LG樂金OLED電視的十年長征

提到OLED大多數的人會聯想到的是三星, 但在OLED大尺吋(定義是大於15吋左右)當前的技術領導卻是樂金LG而不是三星, 這個緣故竟是當時的三星顯示器(SDC)太過於自負, 想套用小尺寸成功的方式生產大尺吋OLED電視, 想以一招打遍所有敵手, 導致技術方向錯誤, 雙方為了搶占電視市占相互較勁, 雙方較勁至今(2023)才得以雙方攜手合作對抗大陸面板廠的崛起, 接下來就來分享這段故事!

OLED屏自2010年三星顯示器SDC成功導入手機量產, 市占成為世界第一, 其SDC也是當時唯一的OLED屏供貨廠商, 三星顯示SDC在小尺吋證明其量產的可能性後, 接著想點燃戰火的就是2012年的OLED電視大戰, 當時的三星SDC正嚐到OLED屏大賣的滋味, 在韓國同時也打造了完全自給生態, 於是認定當前OLED的製造生產手法絕對不會有問題的, 也是唯一詮譯大尺吋OLED電視的最佳方式, 該年就沿用小尺吋使用的面板像素電路, 與小尺吋相同LTPS(低溫多晶矽)製程試產世界上第一台大尺吋OLED電視(參考文獻[1]), 如此以試產出來的大尺吋OLED電視成本确實讓世界為之震驚, 為了減緩OLED老化的問題, 這第一台世界上第一台三星大尺吋OLED電視還用了很多影像低通沪波的效果, 使邊緣糊化處理降低OLED老化烙印的可視度, 在面上還貼了一層水平擴散片使得整體影像品質變得相當可疑(參考文獻[2]), 成為當時(2012)獨一無二的大尺吋OLED電視, 55吋也是當時LTPS電射機台的最大尺吋, 最終成本和良率二者因素也導致了這台三星大尺吋OLED屏生產計劃告終暫停大尺吋OLED的開發計劃。

圖片擷自參考文獻[1]

同時另一韓國屏廠LG樂金因為沒有小尺的量產包袱, 與加拿大公司IGNIS合作大胆採用另一種像素設計電路3T1C (參考文獻[3]), 其补償方式採用另一TFT實現外部感測(Sensing)的迴路, 又名外部补償(external compensation, 參考文獻[3]), OLED基本電路設計需求是2T1C, 這個額外多加的TFT是應用連結DDIC(屏顯驅動芯片), 讓芯片得以開通外部感測(Sensing)使相同時間下每一個對應位置的像素電路生成電流大小的變異, 大尺吋OLED電視相當大的成本問題是OLED材料的蒸鍍, 三星顯示(SDC)採用FMM(精密金屬光罩)鑽孔實現RGB分色, 但大尺吋OLED電視這麼做的成本太高, LG樂金則換成白光OLED材料加上CF(彩色沪光片)的方式, LG樂金施用RGBW白色魔法(參考文獻[4])降低製作成本, 樂金LG結合以上二者技術實現大尺吋OLED, 這样的OLED電視生產十年至今(2023)已成主流, 其技術相較三星SDC早期(2012)的做法更具量產性!

圖片擷自參考文獻[4]

市場早在4K電視狂熱時聲稱LG樂金所生產的RGBW 4K電視是假4K, 藉由這白色魔法降低成本且實現高透光的4K電視, 也成功的提升LG樂金電視的市占, 也為將來LG樂金RGBW在OLED電視應用上累積經驗, OLED的白色魔法有別於LCD, 其採用完整四個子像素的方式組成一像素(如上圖[4]), 在LCD使用白光W子像素以提高透光度, 那OLED為什麼也需要呢? 因為LG樂金為了減少大尺吋OLED屏生產成本而採用白光OLED材料加上CF(彩色沪光片)的方式設計模組, 其使用白光W子像素是提高發光效率, 白光W子像素可以不使用CF色阻沪光或許進行調色温, 所以多多使用白光W子像素可以延長整屏使用壽命, 也就是當白色發光的時間多時, 則可減少RGB三色發光, 据研究指出自然圖像有90%的比例會使用到灰階(白色亮暗度), 對其功耗也是有相當好的效益。 

當LG樂金開始量產OLED電視, 站穩大尺吋OLED屏市占第一的同時, 三星SDC因仍未能找到合適的OLED電視生產方式, 現行LG樂金OLED電視的做法又已專利申請保護的同時, 當時的三星SDC轉向生產量子點(quantum dots)技術電視, 二者競爭的同時市場又盛傳LG樂金OLED電視的做法白光+CF仍採用光穿透沪光, 並非真正的自發光顯示器, 無法完整呈現OLED原有光色, 於是市場又盛傳LG樂金OLED電視是假OLED的稱號, 隨著LG樂金OLED電視量產技術的成熟, 以及力推OLED電視高對比高亮度配合電視HDR應用的市場需求成長, LG樂金也漸漸站穩OLED電視的霸業, 進而供貨給各大電視品牌, ex. Sony, 目前(2023)市面上的OLED電視多為使用LG樂金所生產的RGBW 的OLED屏。

就在2023年三星電子SEC也正式推出了大尺吋OLED電視(參考文獻[5][6]), 而且在較大尺吋電視屏是採用LG樂金所設計的OLED屏, 雖三星未全面採用LG樂金所生產的屏, 似乎仍有排挑戰OLED大尺吋現行做法的野心, 但据報導雙方開始就OLED技術攜手合作(參考文獻[6]), 合力對抗崛起的大陸面板廠低價競爭的壓力, 而且三星SEC目前也過度依賴大陸面板廠所生產的LCD屏, 加上LG樂金的虧損累累(參考文獻[7]), 這是一個相當好的開始, 畢竟二家都是電視市占前幾大的公司, 二者合作希望可以共創OLED電視的新紀元, 一起研發出更好的OLED屏顯技術, 雙雙攜手抗衡中國電視製造商的崛起, 回顧過往LG樂金OLED電視這十年的長征, 累積不少市場技術和量產經驗, 真的是長路漫漫。

[1] https://news.samsung.com/medialibrary/global/photo/1829?&page=532

[2] https://www.oled-info.com/samsungs-kn55s9c-sub-pixel-design

[3] https://www.oled-info.com/ignis-announces-maxlife-gen-2-amoled-driver-ic

[4] https://blog.gsmarena.com/samsung-stops-making-oled-tvs-due-lgs-dominance/

[5] https://www.rtings.com/tv/reviews/samsung/s90c-oled

[6] https://tw.news.yahoo.com/%E7%A0%B4%E5%A4%A9%E8%8D%92-%E4%B8%89%E6%98%9F83%E5%90%8Boled%E9%9B%BB%E8%A6%96%E7%AB%9F%E7%94%A8%E5%B0%8D%E6%89%8Blg%E7%94%9F%E7%94%A2%E7%9A%84%E9%9D%A2%E6%9D%BF-083445701.html

[7] https://ec.ltn.com.tw/article/breakingnews/4277008