作者：應用材料公司Max McDaniel

自從平板電腦在20世紀90年代初期采用LCD技術后，現代顯示行業開始蓬勃發展。采用LCD技術的產品輕薄便攜，當時的CRT技術難以望其項背。在接下來的二十年里，LCD在筆記本電腦和其它小眾設備中一統天下，在電視機和顯示器中取代了CRT，并在智能手機等新型設備上得到了廣泛應用。而今，我們正處于又一次顯示技術更迭的初期，新興的OLED顯示技術正在消費終端領域逐步取代LCD的地位。其它一些值得深入研究的技術也紛紛涌現，包括迷你LED、微型LED和微型OLED。這幾個名稱很相似，也很容易混淆，但無論從它們的優勢和有待解決的問題，還是應用范圍和所處發展階段來看，它們都是截然不同的幾種技術。

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OLED浪潮

OLED對比度高、色域廣、畫質非常出色，并且柔性佳、可折疊。OLED已在智能手機行業中廣泛應用（今年的滲透率約為40%，并且處于快速增長階段）。未來幾年，OLED在筆記本電腦、平板和顯示器等大尺寸設備中的應用也將會持續增長。

這股“OLED浪潮”正在改變顯示產業。時至今日，所有新建的智能手機面板產線都是OLED的，很快將會有面板廠商投資上馬大尺寸的OLED產線。這對于應用材料公司等企業而言是發展的良機，因為從工廠設備投資角度而言，OLED生產線所需的投建資金規模遠遠高于LCD生產線。

我們認為，OLED將在未來十年獨領風騷，拉動整個顯示行業（見圖1）。

圖1：顯示行業的技術革新浪潮

迷你LED

迷你LED是LCD技術的升級版，是LCD面板廠商為縮小LCD和OLED性能差異而做的努力。迷你LED技術是在LCD背光面板上安裝非常小的LED（100-1000微米）陣列，從而更好的控制像素光照（見圖2）。與傳統的LCD相比，迷你LED背光利用多區域的局部調光提供更出色的明暗對比度，這在一定程度上縮小了與OLED面板在對比度上的性能差距。迷你LED技術面臨的最大挑戰是如何平衡成本與收益。為了實現接近OLED的高對比度，迷你LED LCD屏幕需要在原有的驅動LCD像素的主背板之外，增加超過一萬個芯片和有源矩陣背板，才可實現性能優異的背光。迷你LED LCD比傳統LCD顯示效果好，但仍無法與OLED媲美，而且目前來看成本與OLED幾乎相同。迷你LED LCD在其它方面相較OLED仍存在差距，比如色域較窄、反應較慢、外形較厚等。

圖2：迷你LED LCD是在LCD面板的背板上加裝非常小的LED形成陣列，為像素提供光照

微型LED

迷你LED不過是改善了LCD背光，而微型LED卻是一種自發光顯示技術（和OLED一樣）。微型LED所使用的LED尺寸小于50-100微米，每個LED都是一個獨立的紅、綠和藍色子像素（見圖3）。微型LED技術在所有性能方面都可以媲美甚至超越OLED和LCD。它既有OLED高畫質和輕薄的優勢，又經久耐用。其亮度高于LCD和OLED，但能耗很低。微型LED確實是顯示技術的“終極夢想”。

圖3：微型LED是一種自發光顯示技術，采用該技術的顯示屏直接在每個像素背后安裝尺寸小于100微米的LED

但是微型LED有一個致命缺陷——或者說是兩個相互關聯的缺陷，那就是可制造性和成本。“拾取放置”步驟就是生產過程中存在巨大挑戰的一個例子。把微型LED放到像素預定位置相當困難。4K顯示器大約有2400萬個子像素，而8K顯示器則有1億個。在生產微型LED的過程中，要從基板上將上千萬個亞微米級的LED取下，然后精確地放進指定的子像素，并實現良好的電子連接。這種“拾取放置”步驟非常影響最終良品率。這一工序所需達到的精細度就如同使用機械臂來授粉。如今有很多“拾取放置”技術都在開發過程中，但沒有一種可以滿足主流顯示消費產品對生產率和良品率的要求。然后就是成本問題了。由于生產難度高，加以上千萬個LED芯片本身高昂的成本，對主流應用而言微型LED實在過于昂貴。要知道，如今市面上采用微型LED面板的電視機，售價遠高于10萬美元。即使是要進入最高端的消費電視市場，也至少需要將成本縮減至百分之一以下。

由于成本和制造方面的困難，我們認為至少在未來幾年里，微型LED的應用將僅限于增強現實（AR）、可穿戴設備和非常高端的公共信息顯示領域。但是隨著技術的不斷創新和改善，微型LED技術可能會在2030年后在主流消費產品上與OLED相匹敵。期待那一天早日到來！

微型OLED

微型OLED是面板行業另一種新興的技術。微型OLED的分辨率極高（像素密度超過1000ppi），可以在近眼式顯示設備中使用，例如虛擬現實和增強現實設備（VR/AR）。微型OLED所使用的前板與白光OLED（WOLED）電視面板的很相似（將OLED材料蒸鍍到基板上，其發出的白光透過濾光片產生紅光、綠光和藍光）。但是為了實現高分辨率和微小像素，背板采用了基于半導體技術的硅晶圓（見圖4）。微型OLED在工藝和成本上屬于可行技術，但它的應用將局限在小型近眼式或者投影顯示領域，我們認為它無法撼動常規OLED在主流產品上應用的大趨勢。

圖4：微型OLED所使用的前板與目前白光OLED（WOLED）電視面板的前板很相似；為實現高分辨率和小像素，背板材料為硅晶圓

結語

LCD在顯示領域獨占江山近30年。由OLED帶來的下一波技術變革已經悄然臨近，其將在未來十年驅動新一輪的建廠投資。雖然OLED將主導下一波技術變革，但也會有其它的技術參與競爭。對應用材料公司而言，所有的技術革新都是企業發展的良機。OLED生產線的設備投資規模大約是傳統LCD的兩倍，這會大大開拓我們在背板和前板方面的商機。迷你LED需要增加一塊背光背板，這樣會增加設備的加工步驟。微型LED則需要在晶粒制造和高端背板方面進行更多的創新，這將給我們在前板的顯示和半導體領域創造極好的機會。以小眾市場為目標的微型OLED也會給應用材料公司的顯示和芯片技術提供機會。

我們認為，顯示行業未來十年前景光明，以后還會出現顛覆性更強的新技術。我們將攜手客戶、同業者和合作伙伴，為消費者創造更具動感、更為驚艷的視覺體驗。