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万字长文带你看懂 车载OLED显示屏应用趋势

03-28 和讯名家
语音播报预计18分钟

作者 / 阿宝

编辑 / 阿宝

出品 / 阿宝1990

万字长文带你看懂 车载OLED显示屏应用趋势

本系列内容主要分为五大部分:

一、OLED发展历程

二、OLED液晶显示原理 及车载使用场景

三、OLED的特殊制程和限制条件

四、车载OLED应用技术风险及应用展望

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OLED发展历程

中国OLED行业定义及分类:

OLED 全称为Organic Light-Emitting Diode,即有机发光二极管,指采用极薄的有机材料涂层和玻璃基板所构成且当电流通过时会发光的有机半导体,OLED 具有自发光特性。OLED 作为新一代显示技术,其显示性能相比LCD 更优异,具有显示效果佳、耗电低、柔性高和超轻薄等优点,被广泛运用于汽车电子、智能穿戴设备、VR 设备和消费电子等产品的屏幕上。

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OLED 按驱动方式可分为主动矩阵AMOLED 和被动矩阵PMOLED(见图上图)

①AMOLED 也可称为有源驱动式OLED,具有TFT 阵列,可独立地控制每个像素点的发光情况,使得像素点可连续且独立发光,最终形成所需图像。AMOLED 是目前OLED 行业的主流应用,主要在高端及中大尺寸屏幕领域应用较广;

②PMOLED 也可称为无源驱动式OLED,不具有TFT 阵列,需通过外部电路控制像素点发光,难以实现对单个像素点的精确控制,PMOLED 的分辨率和发光效率较低,PMOLED 只能应用在低端和小尺寸的屏幕。

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基于上述分析,车载OLED显示屏基本上都是使用PMOLED工艺。

OLED行业发展历程:

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研究试验期(1950 年-1996 年): 

OLED 技术的研发开始于1950 年代的法国南茜大学,法国物理化学家安德烈?贝纳诺斯最先投入到OLED 的技术研发领域中,为之后的研究奠定了基础。1979 年,美国柯达公司的研究员邓青云博士在实验室发现了有机蓄电池上的发光现象后,开始了OLED 的研究,并将其命名为有机发光二极管。

自此,邓青云博士开始了对实用性的有机发光二极管研究。1987 年,邓青云博士和其同事史蒂夫?范?斯莱克(300382,股吧)成功地使用类似半导体PN 结的双层有机结构,制造出了低电压、高效率的光发射器,为柯达公司生产有机二极管显示器奠定了基础。其后,全球各大科技企业逐步涉足有机发光二极管研究。直到1990年,英国剑桥大学实验室成功研制出高分子有机发光原件,为有机发光二极管研究增加了新的方向。

导入期(1997 年-2000 年):

1997 年,日本先锋公司首次将单色的OLED 应用在汽车音响上,开启了OLED 的商业化、行业化道路。随后,Sony、Epson 等企业在全球范围内兴起了OLED 相关材料、原料、设备的研发热潮。经过三年的发展,OLED 行业下游应用于2000 年开始逐渐拓展到手机、PDA、相机、检测仪器等领域,但当时的OLED 产品规格小且数量少,产品均为无源驱动类型(PMOLED),仅能显示单色或区域彩色。

2009 年以后,OLED 行业各大厂商对OLED 的研究逐步由PMOLED 转向AMOLED 领域。这一时期为OLED 行业的市场导入期,大部分OLED 产品仍停留在试验或试销阶段。

成长期(2001 年-2009 年):

作为新一代平面显示技术,OLED 在下游领域的应用逐渐扩大,技术逐渐走向成熟。2001 年至2003 年,OLED 主要应用在小尺寸产品上,如Sony于2001 年推出了13 英寸全彩OLED 屏,柯达公司于2003 年在其照相机产品上采用了OLED 技术。

在全球范围内高新技术浪潮的冲击下,中国OLED 技术的研究得到了政府的重视与支持,政府开始鼓励中国企业发展OLED 行业。2002 年,中国维信诺(002387,股吧)依托清华大学研究的技术建成了中国大陆第一条PMOLED 中试生产线。2008 年10 月,维信诺在昆山建立了中国大陆第一条PMOLED 大规模生产线,实现了小尺寸OLED 显示屏的量产,中国OLED 行业初具规模。

2004 年到2009 年,三星、索尼等厂商持续推进OLED 技术,大尺寸OLED 产品相继投产,LG 于2005 年推出40 英寸OLED 电视原型机并于2009 年实现了OLED 电视的量产销售。由此可见,2001 到2009 年OLED 行业发展逐步形成规模,市场进入成长期。

快速发展期(2010 年至今):

在中国工业和信息化部的支持下,中国大陆的OLED 研发取得了突破性发展。昆山维信诺、汕尾信利、四川虹视、佛山彩虹等企业在小尺寸领域的OLED 技术发展逐渐成熟,其中维信诺企业是中国最早掌握PMOLED 生产制造技术的企业,同时在2010 年维信诺企业掌握了AMOLED 中试线生产工艺,引领中国OLED 行业发展。

2011 年6月,中国19 家OLED 企业事业单位共同成立了中国OLED 行业联盟。2013 年,全球第二条5.5 代AMOLED 由中国京东方在内蒙古鄂尔多斯(600295,股吧)投产,中国OLED 行业逐步向规模化发展,行业覆盖的产品越来越广泛,包含了移动终端、穿戴设备等,OLED 行业从此迈入快速发展期,OLED 技术正朝着通用化、标准化、多样化等方向研发。

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OLED液晶显示原理 及车载使用场景

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OLED(OrganicLight-Emitting Diode),又称为有机电激光显示、有机发光半导(OrganicElectroluminesence Display,OLED)。OLED属于一种电流型的有机发光器件,是通过载流子的注入和复合而致发光的现象,发光强度与注入的电流成正比。OLED在电场的作用下,阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动,分别向空穴传输层和电子传输层注入,迁移到发光层。当二者在发光层相遇时,产生能量激子,从而激发发光分子最终产生可见光。

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从LCD到OLED结构变化:

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OLED 层次简单,成品更轻薄。AMOLED是自发光结构,其发光层在合适电压的作用下根据不同配方直接分别产生红绿蓝三色光源,比LCD减少一张基板和背光灯组。较简单层次结构决定了OLED技术可以做出更轻薄屏幕;同时,也由于自发光的特性,使得暗画面下的功耗远低于LCD的背光恒定功耗,使AMOLED显示面板拥有节能的特性。

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LCD是将TFT基板与CF基板拼合,进一步加工成TFT-LCD面板的过程;而OLED则通过多次蒸镀完成有机发光显色层的沉积。在后段组装方面,由于OLED的自发光特质,OLED比LCD省去了背光模组的组装环节,少了偏光片与背光源的贴合。

OLED 性能优势:

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OLED性能:OLED 采用电流直接注入发光材料中发光,并以电流大小控制亮度,属于自行发光原件,而 LCD 利用电压控制液晶旋光性,改变光穿透偏光片的强度决定亮度,光源来自背光模组的灯管,属于非自行发光元件。与 LCD 相比较,OLED 有对比度高、视角宽、响应快、功耗低、耐温耐压、轻薄柔性等优点。

OLED显示屏在车载应用现状:

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柔性OLED 车载面板现状如下:

韩国:LGD、三星

大陆:维信诺、天马、BOE

BOE回复目前正在与一家Tier1厂家签订一款OLED屏立项;

天马回复OLED屏还在研发阶段,预计2023-25年量产;

凯迪拉克

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凯迪拉克2021 款全新凯雷德,采用以驾驶者为中心的三屏(曲面OLED)交互,已量产,三个屏的供应商都是LGD。

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左边:7.2 英寸的驾驶信息屏,负责显示车辆驾驶相关信息,可触控;

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中间:14.2 英寸仪表,不可触控,包括常规、导航、夜视以及 AR 导航 4 种显示模式;

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右边:16.9 英寸的信息娱乐屏,负责常规的信息娱乐功能;

全新奔驰S级

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奔驰2021 款全新S级,采用OLED屏,已经量产。仪表:12.3英寸的数字仪表盘,支持裸眼3D;

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中控:12.8 英寸信息娱乐系统;供应商:LGD

奥迪:

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奥迪e-tron 2020款Sportback,前排车门把手区域采用OLED屏作为虚拟后视镜,风阻系数0.25,即将2021年3月上市。尺寸:7英寸AMOLED;供应商:三星

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合众汽车哪吒U

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2020款U酷四驱版,透明A柱采用OLED屏,即将上市。尺寸:12英寸AMOLED;分辨率:540*2160;对比度:10000:1,供应商:维信诺

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2020年是车载OLED屏量产元年,主要集中在高端车型,应用较广,尺寸在7'以上,供应商主要还是韩国,LG偏大尺寸,三星偏小尺寸。首家国产维信诺透明A柱屏是一个亮点。

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OLED特殊制程及限制约束条件

OLED的工艺过程

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OLED相对于TFT 在CELL成盒这里有很大区别,成盒工序主要是显示技术的功能实现。AMOLED主要通过蒸镀工艺,将有机发光材料以及阴极等材料蒸镀在背板上,与驱动电路结合形成发光器件,再在无氧环境中进行封装以起到保护作用。

本文首发于微信公众号:阿宝1990。文章内容属作者个人观点,不代表和讯网立场。投资者据此操作,风险请自担。

(责任编辑:王治强)
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