被稱為“下一代顯示技術”的OLED大屏幕產品在全球市場推出三年多以來，受製於技術難度大、成本居高不下、終端產品價格高等因素，普及並不算順利，這其中有哪些技術難點呢？

　　比起傳統的液晶顯示（LCD）屏幕，被業界公認為下一代顯示技術的有機發光二極管（OLED，又被稱為有機電激光顯示）屏幕不僅具有全固態、輕薄、主動發光、高畫質、低耗電等優點，還可以用於嚐試透明、卷軸、折疊、曲麵等突破傳統的屏幕形式，OLED是行業共同關注的未來顯示技術方向，但相對於應用低溫多晶矽技術的中小尺寸OLED屏幕，應用氧化物技術的大尺寸OLED屏幕在普及中遇到了眾多技術難點，目前受製於一些關鍵技術、成本及良品率偏低等因素影響，OLED麵板規模性應用及大尺寸產業化尚有較長一段進程。

　　

　　采用OLED大屏幕的產品

　　麵板、有機材料鍍膜及封裝為OLED大屏幕產品量產化的三大指標，由於開發大尺寸設備的瓶頸難以突破，低溫多晶矽（LTPS）麵板製程難以跨越5.5代OLED麵板生產線，因為這種技術是把紅、綠、藍有機發光體在玻璃麵板上水平蒸鍍，由於在蒸鍍時必須要使用金屬遮罩，在做大麵板時由於重力會造成金屬遮罩下沉及混色等問題，因此不適合實現大尺寸和高分辨率。鑒於此，非晶矽（a-Si）與氧化物薄膜晶體管（Oxide TFT）麵板成為技術研發的選擇。不過，前者的電子移動速度太慢，會降低OLED麵板的動態顯示反應速度。因此，後者已成為技術研發的首選，但是一直以來，這項技術進展緩慢。好在氧化物薄膜晶體管麵板材料與製程與非晶矽相近，所以，部分非晶矽既有製程設備可被氧化物薄膜晶體管所沿用。

　　

　　麵板技術比較表

　　常見的氧化物半導體如氧化銦镓鋅（InGaZnO），是一種電子移動率可達10平方厘米(cm2)/VS的新材料，為傳統非晶矽(<1cm2/VS)的數十倍以上。加上非晶（Amorphous）結構可以在大尺寸獲得良好的均勻度，適合應用在大尺寸麵板，達到高清晰度、低能耗、低漏電的優點，但其可靠度不??佳以及PMOS製造工藝困難一直是亟待改善的技術，前者是量產商品化必須克服的重要關鍵，後者可用補償電路（Compensation Circuit）加以克服。

　　

　　采用OLED透明屏幕的產品

　　常見的氧化物薄膜晶體管元件結構主要有共平麵（Coplanar）、蝕刻阻障層（Island Stop/Etch Stop Layer，IS/ESL）和背通道蝕刻（Back Channel Etch，BCE）這三種。共平麵結構製程簡單，但因為氧化物半導體層要攀爬源汲極金屬，容易導致電特性與接觸問題，且可靠度不??佳。至於背通道蝕刻和蝕刻阻障層結構在元件特性及製程良品率上則較具優勢，尤其是背通道蝕刻結構相容於標準非晶矽結構，極具競爭力。但若考量可靠度，則以蝕刻阻障層結構最為理想，原因主要在於蝕刻阻擋層可保護元件的背通道，不受製程影響產生特性??差異，但缺點是複雜的製程導致成品與良品率問題。

　　

　　常見的氧化物薄膜晶體管元件結構比較表

　　氧化物薄膜晶體管技術的重要性在於其量產機型相容於現有主流技術非晶矽的設備，由於氧化物薄膜晶體管材料特性對光與熱會導致電特性的改變，即臨界電壓偏移（Threshold Voltage Shift，Vth Shift），甚至可以運用在光感應器（Photo Sensor）上，所以如何改善均勻度與可靠度將是一大難題，製程的調校相當困難與敏感，製程穩定度要求也相對高。通過與試驗室的持續分析與改進，研究人員在氧化物技術上，研發試製線的整麵OLED的臨界電壓偏移值已經小於0.8伏特。經過麵板可靠度測試，發現使用壽命預估可超過10年，已經超越傳統非晶矽技術，相當接近於低溫多晶矽技術。

　　

　　LCD與OLED特性比較表

 　　OLED屏幕采用紅、綠、藍(R、G、B)像素組成，其使用主流的有機材料鍍膜技術——真空蒸鍍注，這種製作方式要平衡每個像素內紅、綠、藍有機發光體的放置量，維持亮度的均勻性，隨著OLED屏幕尺寸加大，會導致生產良品率下降，由於藍色有機發光體的壽命短，為了修複其缺陷，會稍微多蒸鍍一點藍色OLED有機發光體，但導致的結果是紅、綠、藍像素構造中的色彩歪曲現象。除因蒸鍍槽設計緣故，致使蒸鍍技術的生產效率欠佳之外，也麵臨適使用8代OLED麵板生產線的蒸鍍設備的難產窘境。除繼續采用5.5代線生產OLED麵板之外，也可以改用雷射技術進行有機材料鍍膜，或采用氧化物麵板和白光OLED搭配彩色濾光片濾出紅、藍、綠三原色，較接近現行的液晶顯示屏幕製程，即將紅、綠、藍有機發光體在整片白光OLED麵板上垂直蒸鍍，通過色彩提純技術來表現色彩信息，鍍膜後再透過擴散膜達成均勻的麵光源，這種方式在蒸鍍有機物時由於不使用金屬遮罩，所以不受麵板尺寸限製，可以均勻蒸鍍有機物，並且是通過垂直蒸鍍紅、綠、藍有機發光體進行色彩提升的構造，所以藍色有機發光體的壽命問題得到了很好的解決，雖然其色彩表現相對較差且耗電，但良品率相對較高，易於量產。

　　

　　常見全彩OLED技術比較表

　　常見全彩OLED技術主要包含紅、綠、藍像素並置法（RGB-SBS，Side-By-Side）以及白光OLED+彩色濾光片（White OLED+Color Filter）技術。紅、綠、藍像素並置法由紅、綠、藍像素分別發光所組成，不僅能獲得較佳的色彩飽和度，還能省電，但大尺寸蒸鍍（Evaporation）不易，需要持續開發。

　　雖然製程相對較難的精細金屬遮罩（Fine metal Mask，FMM，也叫精細金屬掩膜板）像素技術的色彩表現較佳、省電，但立刻就會遇到大尺寸化的挑戰，包括挑戰精細金屬遮罩與無混色（Color Mixing）需求，以及挑戰溫度超過1000℃以上的金屬蒸鍍製程。研究人員嚴格地執行製程控製，有效率地回饋製程參數，並且搭配精細分片（Fine Divided Sheet，FDS）技術後，終於成功開發出不混色技術，達成前端氧化物薄膜晶體管與後端OLED皆可全板（Full Sheet）製作的裏程碑。

　　

　　采用OLED曲麵屏幕的產品

　　自從串級式（Tandem）OLED結構被發表後，高效率白光OLED已經逐步成真，並且隨著材料與元件的技術演進，白光OLED技術已到達照明領域與顯示器領域上可被接受的水準。然而，相較於采用紅、綠、藍像素並置法的OLED的廣色域與高色純度，白光OLED元件卻難以望其項背。除此之外，組成白光元件至少需要10層膜以上，在長時間下，每一片OLED元件上的膜的厚度均一性也是金屬蒸鍍設備上亟待解決的一大問題。

　　

　　采用OLED大屏幕的產品

　　近幾年來，除材料演進外，OLED元件技術的提升是整個OLED產業成功的一大關鍵。元件首重光學厚度設計，最佳化後的光學厚度能讓有機發光材料所發出的顏色與發光效率達到最佳化，同時根據產品的屬性規劃出上或下發光元件與強或弱共振腔（Cavity）。OLED元件在設計上使用多層傳輸層與新型藍色發光材料，因此，在弱共振腔的下發光元件上獲得高效率與好的藍色色度表現，在CIE1931色座標下會呈現出83%色域的表現，並且在元件發光效率上由於多傳輸層的應用，顯著提升熒光發光層材料三重態能階（Triplet State）上的能量回收，因此提升了元件的效能。另外，OLED元件搭載OLED像素補償電路專利技術（OLED Engine），可有效改善氧化物薄膜晶體管及OLED的臨界電壓偏移所導致的亮度不均勻。

　　

　　采用OLED曲麵屏幕的產品

　　為實現更輕薄與低成本的OLED屏幕，要用可量產型的薄膜封裝技術取代傳統的玻璃封裝技術。OLED屏幕是結合上下麵板組合而成的，在傳統工藝方麵，上麵板普遍采用玻璃封裝，然而兼具重量輕、可實現薄型化及低成本的薄膜封裝技術是大勢所趨。由於低溫多晶矽麵板的製程溫度高達600℃，玻璃麵板的耐高溫性不佳，因此，OLED玻璃麵板耐熱性受技術束縛。為提高低溫多晶矽麵板製程的良品率，縮短OLED屏幕的量產時間，OLED玻璃麵板企業生產出適用於低溫多晶矽高溫製程的荷花玻璃（Lotus Glass），這種玻璃麵板具有零雜質、高平坦度及耐熱穩定性的特點，以供應部分現有的4.5、5.5代OLED麵板生產線製造。

　　目前，有機光電子學在材料、功效、壽命、彩色化、大尺寸、柔性化、封裝和生產工藝等方麵尚有一係列理論、技術和工藝問題亟待解決，這些環節上存在的不足都相當程度地製約了有機光電功能材料與技術在產業化方向的發展。其中，OLED技術要達到大規模的應用，取決於材料、設計和製備工藝等的全麵進步，還需要對材料和器件結構進行創新，以提高功效、增加穩定性和降低成本。