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COE屏幕:从小试牛刀到普及有多远

来源:投影时代 更新日期:2022-09-14 作者:花开无期

    近日,京东方在回答投资者关于COE屏幕技术的问答时表示:“公司无偏光显示技术已具备量产能力。未来,公司将根据市场和客户的需求适时推出相关产品。”——翻译成大白话就是“快来下单啊”!

    除了京东方,2021年起华星光电和深天马也展示了“无偏光片OLED”技术样品。和辉光电和维信诺也在相关技术和产能上做出布局。可以说,从2021年三星首先推出采用COE OLED屏幕的手机产品开始,仅仅一年的时间,这一技术似乎就要“走向普及了”。

    对此,行业人士表示,平板显示产业对COE技术的研发已经有至少15年以上的历史。国内平板显示大厂的技术、工艺和材料积累,不是一两年的事情(京东方首款COE OLED样品展示是在2017年)。一旦市场端拥有更高的认可,COE技术快速普及不是不可能。特别是在今天低碳和显示产品市场需求低迷的背景下,更新的技术应该是很好的“市场催化剂”。

    为什么要用COE,偏光片不香了吗

    在平板显示产品中,偏光片是一个非常重要的部件:首先,液晶显示的液晶分子只能处理偏振光,所以偏光片是液晶显示设备正常工作的基础(液晶屏下偏光片的作用);其次,偏光片在OLED等产品,被用于降低屏幕对环境光的反射(OLED显示面板的圆偏光片作用)——低环境光反射意味着更好的对比度和更准、更宽的色彩表现力。

COE屏幕:从小试牛刀到普及有多远

    对于OLED而言,无偏光片的产品结构,就意味着采用新的技术方案解决环境光反射的问题。COE技术,在OLED屏幕表面形成一层对应于OLED亚像素的RGB透射薄膜、并在亚像素之间的空隙使用黑色材料。其中,黑色材料能做到对环境光的全波长高效吸收;RGB三原色材料,能保证8成乃至更高OLED材料反射的显示光线透过,并进一步提纯的同时,亦能有效吸收环境光线中非对应原色的其他波长光线。

    对比于偏光片而言,COE是更为复杂的结构,其取得的对环境光的吸收效率亦与偏光片相当。但是,对于OLED发射的显示光线,偏光片的理论透射率只有50%;而COE技术理论透射率则可以达到100%。现实中,COE技术的工程化透射率不仅低于70%,新一代技术能达到90%上下,未来随着工艺和材料的改善,可能会有更高的透射效果。

    目前,三星新一代无偏光片 OLED plus,即2022年新一代技术号称,其比较普通 OLED显示面板功耗可降低 37%,透光率提高 160%;相比前一代(2021年产品)可将功耗再降低 25%,且透光率提升 33%。这一新技术产品在低碳节能和环保上的优势,已经得到广泛认可。

    客户认可是关键,终端加速导入COE屏幕

    目前,COE OLED手机包括三星Galaxy Z Fold 4、小米MIX FOLD 2、华为Mate Xs 2等产品。另外据悉,苹果公司也在研发无偏光片OLED显示产品,并有分析认为2025年苹果从手机到IT产品的OLED屏幕或将全面导入COE技术产品。

    对此,消费端认为,COE正在带来显示产品的诸多方向的新提升:首先是,COE产品在不改变OLED材料功耗耐受性下,可大幅提升其产品的亮度性能、或者降低功耗。更高的OLED显示亮度,这恰是IT和TV行业,OLED屏幕需要补足的劣势;而同等亮度下更低的功耗,对于手机等移动设备显然也很重要。

    第二,COE产品的薄膜厚度只有传统偏光片的十分之一,乃至二十分之一。这对于IT/TV影响不大。甚至对于手机的产品厚度,重量也影响不大:因为偏光片的厚度也不过几十微米到百余微米而已。但是,对于折叠屏幕而言,尽可能更低的厚度,就是更好折叠性能的前提。

COE屏幕:从小试牛刀到普及有多远

    第三,COE不仅是抗环境光的结构,也同时是对亚像素色彩出光的再提纯。其可以显著提升显示屏的原色准确性,并因此在色彩和色域方面获得更多的竞争优势。

    第四,作为一种新型的显示屏表面环境光处理技术,COE可以与未来的其他显示技术,例如打印型OLED、QLED、micro LED等技术有效结合,提供更为高效、低碳的下一代显示技术方案。

    因为这些优势的存在,以及三星、华为、小米、苹果等头部巨头的捧场,COE屏幕热度不断上涨已经成为行业预期。业内分析人士指出,COE材料和设备行业,正在代替偏光片成为未来三年平板显示行业炙手可热的投资机遇。

    优势明显的COE,为何姗姗来迟

    COE技术虽然好,但吃起来却也并不容易。要不然也会从第一个样品问世的2010年,等到2021年才真正出现实用化的大众商品应用了。

    COE技术的难度在于制作流程复杂。即形成三种原色的亚像素透射结构、非像素区域的黑色遮光与吸收框架,以及COE封装层表面的找平结构,至少需要5道额外的光罩工艺过程。这比较偏光片这种高度成熟、百年历史的光学材料,和与屏幕结合采用的简单贴合工艺,要复杂很多倍。

    更高的工艺复杂度,和更多种材料的应用,更多种的潜在化学反应,特别是在已经成型的OLED屏幕层上的多次操作的“可靠与安全性”,大大制约了COE屏幕的生产效率。甚至会带来一定的产品可靠性、成品率问题。这其中,每一种材料的选择、成型工艺、反应过程温湿控制等都是高精密的技术:虽然不是不可克服,但是显然不如偏光片“简单粗暴有效”。

    也正因为工艺过程复杂,这让理论上,会比偏光片更低成本的COE技术,今天的实际产品成本却比成熟的偏光片更高。但是,COE这一技术一旦能够高度成熟,也将在效果上和成本上都较偏光片拥有优势。后者也是众多平板显示大厂十余年来坚持研发的关键。

    特别是对于OLED显示,COE技术被认为是“在光学效果上,脱掉LCD留给OLED最后一层旧衣服”,让OLED在性能优势得到进一步增强的重大升级。这一升级将进一步决定次世代显示中OLED等自发光技术的显著优势。所以,COE技术是一个前途很棒,但是现实中也需要克服更多工艺难题的技术。好消息是,这些工艺难题,至少不比液晶成盒或者OLED涂覆技术、micro LED巨量转移技术更难。也就是,COE的工艺难度和复杂度,更多的还是光罩工艺的多次应用,是可以接受和有足够的产业链基础支撑的,可大范围突破的技术(实际上,COE技术和设备很接近传统的彩色虑光膜结构)。

    COE来,偏光去:如何影响行业格局

    无疑,COE型 OLED是短期内显示产业新品竞争的一个高地。是下一代折叠OLED屏,如手机、IT用产品必争之地。也是OLED在性能效果上进一步超越LCD的关键一步。对于面板厂商而言,这是又一个不能输的技术巅峰之战。

    然而对于上游材料和设备企业而言,COE并非绝对友好。例如如果COE屏不断增加供应,显然偏光片的需求就会减少。甚至有行业人士认为,10-15年后,OLED大面积取代液晶,不排除大规模偏光片制造业消失的可能。相反,COE采用多次光罩工艺,对相应设备、耗材,以及多种特殊光学材料的需求,都是利好消息。

    目前COE技术主要与OLED结合。但是理论上,COE技术可以用于任何需要对抗环境光的显示面板技术表层。包括未来的其它自发光技术——用COE技术取代抗环境光“圆偏光片”,得到“更好的能耗、更好的色彩和亮度、更薄的结构”等优势。

    综上所述,各种信息表明去偏光片技术已经成为OLED产业的下一个核心进步方向,也成为了新一代电子消费品显示技术的广泛升级需求。COE这种个无偏光片OLED屏的爆发,以及产业链的持续成长,正在成为行业新的增量投资点。

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