LCD、OLED、Mini/Micro LED面板后的技术差异

你知道LCD、OLED、Mini/Micro LED面板后的技术差异吗?当然显示技术也不只LCD一种，近年来有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示技术，虽然互有优缺点，但被认为是新主流。

基本上LCD与OLED的工作原理就已完全不同，OLED拥有自发光的特性，不需要背光板及彩色滤光片，结构更加轻薄，所以受到业界青睐。OLED跟LED一样，同样是利用传导带以及价电带之间电子电洞的复合，将能量以光的形式激发出来，只不过在使用的材料上，是用高分子有机薄膜，不需要复杂的磊晶制程，且发光更有效率。

以上诸多特性使OLED在业界深受期望，且目前也已被广泛应用。自2018年，苹果公司的iPhone产品开始采用后，OLED屏幕逐渐兴起。与LCD相较，OLED在可视角、对比、色域及亮度上都有相当大的优势，但由于成本及技术问题，在大尺寸产品上，OLED仍难以与LCD竞争。

OLED与LCD的差别

OLED的基本结构是在铟锡氧化物(ITO)玻璃上制作一层有机材料发光层，并在发光层上再覆盖一层低功函数的金属电极。透过外界电压的驱动下，正极电洞与阴极电子便会在发光层中结合并释放出光子，因材料特性不同而产生红、绿和蓝三原色，来构成基本色彩。

且为增强电子和空穴的注入和传输能力，通常还会在ITO与发光层之间再增加一层空穴传输层，在发光层与金属电极之间增加一层电子传输层，从而提高发光性能。事实上，现在常被提及的主动式矩阵OLED(AM-OLED)背后也同样是薄膜晶体管，与TFT-LCD一样，依晶体管接到的指令来发光。还有一点差别在于AM-OLED常用圆偏光片，来降低显示干扰，而非线性偏光片。

当然也有被动式矩阵OLED(PM-OLED)，但有明显的缺点。OLED屏幕最令人诟病的就是其像素点受限于材料，有明显的寿命限制，用久了就会产生色衰、烙印等问题。而PM-OLED在高脉冲电流下操作，使像素寿命更短，且分辨率也有限，只适合用在小尺寸产品上，所以虽然成本更低廉，但不受青睐，基本上市场对于AM-OLED接受度更高。

OLED在制程流程一样分前中后段，与LCD最大的差异在于Cell制程，主要是采用真空蒸镀法。在高度真空的条件下，以加热升华的方式，将有机材料气化并透过精密金属屏蔽(Fine Metal Mask，FMM)使其碰撞在基板表面，并凝结成RGB像素点。由于用此法生成的材料纯度高，令器件寿命更长，所以成为主流。但也因这样讲求高精密度的制程，令原本构造简单的OLED面板，成本反而降不下来。

半导体与面板业

先回过头来讲，面板业与半导体业的相似性。无论是制程或是大规模资本支出，都令人想把面板业贴上半导体业的标签。然而实际上，两者还是有很大的差别，重点在于产品「标准化」的程度，因应不同功能，半导体芯片设计有成千上万种，但对于面板而言，相对就没有那么多的差异性，在这样的情境下，产能跟成本控制就会变成主要追求。就像前文所述，面板业走向Open Cell就是如此。

先不论好坏，亦即若要有竞争力，垂直整合(IDM)或许会是更适合面板业的模式，且可能将走向大者恒大。因为所谓的产能要建构出来也并没有那么容易，如OLED蒸镀机等关键设备难以取得，也成为了门槛。导致目前OLED主要是被韩厂垄断，光三星就占有近9成的市场。

所以目前业界新进正积极追求成本更低的喷墨印刷制程。近期，国内大厂如京东方开始被认为有挑战三星的潜力，重点就在于有望实现喷墨印刷OLED的量产。OLED屏幕目前是小型智能移动装置的首选，在性能表现上更胜LCD一筹，尤其柔性基板在新兴折叠应用上不可或缺。不过要等实现喷墨印刷制程后，OLED才有可能在大尺寸上也彻底打败LCD成为真正的市场主流。

喷墨印刷难点

若用蒸镀制程，大尺寸面板的曲翘及精密金属屏蔽等问题容易造成不良，但喷墨印刷就可克服这些困难，且成本更低，其生产不需要真空环境，也不用FMM，材料利用率也更高，更适合大面积生产。但这并不代表就更容易，喷墨印刷主要是使用溶剂将OLED有机材料融化，并直接喷印在基板表面形成像素，但要制成可用的阴极墨水及大面积均匀成膜，都是技术难点。

还有为了生产足以媲美蒸镀法的高分辨率面板，其喷墨头的定位及喷墨液滴体积等精准控制都是挑战，尤其同时还要兼顾印刷错误及生产速度。这不只是需要能进行非常精密操作的机械平台，还要优化墨水的化学组成，才能更好的控制蒸发及成膜的过程，甚至对基板的结构设计都有要求，才能让墨水在其表面的铺展润湿有完美表现，这些都需要设备及工艺等达到一定门槛。

但无论如何，喷墨印刷制程会是国内业者实现弯道超车的机会，以绕过韩厂在设备和材料上提前设下的壁垒，由国内业者如华星及天马微等，合作成立的广东聚华，就是为了更好的实现这项技术。当然三星也不会眼睁睁的看着竞争者后来追上，近年来也积极的投入喷墨印刷制程及专利布局，以上就是LCD、OLED、Mini/Micro LED面板后的技术差异解析，希望能给大家参考。