top of page

量子顯示器技術專利大戰:三星、LG、TCL、BOE競逐次世代顯示器霸主地位

已更新:3月20日

為了防止中國面板廠商的超車,三星集結集團力量,全力衝刺EL-QD技術。 ​該技術的特點是量子點自體發光,色域更廣且不易產生烙印。​三星目標在未來幾年內實現EL-QD的商業化,取代OLED成為高階面板的主流技術。本報告深入分析了三星、LG、TCL和BOE在電致發光量子點(EL-QD)和鈣鈦礦發光二極體(PeLED)技術領域的專利佈局。研究顯示,TCL在EL-QD專利方面聲稱領先,截至2024年10月已申請2900項專利,展現其在該技術領域的雄厚實力。與此同時,三星與BOE在OLED專利上的激烈競爭,也為我們預示了未來在EL-QD與PeLED領域可能出現的類似專利戰。這不僅關係到技術的發展方向,更將直接影響到市場的競爭格局和產業的未來走向。

電致發光量子點EL-QD技術

EL-QD技術的優勢在於其獨特的發光機制,能直接將電能轉換為光能,無需傳統顯示技術中複雜的背光模組,從而簡化了結構,並大幅降低了生產成本。這種技術上的簡化,不僅使得顯示裝置更加輕薄,也為實現更高效、更節能的顯示提供了可能。然而,目前該技術在商業化方面仍面臨諸多挑戰,例如對鎘的使用問題,這在環保法規日益嚴格的今天,成為制約其發展的重要因素。同時,如何實現EL-QD的大規模生產,確保產品的良率和一致性,也是亟待解決的難題。相較之下,PeLED技術雖然也面臨鉛的毒性問題,但業界在開發無鉛鈣鈦礦材料方面已取得顯著進展,這使得PeLED在環保方面更具潛力。

理想中的真正量子點顯示技術是最右側的電致發光(Electroluminescence,EL),已不再需要進行色轉換,(Source:Samsung Display)
理想中的真正量子點顯示技術是最右側的電致發光(Electroluminescence,EL),已不再需要進行色轉換,(Source:Samsung Display)

鈣鈦礦發光二極體(PeLED)技術

鈣鈦礦發光二極體(PeLED)技術則以其卓越的色彩表現和潛力,有望以較低的成本實現超越現有顯示技術的視覺體驗,達到超高畫質顯示所需的Rec. 2020色彩標準。這意味著,未來的顯示器將能夠呈現更加豐富、更加真實的色彩,讓觀眾彷彿身臨其境。PeLED技術在色彩純度、色域覆蓋率和發光效率等方面都展現出巨大的優勢,特別是在紅色和綠色光發射方面,其效率已超越了傳統的螢光OLED,這為實現更節能、更鮮豔的顯示器提供了可能。

(a)、刮刀塗覆(b)和氣相沉積(c);以旋塗(d)、刮塗(e)和氣相沉積(f)為基礎的大面積 PeLED 裝置。
(a)、刮刀塗覆(b)和氣相沉積(c);以旋塗(d)、刮塗(e)和氣相沉積(f)為基礎的大面積 PeLED 裝置。

然而,PeLED技術的商業化之路同樣充滿挑戰。操作穩定性不足是其中最大的障礙,如何確保PeLED在長時間使用過程中性能不衰減,是研究人員需要重點攻克的難關。鈣鈦礦材料對水和氧氣極為敏感,容易發生分解,導致發光效率下降和壽命縮短。目前,研究人員正在積極探索各種方法來提高其穩定性,例如開發新的封裝技術、優化材料配方和改善器件結構等。

此外,鈣鈦礦材料中可能存在的鉛等有毒元素,也引發了人們對其環境和健康影響的擔憂。雖然一些研究團隊正在開發無鉛鈣鈦礦材料,但其性能和穩定性仍有待進一步提高。這也促使人們更加重視綠色環保的顯示技術的研發。

而大規模生產方法的限制,則制約了PeLED技術的普及和應用。目前,PeLED器件的製備主要採用溶液法,難以實現精確的圖案化和均勻的大面積沉積。這就限制了其在大型顯示器和高分辨率顯示器中的應用。為了解決這個問題,研究人員正在探索新的製備方法,例如氣相沉積法、印刷法和轉印法等,以期實現PeLED器件的高效、低成本製造。

京東方,近日舉行了「聚光前行逐夢啟航-鈣鈦礦光電專案啟動儀式」引人注目正式進軍京東方鈦礦領域
京東方,近日舉行了「聚光前行逐夢啟航-鈣鈦礦光電專案啟動儀式」引人注目正式進軍京東方鈦礦領域

值得注意的是,BOE已經宣布並正在積極建設鈣鈦礦太陽能生產線,這表明BOE將結合OLED 及鈣鈦礦產業的生產經驗, 有可能在PeLED技術商業化進程中搶佔先機。BOE的這一舉動,無疑將加速PeLED技術的產業化進程,並可能引發其他顯示器製造商的跟進,從而推動整個顯示產業的技術革新。更重要的是,BOE作為OLED生產大廠,在顯示技術的生產製造方面擁有豐富的經驗和技術積累。這些經驗和技術優勢,特別是在薄膜沉積、圖案化等方面的技術,可以平移應用於PeLED的生產中,從而降低PeLED商業化的技術門檻,提高生產效率和良率。此外,BOE近期在鈣鈦礦太陽能電池領域的投入,例如積極建設6代線鈣鈦礦太陽能電池生產線,也顯示了其在鈣鈦礦材料和器件製備方面的技術實力。這將為BOE在PeLED顯示技術的發展提供有力的支持,使其在PeLED商業化方面具有先行者優勢,值得業界密切關注。

三星在OLED技術領域的早期投入,為其在顯示技術領域的領先地位奠定了堅實的基礎。這些既有的技術和經驗,包括在材料科學、製程控制等方面的積累,很可能被應用於EL-QD的發展。三星顯示在量子點有機發光二極體(QD-OLED)的成功商業化及其持續創新,例如更高像素密度的5K面板、無邊框設計和裸眼3D原型,都充分顯示了其在量子點顯示技術方面的深厚實力。這些創新不僅提升了顯示器的性能,也為使用者帶來了更加震撼的視覺體驗。

BOE在EL-QD技術方面也有專利佈局,並開發了EL-QD原型機。這顯示了BOE在該領域的研發實力和技術儲備。與此同時,BOE與三星顯示之間還存在持續且激烈的專利訴訟,其焦點主要集中在OLED專利上。這場專利戰不僅是兩家公司之間的較量,更 отражает 了整個顯示產業競爭的激烈性和複雜性。

LG與三星在QD-OLED市場的積極競爭,表明LG也具備量子點顯示技術的相關專業知識。雖然報告中沒有直接提及LG在EL-QD技術方面的具體專利申請,但其在QD-OLED領域的深厚積累,無疑使其也可能成為EL-QD領域的重要參與者。LG的技術實力和市場策略,使其在未來的顯示技術競爭中,同樣不容忽視。

技術

電致發光量子點(EL-QD)

鈣鈦礦發光技術(PeLED)

發光機制

量子點材料受電場驅動發光

鈣鈦礦半導體材料受電場驅動發光

材料

硒化鎘(CdSe)、碲化鎘(CdTe)、無鎘(InP)等

有機-無機雜化鈣鈦礦(MAPbBr₃、FAPbI₃)

應用場景

高端顯示器(如未來的自發光QLED電視)

可能應用於顯示器、光電探測器等

發展階段

已進入實驗開發與商業化前期

仍在實驗室研究階段

挑戰

藍光量子點壽命與穩定性問題

水氧不穩定、壽命短、毒性問題

分析顯示,各公司在美國、中國、韓國和歐洲等主要市場都有專利活動,這反映了其在全球顯示器市場的戰略佈局。這些公司不僅在這些重要的顯示器製造地區積極申請專利,以保護其技術創新,更在這些消費市場加強IP保護,以確保其產品的市場競爭力。這種全球化的專利佈局,是這些顯示技術巨頭在全球市場競爭中取得優勢的重要保障。

鑑於主要公司已有的專利組合,新進入者在EL-QD和PeLED市場可能會面臨巨大的專利壁壘。這些專利不僅保護了現有技術,也限制了新技術的發展和應用。為了克服這些專利障礙,並加速技術發展,這些公司之間或與材料供應商及研究機構之間,可能需要進行更深入的交叉授權或策略合作。通過共享技術和資源,共同應對挑戰,才能實現技術的快速進步和產業的健康發展。

未來的研發方向可能包括重點開發無鎘EL-QD材料,以符合日益嚴格的環保法規要求。這不僅是技術創新,更是企業社會責任的體現。同時,還需要進一步改善PeLED的操作穩定性,並降低其毒性,以實現更廣泛的商業應用,讓這項有潛力的技術真正走進人們的生活。隨著BOE等企業在PeLED領域的積極投入,我們有理由相信,這項技術的未來發展前景將更加光明。


參考文獻


近期熱門文章:

 
 
© 2024 by Taiwan  Perovskite Research and Industry Association
bottom of page