OLED顯示新天地一：樹脂基板也可實現(xiàn)高清

OLED顯示屏的大型化技術和柔性化技術在得到共同的“援軍”——InGaZnO TFT的支持后，均取得了明顯的進步。在柔性化領域面臨的劣化問題方面，日本開發(fā)的技術有望成為突破口。

目前，大型OLED顯示屏的制造技術處于前所未有的“群雄割據(jù)”狀態(tài)，標準制造工藝尚未確定，不同廠商、不同畫面尺寸的顯示屏所利用的制造技術各不相同（圖1）。

圖1：沒有在各個方面都達到最優(yōu)的方案

本圖為目前OLED顯示屏面臨的主要課題及解決方法。很多情況下，對于某個問題非常有用的對策對于其他問題可能會適得其反。

原因在于，OLED顯示屏的大型化及4K×2K等高精細化在最近一年才突然興起，局面稍顯混亂，而且制造難度高，不能用普通的方法生產(chǎn)。要解決的技術課題有很多，但即使在各項課題中選擇認為最佳的技術也很難穩(wěn)定地生產(chǎn)，因此廠商必須要按照重視程度為要解決的課題排好優(yōu)先順序。實際上，不同廠商在OLED顯示屏制造中采用的技術群組合也是不同的。

　　反復試驗

例如，在大型OLED顯示屏的產(chǎn)品化方面領先的LG Display公司（LGD）重視的是容易制造、尤其是容易支持進一步的大型化和高精細化的技術群，TFT技術采用InGaZnO TFT，彩色顯示方式采用白色發(fā)光元件+彩色濾光片（WRGB），OLED發(fā)光元件為容易制造的底部發(fā)光型。

不過，該公司在SID 2013上表示，做出這樣的選擇是經(jīng)過了多次試驗決定的。比如，2010年以前是利用基于FMM*的RGB分涂技術開發(fā)OLED顯示屏；TFT技術在2010年之前一直采用低溫多晶硅（LTPS）TFT，在嘗試過幾種不同的制造方法后，換成了該公司的研究所從2007年開始研發(fā)的InGaZnO TFT。

*FMM（Fine Metal Mask，精細金屬掩模）：用于RGB圖案、有很多微孔的金屬板。

彩色顯示方式也是如此，最初RGB分涂方式要比WRGB發(fā)光效率高，但從2010年前后開始，WRGB的發(fā)光效率反超了RGB分涂方式，原因是采用了發(fā)光單元為兩層的“串聯(lián)構(gòu)造”。

玻璃基板的尺寸在2010年年底由第二代（G2）過渡到了第八代（G8），同時，由鋁（Al）布線變成了銅（Cu）布線。但進行PBTS試驗*后發(fā)現(xiàn)，以前只有0.7V左右的閾值電壓變化量猛增到了1.72V左右。不過，“在2012年底之前又降到了0.49V左右”（LGD）。

*PBTS（Positive Bias Temperature Stress）試驗：為TFT等加熱，然后在加載正電壓的條件下，測評閾值電壓變化量的試驗。

LGD最近又做了幾項改進（圖2）。例如，將用于TFT間布線的ITO換成了電阻值低的銅布線，估計這是為了降低2012年底時高達520W的55英寸OLED電視的耗電量。另外，為了提高生產(chǎn)合格率，在InGaZnO TFT層的制造中使用的是G8玻璃基板，一次切出6塊背板，而在OLED層的制造中使用尺寸為G8一半的玻璃基板，一次切出3塊。該公司表示，“近期打算把OLED層也恢復為一次將G8玻璃基板切為6塊的制造方法。另外，還計劃用G8以上的玻璃基板制造55英寸以上的面板和4K×2K面板”。

圖2：為降低耗電量和提高合格率煞費苦心

本圖為LGD發(fā)布的為降低55英寸OLED顯示屏的耗電量（a）和提高合格率（b）所采取的措施。

友達光電挑戰(zhàn)FMM開發(fā)

在SID 2013的會場，與率先實現(xiàn)大型OLED顯示屏產(chǎn)品化的LGD一樣備受關注的，是友達光電（AUO）。LGD在演講中強調(diào)，制造55英寸OLED顯示屏采用的工藝是“無FMM”。而隨后發(fā)表演講的友達光電宣布，利用基于FMM的RGB分涂技術制造了65英寸OLED顯示屏（圖3）。一位術顧問感嘆道：“友達光電的做法讓我震驚，竟然用FMM制造65英寸產(chǎn)品。難道采購到了非常好的FMM？”

圖3：友達光電通過FMM挑戰(zhàn)大型化和高精細化

本圖為友達光電針對65英寸OLED顯示屏的元件構(gòu)造所采取的措施（a），以及利用FMM制作的OLED顯示屏的開發(fā)藍圖（b）。

通常，F(xiàn)MM會因應變和熱膨脹導致狹縫位置改變，尺寸越大就越難實現(xiàn)RGB精密圖案。但友達光電在演講中稱該公司的開發(fā)品“均勻性很好，合格率沒有特別問題”。

友達光電采取的戰(zhàn)略是，先制造最大型的65英寸面板，然后再提高精細度。具體計劃是，首先生產(chǎn)精細度為34ppi、尺寸為65英寸的全高清OLED顯示屏，然后逐步全高清產(chǎn)品的精細度，當精細度提高至2倍時開始開發(fā)65英寸4K×2KOLED顯示屏。預定在2014年制造55英寸的4K×2K（精細度為80ppi）OLED顯示屏，2015年制造40英寸的4K×2K（精細度為110ppi）產(chǎn)品。不過，友達光電沒有公布上述產(chǎn)品的上市計劃。

小型產(chǎn)品方面圍繞400ppi展開攻防戰(zhàn)

4～5英寸的小型OLED顯示屏方面，采用FMM的RGB分涂方式從一開始就是主流。不過在最近，由于這種方式的精細度已高到極限，小型產(chǎn)品也采用WRGB方式的廠商開始增加。

這兩種技術的分歧點好像在400ppi附近。例如，日本顯示器公司在2012年的SID上發(fā)布的5.2英寸全高清OLED顯示屏利用WRGB方式實現(xiàn)了421ppi的精細度。在SID 2013上，友達光電在演講中稱，4.4英寸全高清OLED顯示屏“利用WRGB實現(xiàn)了真正的413ppi”（圖4）。這與三星電子的智能手機“Galaxy S4”的4.99英寸全高清OLED顯示屏相當于441ppi的精細度不分伯仲，三星屏幕的高精細度是通過采用“Diamond Pixel排列”*實現(xiàn)的。

*Diamond Pixel排列：三星顯示器公司開發(fā)的一種子像素排列方式，與一般被稱為“拜耳排列”的子像素排列方式很像。與PenTile排列的區(qū)別在于，以45度斜向排列，而且RGB各子像素的形狀和大小稍有不同。

生產(chǎn)該面板的三星顯示器介紹說，Diamond Pixel排列“是最符合人眼對RGB感度的差異和視網(wǎng)膜構(gòu)造的子像素排列方式”。不過，從RGB圖案的角度來看，紅色和藍色子像素的間距比普通RGB排列要大，就技術角度而言更容易制造一些。[!--empirenews.page--]

圖4：高精細方面“實質(zhì)上的分辨率”與“真正的分辨率”展開競爭

（a）為三星電子的“Galaxy S4”采用的精細度相當于441ppi的子像素構(gòu)造，（b）為友達光電試制的精細度為413ppi的子像素構(gòu)造。

WRGB也分別制作共振器

選擇采用FMM的RGB分涂還是WRGB有時還關系到顯示屏的表現(xiàn)力。一位技術人員在SID 2013上比較了Galaxy S4的OLED顯示屏和日本顯示器的421ppiOLED顯示屏后表示，“在黑色的深度方面，三星電子的顯示屏看起來更勝一籌”。

關于這一點，友達光電的4.4英寸OLED顯示屏在利用WRGB的同時，還通過改進共振器構(gòu)造，增強或削弱特定波長的光，從而降低了光損失并提高了色純度。具體方法是，對RGB各色元件采用不同厚度的ITO，使各色發(fā)光元件的共振器長度不一。這樣一來，OLED的層構(gòu)成雖然是面向白色發(fā)光，但射出光的波長會偏向長波長（紅光）側(cè)和短波長（藍光）側(cè)，從而能降低彩色濾光片的光損失，提高色純度?？梢哉f，這種方法與SEL和夏普在2012年的SID上發(fā)布的技術相似。

中型4K×2K面板采用哪種方式

今后，在10英寸至40英寸的中型4K×2KOLED顯示屏方面，彩色顯示方式選擇哪種技術將成為各廠商技術上的競爭焦點。WRGB方式基本不存在制造難易度因面板大小而異的情況，而采用FMM的RGB分涂方式是最難兼顧FMM尺寸和所需精細度的領域。

這個可以說是“空白區(qū)”的產(chǎn)品群也許會意外地存在市場需求。比如，德國證券股票調(diào)查部高級分析師兼董事總經(jīng)理中根康夫指出，“如果面向22英寸左右的大型平板電腦開發(fā)4K×2K顯示屏，應該會非常暢銷”。4K×2K對于因處理多任務而想要分割畫面使用的用戶來說意義重大。