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當(dāng)前市場(chǎng)上主要的新型平板顯示技術(shù)路線
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2022-12-23

目前新型平板顯示器件主要應(yīng)用的技術(shù)路線包括 OLED、LCD、電子紙、LED 等。

①OLED 顯示技術(shù)特點(diǎn)

OLED 屬于載流子注入型發(fā)光，其發(fā)光原理為有機(jī)半導(dǎo)體材料和發(fā)光材料于電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下通過(guò)電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極的注入，在有機(jī)發(fā)光材料形成激子并將發(fā)光分子激發(fā)，后者經(jīng)過(guò)輻射弛豫而發(fā)出可見(jiàn)光。OLED發(fā)光的全物理過(guò)程涉及載流子的注入、輸運(yùn)以及激子的擴(kuò)散等，大體可分為以下五個(gè)階段：載流子注入、載流子遷移、載流子復(fù)合產(chǎn)生激子、激子復(fù)合產(chǎn)生光子以及光子逃離發(fā)光層產(chǎn)生發(fā)光。

OLED 作為新一代平板顯示技術(shù)，擁有眾多優(yōu)良特性。OLED 顯示技術(shù)畫(huà)質(zhì)較高，具有高亮度、高對(duì)比度、寬色域等高畫(huà)質(zhì)顯示的特點(diǎn)。除此之外，基于自發(fā)光、無(wú)需使用背光源的特性，使得其無(wú)視角限制，顯示視角可達(dá) 160 度以上，并且模組整體厚度較小，響應(yīng)速度快；基于有機(jī)材料層天然具有柔性、基板可使用柔性材料的特性，使得其柔性化較易實(shí)現(xiàn)；基于全固態(tài)模組結(jié)構(gòu)、無(wú)液態(tài)材料使用的特性，其溫度范圍廣，尤其是低溫特性良好，相比 TFT-LCD 不存在低溫狀態(tài)下液體材料易凝固的問(wèn)題。

總體而言，OLED 具高畫(huà)質(zhì)（高對(duì)比度、高亮度、寬色域）、無(wú)視角限制、超薄、響應(yīng)速度快、可卷曲、工作溫度范圍寬等特性。

一般而言，按背板驅(qū)動(dòng)方式的不同，OLED 技術(shù)可分為主動(dòng)式驅(qū)動(dòng)背板（AMOLED）、被動(dòng)式驅(qū)動(dòng)背板（PMOLED）以及集成式驅(qū)動(dòng)背板（硅基 OLED）。其中 AMOLED 顯示品質(zhì)較佳、反應(yīng)速度較快，主要面向量產(chǎn)規(guī)模較大的中大尺寸顯示屏，包括智能手機(jī)屏、平板電腦顯示屏和電視。

PMOLED 具有高亮度、生產(chǎn)成本較低的特性，因此多用于多樣化的定制產(chǎn)品市場(chǎng)，以中小尺寸的顯示屏為主，如醫(yī)療健康、家居應(yīng)用、消費(fèi)電子、車載工控、安全產(chǎn)品等。硅基 OLED 屬于前沿顯示技術(shù)，具有分辨率高、體積小等特性，應(yīng)用于微型顯示面板，適用于近眼顯示場(chǎng)景，可用于電子取景器、頭戴顯示器等。三種技術(shù)的具體比較如下：

AMOLED 技術(shù)采用獨(dú)立的薄膜晶體管電路控制每個(gè)像素，通過(guò)邦定的外接驅(qū)動(dòng) IC，實(shí)現(xiàn)像素連續(xù)、獨(dú)立發(fā)光。AMOLED 采用主動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，無(wú)占空比問(wèn)題，不受掃描電極數(shù)的限制，易于實(shí)現(xiàn)高分辨率、寬色域及柔性顯示。AMOLED 技術(shù)中的蒸鍍、封裝部分工藝復(fù)雜，總體生產(chǎn)成本較高，需要大規(guī)模投資。AMOLED 主要下游應(yīng)用領(lǐng)域包括手機(jī)、穿戴設(shè)備、車載顯示器、筆記本電腦、電視等。

PMOLED 技術(shù)以陰極、陽(yáng)極構(gòu)成矩陣結(jié)構(gòu)，即水平一組顯示像素共用同一性質(zhì)的電極，縱向一組顯示像素共用相同性質(zhì)的另一電極，借助邦定的外接驅(qū)動(dòng) IC，以掃描方式逐行或逐列點(diǎn)亮陣列中的像素，每個(gè)像素均在短脈沖模式下瞬間高亮度發(fā)光。PMOLED技術(shù)的生產(chǎn)工藝成熟，可以有效降低制造成本，目前產(chǎn)品尺寸在 5 英寸以內(nèi)，多集中在3 英寸及 3 英寸以下。PMOLED 主要應(yīng)用領(lǐng)域包括醫(yī)療健康、家居應(yīng)用、消費(fèi)電子、車載工控、穿戴產(chǎn)品、安全產(chǎn)品等。

硅基 OLED 顯示器是將 OLED 器件制作在已集成視頻信號(hào)處理和像素驅(qū)動(dòng)陣列的單晶硅集成電路芯片上，無(wú)需像 PMOLED、AMOLED 顯示面板一樣通過(guò)邦定環(huán)節(jié)外接顯示驅(qū)動(dòng)芯片，而是將驅(qū)動(dòng)功能集成于硅基背板上，從而節(jié)省大量空間。除具有 OLED器件的一般優(yōu)良特性外，硅基 OLED 還具有體積小、重量輕、分辨率高、對(duì)比度高等特點(diǎn)。由于工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，硅基 OLED 目前主要用于以電子取景器、頭戴顯示設(shè)備等為主的近眼式顯示系統(tǒng)。

②LCD 顯示技術(shù)特點(diǎn)

LCD 不具有自發(fā)光特性，屬于非自發(fā)光型顯示器，須由背光模組來(lái)提供光源。LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了從單色的扭曲向列型（TN-LCD）到超扭曲向列型（STN-LCD）、從超扭曲向列型加上彩色濾光片后可顯示彩色的超扭曲向列型（CSTN-LCD）、從可顯示彩色的超扭曲向列型到有源式的薄膜晶體管型（TFT-LCD）的顯示技術(shù)升級(jí)歷史。

TFT-LCD 的液晶盒放置于兩塊平行玻璃基板中間，TFT（薄膜晶體管）設(shè)置于下層玻璃基板，彩色濾光片設(shè)置于上層玻璃基板。液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向則由 TFT 的信號(hào)和電壓變化來(lái)共同控制，從而影響每個(gè)像素點(diǎn)偏振光的出射，最終達(dá)到顯示發(fā)光的效果。TFT-LCD 顯示技術(shù)具有輕薄、成本低、技術(shù)成熟穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，下游應(yīng)用較為廣泛。

③電子紙顯示技術(shù)特點(diǎn)

電子紙采用電泳式電子墨水技術(shù)。其基本構(gòu)成是將電子墨水涂布在一層塑料薄膜上，再貼合 TFT 電路，經(jīng)由驅(qū)動(dòng) IC 控制，形成像素圖形。其內(nèi)部由上、下帶有相反極性電

荷的兩個(gè)透明極板構(gòu)成，在極板中間包含數(shù)百萬(wàn)個(gè)微膠囊或者微杯，每個(gè)微膠囊或微杯里包含帶電荷的著色電泳粒子，著色電泳粒子懸浮于透明液體中。接通電源后，由電場(chǎng)控制著色電泳粒子移動(dòng)，從而產(chǎn)生圖像。由于圖像靜止時(shí)電泳粒子處于穩(wěn)定狀態(tài)，所以僅當(dāng)顯示內(nèi)容變化時(shí)需要施加電能，因此其能耗極低。電子紙本身不發(fā)光，反射自然光形成圖像，閱讀效果與紙張類似。電子紙憑借上述特性廣泛應(yīng)用于電子閱讀器中，目前在商超零售領(lǐng)域的電子價(jià)簽中應(yīng)用增長(zhǎng)明顯，未來(lái)有望在數(shù)字貨幣、智慧交通等領(lǐng)域拓展應(yīng)用。

④LED 顯示技術(shù)特點(diǎn)

傳統(tǒng) LED 顯示屏包括 LED 戶內(nèi)外顯示屏、小間距 LED 顯示屏，多集中于室內(nèi)外大型顯示領(lǐng)域，如戶外媒體、廣告、體育場(chǎng)館、公共交通、大型劇院、展會(huì)、演唱會(huì)等。新型高分辨率 LED 顯示技術(shù)則主要包括 Mini LED 與 Micro LED 技術(shù)，兩者主要區(qū)別在于 LED 的尺寸大小。

MiniLED 是指尺寸為 100 微米級(jí)別的 LED 器件，是小間距 LED向 Micro LED 發(fā)展的過(guò)渡階段產(chǎn)品。目前 Mini LED 技術(shù)已進(jìn)入前期量產(chǎn)階段，主要應(yīng)用于 MiniLED 顯示和 MiniLED 背光，在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用主要為超大顯示屏，如商業(yè)廣告顯示牌和戶外大型顯示等，未來(lái)有望進(jìn)入 4K/8K 大尺寸 LED 電視領(lǐng)域。

Micro LED則將晶粒尺寸進(jìn)一步縮小至 10 微米級(jí)別。MicroLED 無(wú)需背光模組，具有發(fā)光效率高、功耗低的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具備高分辨率、高亮度、高對(duì)比度等性能特點(diǎn)。MicroLED 市場(chǎng)需求和產(chǎn)品技術(shù)逐步起步，但目前仍存在包括巨量轉(zhuǎn)移等尚未攻克的技術(shù)難點(diǎn)，處于技術(shù)儲(chǔ)備階段，未能實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。

來(lái)源：思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 清越科技