新兴显示技术及精密玻璃所发挥的作用

作者:康宁商业技术和显示创新总监Lori Hamilton

作者:康宁商业技术和显示创新总监Lori Hamilton

难以想象,五十多年前就诞生的显示技术,至今仍然可以支持屏幕播放逼真的图像——这就是液晶显示器,即LCD技术。尽管当时其他的创新技术,如录像机和软盘已不再流行,但LCD直至今日依然是市场上的主流技术,虽然其价格和其主流应用地位并不对等。但正如预期的那样,显示行业正翘首以盼新的创新及突破,其中包括康宁未来可以支持的众多新兴显示技术。

LCD技术经久不衰

目前,LCD仍是主流显示技术,我们预计未来亦是如此。这主要是因为面板制造商多年来不断革新显示技术,使面板的性能不断超出预期。其中包括增加屏幕尺寸,使其远远超出40英寸的极限并将边框做到了极薄极窄,让显示器薄如手机。

LCD技术基于穿透两片玻璃基板所夹液晶层的背光进行光线投射。在液晶层上施加电压时,单个像素的光源就会像快门一样穿过。LCD属于透射显示技术,因为光线会穿透显示器面板。

康宁应用于LCD技术的主要产品是Corning® EAGLE XG® Slim Glass,它也是显示行业中广受信赖的玻璃基板。2019年,我们为全球面板制造商供应此款玻璃基板已超过250亿平方英尺,并且直至今日,市场的需求依然非常强劲。

虽然LCD技术在半个世纪以来经历了重大的革新,但我们还需密切关注来自其他技术的竞争,比如OLED。

OLED的最新现状

在OLED(有机发光二极管)显示器中,图像在像素层生成,通过电流激发有机材料层发射光线。因此,OLED显示器属于自发光显示器,通过显示面板生成并发射光线。

如今的OLED显示器约占手机、平板电脑等小屏显示设备的三分之一。五年以前,我们为小尺寸OLED屏幕研发了Lotus™ NXT Glass,它是康宁性能最卓越的玻璃基板,专为高温和高工艺要求而设计。如今客户对这款玻璃基板的需求十分强劲,而康宁也已做好了充分的准备,以迎接手机逐步从LCD向更薄且外型更多变的OLED显示器转变。

虽然我们估计这种变化在短期内对显示玻璃市场的影响有限,但我们会时刻紧跟终端市场的发展步伐。2019年,我们推出了适用于中高加工温度的卓越解决方案Corning® Astra™ Glass,可用于制造OLED显示器等设备。Astra特别适合高分辨率平板电脑、显示器以及8K电视等。

2020年,OLED电视的销售额所占比重不足2%。虽然LCD及OLED在性能及成本上都将不断升级优化,但我们预计LCD仍将在大尺寸显示器市场占主导地位。

前沿显示技术

除了现有的LCD和OLED以外,显示行业最近还出现了可能比较费解的新术语,例如Quantum Dot(量子点QD)、MiniLED(次毫米发光二极管)和MicroLED(微发光二极管)。其中一些是全新的技术,另一些是对现有技术的升级。

例如MiniLED,它改善了传统背光LCD的画质,其显示效果可与拥有超高对比度的OLED显示器相媲美。其工作原理是用大量极小的LED(通常直径不到0.3毫米)组成显示器的背光,可实现自驱动无机自发光,让屏幕上呈现的黑色更实,白色更亮。MiniLED背光可视为LCD的升级,并迅速发展为高端应用的新趋势。

精密玻璃在此类显示器中有多种应用。此类玻璃具有热稳定性、尺寸稳定性以及精心设计的光学特性,能有效管理光线,可用于生产拥有极窄边框的显示器。例如,我们的玻璃扩散板最近就被应用于搭载MiniLED背光显示屏的三星旗舰无边框8K OLED电视上。这是在LCD电视中所运用的第三块康宁玻璃,对我们来说是非常激动人心的一大进步。

但不要将MiniLED和MicroLED相混淆,因为就像LCD和OLED一样,这两种技术也截然不同。和OLED一样,MicroLED属于发射显示技术。其原理是使用红色、绿色和蓝色的小型LED生成具备高亮度、广色域及深黑度的图像。在普遍定义中,MicroLED显示屏必须使用<50μm的晶片、无封装层且可大批量转移到基板上。这牵扯到复杂的生产过程,因此我们曾预计这项技术主要被用于小众高端领域。由于其总体生产成本较高,早期市场推出的特殊尺寸产品定价也比较高。

MicroLED技术的一个有趣之处在于,它能像马赛克一样拼接起来,形成超大尺寸的显示屏。机场的到达/出发信息栏以及纽约时代广场的广告屏就采用了这种显示技术。在这种情况下,玻璃在实现无缝观看体验上发挥了关键作用。通过对玻璃进行加工,可使驱动面板的线路沿玻璃侧边进行印刷并将屏幕进行拼接,从而实现更大的视觉效果。欲知更多详情,请参见康宁在2020年SID显示周发布的关于侧边走线技术在玻璃上应用的研究。康宁专利熔融下拉制程生产出的玻璃表面非常光滑且尺寸稳定,能够转移MicroLED,大幅提高生产效率。

 

关于量子点(QD)的各种讨论

最后是量子点(QD)显示器。量子点(QD)显示器拥有多种类型,从背光采用量子点膜的LCD到发光量子点(QD)显示器。市场上之所以出现对量子点(QD)技术的众多热议,是因为其有望通过呈现丰富的色彩,大幅改善显示器的图像质量。

我们相信量子点(QD)显示器对于康宁来说是一个令人兴奋的机遇,因为这种显示器需要应用两片玻璃,一片用于薄膜晶体管(TFT)基板,另一片用于彩色滤光片,或短期内用作色彩转换基板,长期来看用作封装基板。量子点(QD)显示器和OLED一样,具有外形轻薄、宽视角、响应迅速的优点,并提升了色彩性能和节能效率。和MicroLED一样,我们预计该技术将首先被应用于高端小众领域。

与康宁共探未来

康宁在推动显示技术发展及制定投资各类显示技术的战略决策中,均具有丰富的成功经验。我们对显示行业的新兴机遇,满怀期待。我们将利用康宁专利熔融下拉制程工艺及可靠的全球供应网络提供优质的玻璃基板,并涵盖从前板、背板,到背光扩散器等各个领域。我们现有的产品组合EAGLE XG、Astra以及Lotus NXT玻璃基板能够很好地满足客户的特殊需求,适应从低温到极限高温加工温度范围。我们不断在材料、光学器件、玻璃加工上进行创新,以支持新一代的显示屏。

展望未来,作为显示器精密玻璃基板的领先供应商之一,康宁将始终致力于与客户携手创新。

  

康宁显示的未来

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