目前，LCD和等離子面板仍主宰著電視屏幕市場，而且尺寸更大顯示效果更好的產(chǎn)品正在成為HDTV平板顯示器(FPD)的新選擇；但兩種新興技術(shù)有取代LCD和等離子之勢，那就是OLED和電子紙。
由于在蜂窩電話、MP3播放器和其他一些配件中獲得成功，OLED已擠身便攜顯示市場，并有望作為一種新電視屏幕進入家庭。同時，電子紙也正在分食便攜設(shè)備、消費電子和電子標識的市場蛋糕，這些領(lǐng)域都特別需要低功耗和更長的電池壽命。
在最近東京召開的2008顯示技術(shù)大會上，索尼展出了一款0.3mm厚的OLED(在亞洲更通用的名稱是OEL，即有機電致發(fā)光)顯示器原型，這款新品比索尼去年12月推出的用于其OLED顯示器的1.4mm OLED顯示器XEL-1更輕巧。索尼還展出了一款目前最薄的0.2mm厚OLED原型。此外，其演示的27英寸OLED顯示器可顯示1,920×1,080像素格式的高清視頻圖像。
輕和薄并非屏幕尺寸可達30英寸(對角線)OLED顯示器的唯一強項。OLED還有其它許多適合用做電視屏幕的特性，例如：高于NTSC規(guī)范的色彩還原性，以及幾微秒的快速響應(yīng)時間。其最高亮度大于1,000cd/m2、對比度大于10,000:1。
電子紙的目標市場是手持設(shè)備而非電視，大多數(shù)類型的電子紙都是雙穩(wěn)態(tài)的，也就是說，即使關(guān)閉電源，無需供電也可保持屏幕上的內(nèi)容。電子紙是種反射式顯示器，它既不需LCD顯示器后的背光，也無需OLED的光發(fā)射機制，所以電子紙很適合對低功耗有特別要求的應(yīng)用。之前由Kent Displays公司所掌握的膽甾相液晶顯示器(CH-LCD)電子紙技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)被富士通先端科技、精電國際與松下電器公司通過合作方式進行生產(chǎn)。電泳顯示器(EPD)技術(shù)也已經(jīng)從E Ink公司和SiPix Imaging公司，擴大到包括Bridgestone公司在內(nèi)，而且Nemoptic和ZBD Displays公司也正在配置雙穩(wěn)態(tài)扭曲向列相(BTN)LCD。與此同時，Aveso已經(jīng)實現(xiàn)了電鉻顯示器(ECD)的商用化，高通也實現(xiàn)了MEMS顯示器的商用化，Liquavista即將在市場上推出電潤濕顯示器(EWD)。在本次2008顯示技術(shù)大會上，E Ink、富士通和Bridgestone也都展出了各自在以輕、薄和省電著稱的電子紙顯示器方面的進展。
OLED戰(zhàn)局全面鋪開
三星早已加入OLED戰(zhàn)局?！暗?010年，我們將生產(chǎn)采用OEL面板的40或42英寸電視?！比荢DI移動顯示部市場營銷副總裁Lee Woo Jong表示。今年底，三夏將量產(chǎn)用于筆記本電腦的14英寸OLED面板。
臺灣的顯示面板制造商奇晶光電(CMEL)也盯上了OLED。該公司將于2009年上半年商業(yè)化生產(chǎn)用于筆記本電腦的12.1英寸OEL顯示器，并計劃明年下半年量產(chǎn)用于電視機的32英寸面板，該公司副總裁Park Sung Soo說。
盡管有這些進展，但在使用OEL技術(shù)制造更大尺寸面板時仍存在問題。OLED面板是通過在玻璃基板上“編輯”薄膜晶體管(TFT)，然后涂敷用于注入、發(fā)射及/或?qū)㈦娮雍涂昭ㄖ亟M的各有機層的方法制造出來的。在制造更大面板時，已證明無法借助最初為制造TFT或小OLED面板所開發(fā)的技術(shù)。
例如，在索尼首款11英寸OLED電視屏(XEL-1)中，該公司采用低溫多晶硅技術(shù)作為TFT的底基，采用小分子材料作為有機膜。但在其27英寸OLED原型中，索尼工程師采用的是先進的“微晶”硅TFT技術(shù)，并將該技術(shù)整合進索尼所謂的“激光誘導(dǎo)凝練模式(LIPWS)”技術(shù)。
索尼工藝技術(shù)部門主管Yoshi Ishibashi解釋說，有三種TFT生產(chǎn)工藝：激光退火、直接沉積和固相增長?！拔覀冋J為對大尺寸面板來說，在硅結(jié)晶過程中，激光退火是最好方法?！彼f。
雖然微晶硅的電子遷移率比多晶硅遜色，但它有另一種重要優(yōu)勢，Ishibashi指出，那就是當制造大尺寸基板時，微晶硅的平面均勻性非常高。
業(yè)界還沒有為制造有機膜找到更好方法。在索尼的XEL-1中，當熔爐內(nèi)汽化的有機材料被汽相沉積在基板上作為RGB三基色素時，需要在基板下立即放置一個金屬掩膜。但是，當基板超過一定尺寸時，金屬掩膜會因自身重量發(fā)生形變或從熔爐中輻射熱量，從而帶來定位誤差、并惡化孔徑比(aperture ratio)和分辨率。
所以，索尼的工程團隊為自己的27英寸原型找到另一種技術(shù)?！熬徒M合使用白色OEL材料與色彩濾光器來說，激光退火技術(shù)仍有吸引力?！盜shibashi說。采用色彩濾光器可實現(xiàn)超高密度，原因是當形成獨立的紅、綠和藍色亞像素時，就不再需要掩膜了。這樣做盡管降低了色彩純度、增加了功耗，但卻降低了制造成本。
壞像素數(shù)目與面板尺寸無關(guān)，不會改變?！八?，我們要竭盡所能規(guī)避導(dǎo)致壞像素的因素?！笨逻_OLED產(chǎn)品部的高級總監(jiān)Takatoshi Tsujimura表示，“為實現(xiàn)該目標，組合使用白色OEL材料與色彩濾光器是最佳方法?！?/P>
Tsujimura介紹，通過在傳統(tǒng)RGB亞像素上安放白色像素的方法，發(fā)光效率成倍增加?！斑@是因白色素?zé)o需使用色彩濾光器，”他說，“這樣，沒什么東西阻止白光100%地射出。這就是之所以取得高光效的原因?！?/P>
除顯示領(lǐng)域外，OEL還可用于固態(tài)照明和太陽能電池等。產(chǎn)品線豐富的化學(xué)產(chǎn)品制造商Kaneka前不久宣布，它將于大阪大學(xué)合作進行OLED照明設(shè)備及有機薄膜太陽能電池的研究。
OLED的薄、輕和表面發(fā)光特性使其可用于照明應(yīng)用。在汽車和飛機應(yīng)用中，體積薄、重量輕具有特殊優(yōu)勢。
“OEL顯示器已達到50流明/瓦的發(fā)光效率；到2010年預(yù)計可達100流明/瓦?！钡聡綨ovaled的CEO Gidas Sorin表示。相比較，電燈泡的最大發(fā)光效率約是20流明/瓦。
電子紙應(yīng)用將起飛
如果說OLED技術(shù)是本屆2008顯示技術(shù)大會一個主旋律的話，那么電子紙就是另外一個。幾家公司演示了在電子紙技術(shù)方面取得的進步，電子紙已用在手機、電子書閱讀機、告示牌和標簽等應(yīng)用中。
大多數(shù)電子紙顯示器都擁有三個特性：反射操作、雙穩(wěn)態(tài)、柔性，這些特性將改變平板顯示器在人們心中的印象，并且會將其用途延伸到新一類產(chǎn)品中。在上面提到的幾種電子紙技術(shù)中，ECD基于電氣誘發(fā)的色彩變化；EPD利用電氣導(dǎo)致的帶點粒子運動；EWD則基于水與染色油介質(zhì)間的感應(yīng)變化。
在便攜式裝置方面，顯示面板是最大的功率消耗部分，因此也是操作時間最大的敵人。與放射式平板顯示(例如OLED)和穿透式平板顯示相比，反射式平板顯示汲取較少的能量。通過切斷電源，反射式顯示器大幅增加了電池供電設(shè)備的運行時間。[!--empirenews.page--]
反射式平板顯示還可以消除當前產(chǎn)品中的關(guān)鍵不足，如：手機和筆記本電腦顯示屏在戶外喪失功能，因為其圖像在周圍光線下無法看清楚。在反射式電子紙顯示器上增加一個前置燈后，顯示器無論在黑暗的情況還是外界陽光照射情況下都可以正常工作。
雙穩(wěn)態(tài)改善了顯示器的能量消耗。某個以EPD為基礎(chǔ)的電子書閱讀器制造商聲稱，在電池電量耗光之前，消費者可以閱讀大概7000頁文本形式的電子書。由于雙穩(wěn)態(tài)顯示器只在屏幕內(nèi)容更換時才會消耗能量，所以電池的使用時間可以在顯示內(nèi)容變化頻率較低的情況下得到極大延長。一些電子貨架標簽(ESL)的生產(chǎn)商表示，其產(chǎn)品更換一次電池可以工作五年以上的時間。
為制造其EPD電子紙，電子紙先驅(qū)E Ink制造出一種在透明液體內(nèi)包含微粒子膠囊的“薄片”；該薄片還包括一個電極以及一個可剝離層，顯示器制造商或OEM可將剝離層揭去以便將該薄片與背板粘合在一起。在膠囊內(nèi)，是分別充以正電和負電的白色和黑色粒子。
E Ink的“薄片”技術(shù)已用在一千多萬部摩托羅拉手機上。在Amazon.com去年在美國市場推出的Kindle便攜閱讀機及其它7款正在生產(chǎn)的電子書閱讀機中，也都采用的是相同技術(shù)。
E Ink還展示了一款支持手寫輸入的電子紙設(shè)備。該設(shè)備基于E Ink和精工愛普生聯(lián)合開發(fā)的控制器芯片S1D13521B、以及E Ink的AM300開發(fā)套件和Wacom制造的內(nèi)置電磁感應(yīng)式書寫板。
Wacom專門開發(fā)出一款極薄、極輕的面板：0.35mm厚、40g重，其厚度和重量分別是其上一代產(chǎn)品的一半。為減輕重量，Wacom的工程師利用PET膜取代了玻璃基板。
“我們預(yù)計，今夏將有5、6家公司推出基于AM300的產(chǎn)品?！盓 Ink的副總裁Ryosuke Kuwata說。
期間，富士通推出了一種多色膽甾型LCD電子紙技術(shù)。該面板并沒采用色彩濾光器，它采用的建構(gòu)方法是將三個分別用于紅、綠和藍的堆疊顯示層整合起來。富士通展出了一款可顯示1,024×768像素的8英寸、全彩色PDA顯示面板。
而Bridgestone則致力于被稱為快速響應(yīng)液體粉末顯示器(QR-LPD)的專屬EPD技術(shù)。QR-LPD技術(shù)基于兼有液體和傳統(tǒng)粉末狀固體特性的“電液粉末”。電液粉末的流動類似微粒的懸浮，它對電場極其敏感，從而保證極快的響應(yīng)速度：響應(yīng)時間可快達0.2ms。該粉末包含分別帶正和負電的黑色和白色微粒。
Bridgestone展出了一款采用色彩濾光器、A3大小的全彩面板(4,096色)。該公司還聲稱已開發(fā)出一款可折疊顯示器。
當然，向柔性化發(fā)展的趨勢并非只出現(xiàn)在電子紙顯示器領(lǐng)域。事實上，柔性O(shè)LED正以一種近似“瘋狂”的步調(diào)向前發(fā)展。但是，電子紙似乎更有助于柔性顯示的實現(xiàn)，因為柔性OLED缺乏對極端環(huán)境的敏感性，而這種環(huán)境對封裝是一種考驗。
柔性平板顯示器相對于傳統(tǒng)顯示器來說，趨向于更薄、更亮、更結(jié)實且制造成本更低。在設(shè)計帶有平板顯示器的產(chǎn)品時，柔性特質(zhì)還創(chuàng)造出了空前的設(shè)計自由度。從此以后，顯示器不再拘泥于是無法彎曲、平坦的矩形裝置。
David Lieberman對本文有所貢獻，Lieberman是位于美國北卡羅來納州教堂山(Chapel Hill)的自由撰稿人。
作者：Yoichiro Hata
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