LCD、OLED、Mini/Micro LED面板后的技術(shù)差異

你知道LCD、OLED、Mini/Micro LED面板后的技術(shù)差異嗎?當(dāng)然顯示技術(shù)也不只LCD一種，近年來(lái)有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)顯示技術(shù)，雖然互有優(yōu)缺點(diǎn)，但被認(rèn)為是新主流。

基本上LCD與OLED的工作原理就已完全不同，OLED擁有自發(fā)光的特性，不需要背光板及彩色濾光片，結(jié)構(gòu)更加輕薄，所以受到業(yè)界青睞。OLED跟LED一樣，同樣是利用傳導(dǎo)帶以及價(jià)電帶之間電子電洞的復(fù)合，將能量以光的形式激發(fā)出來(lái)，只不過(guò)在使用的材料上，是用高分子有機(jī)薄膜，不需要復(fù)雜的磊晶制程，且發(fā)光更有效率。

以上諸多特性使OLED在業(yè)界深受期望，且目前也已被廣泛應(yīng)用。自2018年，蘋(píng)果公司的iPhone產(chǎn)品開(kāi)始采用后，OLED屏幕逐漸興起。與LCD相較，OLED在可視角、對(duì)比、色域及亮度上都有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，但由于成本及技術(shù)問(wèn)題，在大尺寸產(chǎn)品上，OLED仍難以與LCD競(jìng)爭(zhēng)。

OLED與LCD的差別

OLED的基本結(jié)構(gòu)是在銦錫氧化物(ITO)玻璃上制作一層有機(jī)材料發(fā)光層，并在發(fā)光層上再覆蓋一層低功函數(shù)的金屬電極。透過(guò)外界電壓的驅(qū)動(dòng)下，正極電洞與陰極電子便會(huì)在發(fā)光層中結(jié)合并釋放出光子，因材料特性不同而產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)三原色，來(lái)構(gòu)成基本色彩。

且為增強(qiáng)電子和空穴的注入和傳輸能力，通常還會(huì)在ITO與發(fā)光層之間再增加一層空穴傳輸層，在發(fā)光層與金屬電極之間增加一層電子傳輸層，從而提高發(fā)光性能。事實(shí)上，現(xiàn)在常被提及的主動(dòng)式矩陣OLED(AM-OLED)背后也同樣是薄膜晶體管，與TFT-LCD一樣，依晶體管接到的指令來(lái)發(fā)光。還有一點(diǎn)差別在于AM-OLED常用圓偏光片，來(lái)降低顯示干擾，而非線性偏光片。

當(dāng)然也有被動(dòng)式矩陣OLED(PM-OLED)，但有明顯的缺點(diǎn)。OLED屏幕最令人詬病的就是其像素點(diǎn)受限于材料，有明顯的壽命限制，用久了就會(huì)產(chǎn)生色衰、烙印等問(wèn)題。而PM-OLED在高脈沖電流下操作，使像素壽命更短，且分辨率也有限，只適合用在小尺寸產(chǎn)品上，所以雖然成本更低廉，但不受青睞，基本上市場(chǎng)對(duì)于AM-OLED接受度更高。

OLED在制程流程一樣分前中后段，與LCD最大的差異在于Cell制程，主要是采用真空蒸鍍法。在高度真空的條件下，以加熱升華的方式，將有機(jī)材料氣化并透過(guò)精密金屬屏蔽(Fine Metal Mask，F(xiàn)MM)使其碰撞在基板表面，并凝結(jié)成RGB像素點(diǎn)。由于用此法生成的材料純度高，令器件壽命更長(zhǎng)，所以成為主流。但也因這樣講求高精密度的制程，令原本構(gòu)造簡(jiǎn)單的OLED面板，成本反而降不下來(lái)。

半導(dǎo)體與面板業(yè)

先回過(guò)頭來(lái)講，面板業(yè)與半導(dǎo)體業(yè)的相似性。無(wú)論是制程或是大規(guī)模資本支出，都令人想把面板業(yè)貼上半導(dǎo)體業(yè)的標(biāo)簽。然而實(shí)際上，兩者還是有很大的差別，重點(diǎn)在于產(chǎn)品「標(biāo)準(zhǔn)化」的程度，因應(yīng)不同功能，半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)有成千上萬(wàn)種，但對(duì)于面板而言，相對(duì)就沒(méi)有那么多的差異性，在這樣的情境下，產(chǎn)能跟成本控制就會(huì)變成主要追求。就像前文所述，面板業(yè)走向Open Cell就是如此。

先不論好壞，亦即若要有競(jìng)爭(zhēng)力，垂直整合(IDM)或許會(huì)是更適合面板業(yè)的模式，且可能將走向大者恒大。因?yàn)樗^的產(chǎn)能要建構(gòu)出來(lái)也并沒(méi)有那么容易，如OLED蒸鍍機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備難以取得，也成為了門(mén)檻。導(dǎo)致目前OLED主要是被韓廠壟斷，光三星就占有近9成的市場(chǎng)。

所以目前業(yè)界新進(jìn)正積極追求成本更低的噴墨印刷制程。近期，國(guó)內(nèi)大廠如京東方開(kāi)始被認(rèn)為有挑戰(zhàn)三星的潛力，重點(diǎn)就在于有望實(shí)現(xiàn)噴墨印刷OLED的量產(chǎn)。OLED屏幕目前是小型智能移動(dòng)裝置的首選，在性能表現(xiàn)上更勝LCD一籌，尤其柔性基板在新興折疊應(yīng)用上不可或缺。不過(guò)要等實(shí)現(xiàn)噴墨印刷制程后，OLED才有可能在大尺寸上也徹底打敗LCD成為真正的市場(chǎng)主流。

噴墨印刷難點(diǎn)

若用蒸鍍制程，大尺寸面板的曲翹及精密金屬屏蔽等問(wèn)題容易造成不良，但噴墨印刷就可克服這些困難，且成本更低，其生產(chǎn)不需要真空環(huán)境，也不用FMM，材料利用率也更高，更適合大面積生產(chǎn)。但這并不代表就更容易，噴墨印刷主要是使用溶劑將OLED有機(jī)材料融化，并直接噴印在基板表面形成像素，但要制成可用的陰極墨水及大面積均勻成膜，都是技術(shù)難點(diǎn)。

還有為了生產(chǎn)足以媲美蒸鍍法的高分辨率面板，其噴墨頭的定位及噴墨液滴體積等精準(zhǔn)控制都是挑戰(zhàn)，尤其同時(shí)還要兼顧印刷錯(cuò)誤及生產(chǎn)速度。這不只是需要能進(jìn)行非常精密操作的機(jī)械平臺(tái)，還要優(yōu)化墨水的化學(xué)組成，才能更好的控制蒸發(fā)及成膜的過(guò)程，甚至對(duì)基板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都有要求，才能讓墨水在其表面的鋪展?jié)櫇裼型昝辣憩F(xiàn)，這些都需要設(shè)備及工藝等達(dá)到一定門(mén)檻。

但無(wú)論如何，噴墨印刷制程會(huì)是國(guó)內(nèi)業(yè)者實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)的機(jī)會(huì)，以繞過(guò)韓廠在設(shè)備和材料上提前設(shè)下的壁壘，由國(guó)內(nèi)業(yè)者如華星及天馬微等，合作成立的廣東聚華，就是為了更好的實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)然三星也不會(huì)眼睜睜的看著競(jìng)爭(zhēng)者后來(lái)追上，近年來(lái)也積極的投入噴墨印刷制程及專利布局，以上就是LCD、OLED、Mini/Micro LED面板后的技術(shù)差異解析，希望能給大家參考。