OLED面板,提供了平面和曲面的两种选择。
遗憾的是,在第二代与第三代提升亮度的算法技术并未下放至MNT面板,只在TV面板中应用,目前实测的MNT面板的2% APL峰值亮度仍然为1000nits,100% APL亮度在260nits左右。但MNT的尺寸和观看距离更小,目前在该亮度下仍能满足使用需求,预计不久后提升亮度算法也会下放到MNT上。
值得注意的是,QD OLED在产品结构上与并没有使用偏光片,这种技术最早应用于折叠屏手机,如今三星将该技术应用于TV和MNT上,这是对显示器结构的一次重大革新。
WOLED技术革新及产品Roadmap
由LG Display生产的WOLED面板截至目前也经历了三代产品的演进。第一代面板有27”和45”两个型号。第二代面板在原有的基础上主要有两个改进领域:第一个是“氚”的使用,用“氚”代替OLED发光元器件中传统的氢作为辅助剂,使得元器件的化学性质更加稳定,面板亮度可提升30%。第二个则是类似于三星的量子增强技术的像素级算法,使画面显示柔和自然的同时提升使用寿命。
第三代WOLED在原有基础上同样有两个方面的提升:一是增加了MLA技术 ,MLA(微透镜阵列技术)是LG Display研发的新显示技术,也是第三代WOLED面板的核心。纳米级凸透镜层以矩阵形式排列,它能最大限度地提高OLED面板的发光效率,解决了光在面板内部反射的问题。在OLED面板亮度不变的前提下,能耗降低22%。二是改进了像素结构,由原本的“RWGB”子像素排列方式变更为“RGWB”,将白色子像素原本第二列的位置变更为第三列,实测这种像素排列方式对文本清晰度及文字渲染效果都有明显提升。
LG在今年生产了一个非常“有趣”的面板,刷新率可在240Hz和480Hz之间切换,代表产品为在2024 CES上获得创新奖的“双模”显示器32GS95UE,成品显示器预计在8/9月上市销售。同时生产的还有一款27”,2K分辨率,但刷新率提升到了480Hz的产品,这将与三星目前生产的360Hz的产品直接竞争高刷电竞市场,并且已经得到Asus ROG Swift PG27AQDP将使用这款面板的消息,该显示器预计将在今年Q3发布。在2024年Q4左右,LG规划生产45”超宽曲面屏面板,它拥有5120×2160 5K的分辨率,预计它将会是款非常受欢迎的产品,但最早也要2025年Q1才能问世。
在2025年Q4,LG同样规划两款5K分辨率、240Hz 刷新率的面板,尺寸分别为34”和39”。同时LG也在探索没有白色子像素的OLED面板,并预计推出两款尺寸为32”和27”的4K、240Hz规格的RGB OLED,但目前没有关于该产品的更多信息,这也可能是LG的第四代OLED面板。
WOLED与QD OLED的对比总结:
1.结构不同。WOLED依旧需要使用传统的偏光片,但QD OLED受益于三星折叠屏无偏光片技术,已经通过新涂层摆脱偏光片的束缚。
2.都改进了像素结构。因Windows系统只对传统的RGB像素结构有良好的适配性,并没有对其它像素结构进行算法优化,所以三星和LG都对像素结构进行了改进,以得到更加清晰的文本显示效果。
3.生产工艺不同。LG Display生产的WOLED全部采用蒸镀工艺。虽三星导入喷墨打印工艺,但受限于阴极喷墨材料研制困难、和不同材料成膜时的互溶问题,目前的打印工艺只适用于生产OLED的有机物层(即发光层和空穴层),其它结构层仍需要采用蒸镀制程。
二者未来展望:
1. 从产品结构看,QD OLED显示器没有偏光片,减少了BOM(Bill of Material)成本。长期来看,如果QD OLED在未来大规模推广,也将对偏光片供应厂商造成严峻挑战。
2.WOLED与QD OLED都对像素结构进行了优化,增强了文本显示效果,同时提高了100% APL亮度,会对LCD商用市场造成一定冲击。可能是出于增加与IT OLED的适配性、共用生产线的因素考虑,LG也将继续探索传统“RGB”像素的OLED。
3.OLED色彩像素生产方式主要为“蒸镀”和“打印”两种。相较于打印,蒸镀需要超高的温度与真空度,所以会有高额的设备和能耗成本;但目前喷墨打印工艺并不能完全取代蒸镀,所以在高性能的喷墨材料研制成功之前,“蒸镀+打印”是最经济的生产模式。三星及时变更为该种生产模式,连同通过新涂层代替偏光片,为后续OLED产品“卷价格”做准备。