1、OLECa術(shù)的顛覆性創(chuàng)新突破Disruptive Factors in the OLED Business EcosystemAntti Laaperi(Nokia Corp., Helsinki, Finland)Abstract:AMOLEDs have several key, potentially disruptive elements in both display and lighting technology.Keywords:OLED; AMOLED; OLED industry引言美國哈佛商學(xué)院著名教授Clayton M. Christensen 以“顛覆性創(chuàng)新理論”聞名于

2、世，并著有創(chuàng)新者的窘境、創(chuàng)新者的解答、應(yīng)對顛覆 性變革的挑戰(zhàn)等著作。通過大量的調(diào)研分析，他推出了兩種顛覆性創(chuàng)新商業(yè)模式：“低端戰(zhàn)略模式”和“新市場戰(zhàn)略模式"。低端戰(zhàn)略模式主要 內(nèi)容是以規(guī)格較低、方便實用且價格低廉的產(chǎn)品去滿足一般消費者的需求 而這部分市場正是技術(shù)領(lǐng)先的行業(yè)領(lǐng)先者們所忽視的，“夠用就好”是對 這一商業(yè)模式的最好詮釋；新市場戰(zhàn)略模式是指擴大客戶范圍，創(chuàng)造新的 市場機會。Christensen教授還指出，至少在近期，低端策略產(chǎn)品還將對主 流產(chǎn)品市場造成極大的沖擊，并且會充分引導(dǎo)客戶需求。早在上世紀(jì)七十年代，顯示行業(yè)就爆發(fā)過顛覆性創(chuàng)新技術(shù)革命。在美 國華盛頓和蘇格蘭鄧迪大學(xué)的

3、研究者們幾乎同時完成了一次技術(shù)實驗一一將液晶單元置于 TFT基板上，通過TFT控制液晶顯示，從而大大提升 性能參數(shù)。正是這項技術(shù)創(chuàng)新打破了原有的產(chǎn)業(yè)格局。目前看來，雖然OLE限術(shù)被認(rèn)為將是帶來下一次技術(shù)創(chuàng)新革命的領(lǐng)跑者，但根據(jù)Christensen教授的理論認(rèn)為，該項技術(shù)暫時未完全達到顛覆性創(chuàng)新技術(shù)的要求。本文將詳細介紹OLE豉術(shù)在顛覆性創(chuàng)新方面的優(yōu)勢。一項新技術(shù)的出現(xiàn)，通過其對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響，便可有效地衡量該項 創(chuàng)新技術(shù)的實力。結(jié)合近期的專業(yè)學(xué)術(shù)論文，我們認(rèn)為：新技術(shù)的核心實力 在于它是否能夠突破原有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)新的市場領(lǐng)域并填補技術(shù)空白。由此可見，OLED的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)超乎尋常，例如顯示

4、光譜寬、顯示色彩更加 絢麗等等。然而，對于目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，OLED尚缺少可具突破性的核心技術(shù) 實力，所以預(yù)計在近十年的時間內(nèi)，OLED仍難以撼動TFT液晶顯示器 (TFT-LCD)的主流地位。仃FT-LCD產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀據(jù)不完全統(tǒng)計,2009年中小尺寸顯示屏的市場需求量約為10.9億，主要是手機和手持移動設(shè)備顯示屏，目前這部分市場主要被 TFT-LCD所占 據(jù)。自21世紀(jì)初,TFT-LCD嶄露頭角以來，它的市場占有率急劇上升，目前 已超過50%,2007年全年的市場銷售量達 6億。AMOLED口 TFT-LCD的光學(xué) 性能相近，且前者市場潛在競爭力較大。2009年8月，韓國三星的專家們預(yù) 測：至IJ

5、 2015年,AMOLED勺市場占有率將達到 40%(目前僅為2.3%)。目前 AMOLE氏成功占領(lǐng)微軟智能手機顯示屏的市場，取得先機，同時將目標(biāo)市場定位在筆記本電腦和低功耗超薄電視機。2OLED業(yè)現(xiàn)狀2000年前后，OLED由于絢麗畫質(zhì)、超薄體積和快速響應(yīng)等優(yōu)勢，以替代中小尺寸TFT-LCD之勢，被媒體各界大力炒作。然而在過去的十年 間,TFT-LCD的畫面質(zhì)量持續(xù)提升，加之在大尺寸顯示屏方面的投入增加 ， 使得單位成本下降。不可置疑，基于上述原因，OLED的顛覆性創(chuàng)新優(yōu)勢受到了 TFT-LCD發(fā) 展的制約。然而，OLED的技術(shù)性能指標(biāo)仍然非常出色，例如，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較 TFT-LCD更加簡單,

6、并且長時間使用功耗低；有機發(fā)光材料的使用量僅為同 尺寸TFT-LCD的1%；無需彩色濾光膜和背光單元，而彩色濾光膜正是 TFT-LCD的主要成本之一。具體內(nèi)容如表1所示。目前AMOLE的成本偏高主要是由于發(fā)光材料價格和新建生產(chǎn)線前期 資本投入較高，發(fā)光材料價格昂貴的主要原因是材料產(chǎn)量較低，與液晶材料的規(guī)模化生產(chǎn)相距甚遠，此外,在OLEDW成過程中，蒸鍍成膜工藝會造成 大量材料浪費。3中小尺寸AMOLEDAMOLED1于手機顯示屏至今已兩年有余，用戶對其實際表現(xiàn)褒貶不一。從反饋信息來看，在畫面質(zhì)量和功耗方面還未達到用戶所期待的水平，因此很難有足夠的理由說服手機制造商們放棄TFT-LCD而改選AM

7、OLED際上，在瀏覽網(wǎng)頁時AMOLE的功耗是偏高的，而且在戶外環(huán)境下的顯示效 果遜于反射型TFT-LCD為了使AMOLEDI好地適用于智能手機等應(yīng)用，功 耗必須降低（低于TFT-LCD的水平），這項技術(shù)難關(guān)有望在2011年突破。圖1所示為TFT-LCD和AMOLEDJ功耗變化趨勢圖。AMOELDj功耗主 要由顯示內(nèi)容所決定，播放電影時的功耗僅為最大功耗的10%,瀏覽網(wǎng)頁時功耗則達到80% AMOLE的功耗降低速度較快，主要是由于其電光轉(zhuǎn)換效 率有效提升一一綠色磷光發(fā)光材料的應(yīng)用，但是藍色磷光發(fā)光材料由于壽 命原因，目前還不具有商業(yè)價值。TFT-LCD的功耗以每年10%勺速度降低，主要源于背光效

8、率的提升。其功耗基本與顯示內(nèi)容無關(guān)，因此，可以在播放 電影時降低整體亮度，然后通過運算局部處理，使特定部分亮度提升，既達 到顯示效果，又能有效降低功耗近10%,但瀏覽網(wǎng)頁時此種方法收效甚微。智能手機要求顯示屏功耗低主要出于兩點考慮：每天顯示屏要有長 時間顯示動態(tài)畫面，同時，用戶一般希望從現(xiàn)有大小的屏幕上看到更多的 信息內(nèi)容。如果TFT-LCD性能沒有得到實質(zhì)性的提升，AMOLE的會逐步占 領(lǐng)智能手機顯示屏市場，并且隨著產(chǎn)量上升，單位成本和價格也將隨之下 降，使優(yōu)勢更加明顯。3AMOLE電視電視機的使用壽命一般比較長，且主要顯示動態(tài)變化圖像，拖尾和殘 影現(xiàn)象是電視的致命缺陷。顯示器或發(fā)光材料的使

9、用壽命定義為其發(fā)光亮度衰減至初始值的一 半時所經(jīng)歷的時間。OLEDE基色發(fā)光材料的使用壽命是不同的 ，藍光材料 壽命低于紅光和綠光材料，因此長時間使用后，顯示畫面會偏綠。顯示器制 造者們一般通過加大藍光像素點的面積 ，以降低電流密度，從而達到延長 使用壽命的目的。當(dāng)顯示屏中鄰近像素點亮度出現(xiàn)10%勺差異時，就會很容易被人眼所感知，但是50%勺整體亮度衰減卻不易被察覺。目前OLED勺使用壽命已經(jīng)可以達到10年，更多的技術(shù)問題指向了畫面殘影。當(dāng)需要OLEDS某些固定位置持續(xù)顯示快捷菜單的時候，出現(xiàn)了一個新的技術(shù)問題：出于高對比度的考慮，一般采用“黑底白字”的樣式，但是 這些固定顯示位置的材料老化程

10、度高于其它位置，以至于該位置在顯示其它畫面時會出現(xiàn)原有字樣的殘影。如圖2所示，“camera”字樣經(jīng)過加速 老化試驗后,在色彩條紋測試畫面仍然有殘影,有關(guān)資料在2007年SID年 會論文集中OLED®用壽命對其應(yīng)用于移動電話的影響一文里有詳細介 紹，文中提及：只有當(dāng)衰減率低于5%寸，顯示異常才不易被人眼所察覺。圖 2中經(jīng)過6年老化試驗后的測試屏，紅光和綠光材料已有 8.5%的衰減，藍光 已有16%勺衰減，色彩條紋測試畫面中“ Camer<a、"Options”和“Exit ”的固定菜單字樣殘影清晰可見，因此尤其需要延長藍光材料的使 用壽命，以減輕圖像“老化”現(xiàn)象的影響

11、。第二幅色彩條紋測試畫面是經(jīng) 過30年仿真老化時間后的結(jié)果，右下角的“2MT和左上角的信號圖標(biāo)也出 現(xiàn)了輕微殘影。測試屏的初始亮度為250nits,經(jīng)過老化試驗后，測定紅光和綠光 材料的使用壽命為100,000小時，藍光材料僅為50,000小時。目前多家材 料研制公司投入大量資金，致力于研制更長壽命的藍光材料，另據(jù)有關(guān)報 道，使用壽命更長的藍光材料目前已研發(fā)成功。該試驗結(jié)果表明，目前OLEDH料還不能滿足“黑底白字”字樣長期 顯示的要求，以6年使用時間為例，為了不出現(xiàn)殘影現(xiàn)象，材料衰減率應(yīng)小 于5%,也就是說，材料使用壽命應(yīng)在175,000小時左右。4AMOLED!記本電腦TFT-LCD的主要

12、應(yīng)用市場是筆記本電腦。迄今為止 ，AMOLE*瀏覽網(wǎng) 頁時的功耗高于TFT-LCD,且用作筆記本電腦顯示器的中型尺寸 AMOLE階 格很高。如圖1所示，功耗方面的不足將在近些年得到改善 ，但成本和價格 問題仍是一大困擾。針對使用壽命和材料老化問題，實驗者們進行了一系列相關(guān)實驗。如圖3所示，按照筆記本電腦的一般使用特點，以手機的三個常用畫面（兩幅 靜態(tài)畫面、一副動態(tài)畫面）進行試驗，并得出測試結(jié)果:紅光和綠光材料的 使用壽命為100,000小時，藍光材料的使用壽命為 50,000小時。實驗結(jié)果表明，經(jīng)過5年的加速老化時間，紅光和綠光材料的衰減率 為4%,藍光材料的衰減率為7%,在色彩測試畫面幾乎沒

13、有殘影現(xiàn)象發(fā)生。 繼續(xù)實驗至8年老化的時間點后，紅光和綠光材料的衰減率為 6%,藍光材料 的衰減率為11%,此時才出現(xiàn)輕微殘影。通過實驗結(jié)果初步認(rèn)為：當(dāng)中型尺寸的AMOLE階格下降后，將會成為筆記本電腦制造商們的首要選擇。5AMOLE電腦顯示器臺式電腦顯示器和筆記本電腦顯示屏對使用性能的要求基本相似，只是對臺式電腦顯示器而言功耗不再是主要問題，而使用壽命需要更長，并且對價格更加敏感。當(dāng)電腦較長時間處于無輸入靜態(tài)時，將會自動啟動屏幕保護程序，動態(tài)畫面的保護程序?qū)ΡＷo AMOLE琲常有益處。以電腦顯 示器模式（含屏幕保護程序）對人“01£進行加速老化試驗，如圖4所示，經(jīng) 歷10年老化時間

14、后，紅光和綠光材料的衰減率為 9%,藍光材料的衰減率為 16%,且未有老化殘影;6年老化時間后紅光和綠光材料的衰減率為5%,藍光材料的衰減率為10%同樣沒有殘影現(xiàn)象發(fā)生。60LED登明隨著電光轉(zhuǎn)換效率的提升，AMOLEDf始逐步被用作采光照明，而且其 在照明領(lǐng)域的顛覆性創(chuàng)新甚至超越了顯示領(lǐng)域。AMOLE喋明為室內(nèi)裝潢設(shè)計師們提供了一種新的采光模式一一取代 一般點式光源，AMOLEDT制作成面光源，顏色可變調(diào)節(jié)，產(chǎn)品定位于高端，未來將廣泛應(yīng)用于室內(nèi)和公共場所一般材料壽命為100,000小時的AMOLE醺明設(shè)備，假設(shè)每天點亮12 小時，則總共可使用23年，亮度半衰期約為10年，期間包括必要的保養(yǎng)與

15、 維修。目前AMOLEIE作為背光單元，應(yīng)用于TFT-LCD電視機。LED以低功 耗的優(yōu)勢取代了燈泡和鹵素?zé)簦琌LED帶來的是新的采光設(shè)計思路。7結(jié)論結(jié)合Christensen教授的“顛覆性創(chuàng)新理論”，通過對TFT-LCD和 OLE產(chǎn)業(yè)的形勢分析，我們發(fā)現(xiàn)了一種新的顛覆性創(chuàng)新模式一一“高端技 術(shù)創(chuàng)新”，例如顯示行業(yè)，用戶所期待的新技術(shù)總是以昂貴的價格面市，并可獲得成功，就像早先人們期待能夠?qū)㈦娨晵煸趬ι希琓FT-LCD隨之應(yīng)運而生，預(yù)計未來OLED電視將以體積更薄、色彩絢麗、寬視角、高對比度以及 低功耗等一系列優(yōu)勢搶占市場。上世紀(jì)70年代，歐美人最先發(fā)明出將 TFT基板與液晶單元組合的技 術(shù)專

16、利，但真正將TFT技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的國家是日本，并超越歐美等國家，引領(lǐng) TFT-LCD技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。TFT-LCD的最主要應(yīng)用是筆記本電腦，雖然當(dāng)時價 格很高，并且在產(chǎn)品質(zhì)量方面遜于 CRT,但“平面顯示”這一顛覆性創(chuàng)新技 術(shù)，徹底贏得了用戶的認(rèn)可與接受。AMOLEDU一系列的競爭優(yōu)勢和高端產(chǎn)品的定位 ，對TFT-LCD產(chǎn)業(yè)形成 了巨大威脅，從長遠角度看，其成本和價格都將低于TFT-LCD盡管在瀏覽 網(wǎng)頁等情況時功耗略高，但AMOLE的以中小尺寸顯示屏首先占領(lǐng)大量手 持便攜設(shè)備市場，這將促使制造者們投資力度的增大。一旦AMOLE的成本降低，它將很快被應(yīng)用于筆記本電腦和臺式電腦。在這些應(yīng)用方面，經(jīng)過初步實驗后分析認(rèn)為：使用壽命和殘影現(xiàn)象已基本可以接受 ，但仍需進一