當然顯示技術也不只 LCD 一種，近年來有機發光二極體（Organic Light-Emitting Diode，OLED）顯示技術，雖然互有優缺點，但被認為是新主流。

基本上 LCD 與 OLED 的工作原理就已完全不同，OLED 擁有自發光的特性，不需要背光板及彩色濾光片，結構更加輕薄，所以受到業界青睞。OLED 跟 LED 一樣，同樣是利用傳導帶以及價電帶之間電子電洞的復合，將能量以光的形式激發出來，只不過在使用的材料上，是用高分子有機薄膜，不需要複雜的磊晶製程，且發光更有效率。

以上諸多特性使 OLED 在業界深受期望，且目前也已被廣泛應用。自 2018 年，蘋果公司的 iPhone 產品開始採用後，OLED 螢幕逐漸興起。與 LCD 相較，OLED 在可視角、對比、色域及亮度上都有相當大的優勢，但由於成本及技術問題，在大尺寸產品上，OLED 仍難以與 LCD 競爭。

OLED 與 LCD 的差別

OLED 的基本結構是在銦錫氧化物（ITO）玻璃上製作一層有機材料發光層，並在發光層上再覆蓋一層低功函數的金屬電極。透過外界電壓的驅動下，正極電洞與陰極電子便會在發光層中結合並釋放出光子，因材料特性不同而產生紅、綠和藍三原色，來構成基本色彩。

OLED 與 LCD 最大的差異在於自發光。（圖片來源：科技新報）

且為增強電子和空穴的注入和傳輸能力，通常還會在 ITO 與發光層之間再增加一層空穴傳輸層，在發光層與金屬電極之間增加一層電子傳輸層，從而提高發光性能。事實上，現在常被提及的主動式矩陣 OLED（AM-OLED）背後也同樣是薄膜電晶體，與 TFT-LCD 一樣，依電晶體接到的指令來發光。還有一點差別在於 AM-OLED 常用圓偏光片，來降低顯示干擾，而非線性偏光片。

當然也有被動式矩陣 OLED（PM-OLED），但有明顯的缺點。OLED 螢幕最令人詬病的就是其像素點受限於材料，有明顯的壽命限制，用久了就會產生色衰、烙印等問題。而 PM-OLED 在高脈衝電流下操作，使像素壽命更短，且解析度也有限，只適合用在小尺寸產品上，所以雖然成本更低廉，但不受青睞，基本上市場對於 AM-OLED 接受度更高。

OLED 在製程流程一樣分前中後段，與 LCD 最大的差異在於 Cell 製程，主要是採用真空蒸鍍法。在高度真空的條件下，以加熱昇華的方式，將有機材料氣化並透過精密金屬遮罩（Fine Metal Mask，FMM）使其碰撞在基板表面，並凝結成 RGB 像素點。由於用此法生成的材料純度高，令器件壽命更長，所以成為主流。但也因這樣講求高精密度的製程，令原本構造簡單的 OLED 面板，成本反而降不下來。

OLED 面板主要製程。（圖片來源：科技新報）

半導體與面板業

先回過頭來講，面板業與半導體業的相似性。無論是製程或是大規模資本支出，都令人想把面板業貼上半導體業的標籤。然而實際上，兩者還是有很大的差別，重點在於產品「標準化」的程度，因應不同功能，半導體晶片設計有成千上萬種，但對於面板而言，相對就沒有那麼多的差異性，在這樣的情境下，產能跟成本控制就會變成主要追求。就像前文所述，面板業走向 Open Cell 就是如此。

先不論好壞，亦即若要有競爭力，垂直整合（IDM）或許會是更適合面板業的模式，且可能將走向大者恆大。因為所謂的產能要建構出來也並沒有那麼容易，如 OLED 蒸鍍機等關鍵設備難以取得，也成為了門檻。導致目前 OLED 主要是被韓廠壟斷，光三星就占有近 9 成的市場。

所以目前業界新進正積極追求成本更低的噴墨印刷製程。近期，中國大廠如京東方開始被認為有挑戰三星的潛力，重點就在於有望實現噴墨印刷 OLED 的量產。OLED 螢幕目前是小型智慧行動裝置的首選，在性能表現上更勝 LCD 一籌，尤其柔性基板在新興摺疊應用上不可或缺。不過要等實現噴墨印刷製程後，OLED 才有可能在大尺寸上也徹底打敗 LCD 成為真正的市場主流。

噴墨印刷難點

若用蒸鍍製程，大尺寸面板的曲翹及精密金屬遮罩等問題容易造成不良，但噴墨印刷就可克服這些困難，且成本更低，其生產不需要真空環境，也不用 FMM，材料利用率也更高，更適合大面積生產。但這並不代表就更容易，噴墨印刷主要是使用溶劑將 OLED 有機材料融化，並直接噴印在基板表面形成像素，但要製成可用的陰極墨水及大面積均勻成膜，都是技術難點。

RGB 有機噴墨印刷技術。（圖片來源：科技新報）

還有為了生產足以媲美蒸鍍法的高解析度面板，其噴墨頭的定位及噴墨液滴體積等精準控制都是挑戰，尤其同時還要兼顧印刷錯誤及生產速度。這不只是需要能進行非常精密操作的機械平台，還要優化墨水的化學組成，才能更好的控制蒸發及成膜的過程，甚至對基板的結構設計都有要求，才能讓墨水在其表面的鋪展潤濕有完美表現，這些都需要設備及工藝等達到一定門檻。

但無論如何，噴墨印刷製程會是中國業者實現彎道超車的機會，以繞過韓廠在設備和材料上提前設下的壁壘，由中國業者如華星及天馬微等，合作成立的廣東聚華，就是為了更好的實現這項技術。當然三星也不會眼睜睜的看著競爭者後來追上，近年來也積極的投入噴墨印刷製程及專利布局，若真能搶先一步應用在其 QD-OLED 面板上，三星在市場上的地位恐怕會更加不可動搖。

(文章轉載自科技新報；作者：黃敬哲)

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