20世紀90年代以來，平板顯示器（FPD）被廣泛應用于電視、電腦、手機、車載顯示、儀表設備等領域。目前，全球顯示器件行業已經進入“平板化”階段。隨著顯示技術的持續發展及下游市場對顯示屏需求的不斷增加，整個FPD市場呈現快速成長、技術更迭的趨勢。以TFT-LCD、OLED技術為首的新型平板顯示技術實現產業化，并逐步占據市場。其中TFT-LCD經歷了二十多年的發展，具有較大產業規模基礎，而OLED由于采用自發光技術，具有對比度高、超薄、視角廣、反應速度快、驅動電壓低、環境適應能力強、可柔性、可透明等優點。
根據技術特點劃分，新型平板顯示技術主要包括OLED顯示、LCD顯示等，具體如下圖所示：
圖表：新型平板顯示技術主要類別
（2）當前市場上主要的新型平板顯示技術路線
①OLED顯示技術特點
OLED屬于載流子注入型發光，其發光原理為有機半導體材料和發光材料于電場的驅動下通過電子和空穴分別從陰極和陽極的注入，在有機發光材料形成激子并將發光分子激發，后者經過輻射弛豫而發出可見光。OLED發光的全物理過程涉及載流子的注入、輸運以及激子的擴散等，大體可分為以下五個階段：載流子注入、載流子遷移、載流子復合產生激子、激子復合產生光子以及光子逃離發光層產生發光。
OLED作為新一代平板顯示技術，擁有眾多優良特性。OLED顯示技術畫質較高，具有高亮度、高對比度、寬色域等高畫質顯示的特點。除此之外，基于自發光、無需使用背光源的特性，使得其無視角限制，顯示視角可達160度以上，并且模組整體厚度較小，響應速度快；基于有機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現；基于全固態模組結構、無液態材料使用的特性，其溫度范圍廣，尤其是低溫特性良好，相比TFT-LCD不存在低溫狀態下液體材料易凝固的問題。
總體而言，OLED具高畫質（高對比度、高亮度、寬色域）、無視角限制、超薄、響應速度快、可卷曲、工作溫度范圍寬等特性。
圖表：OLED結構圖
一般而言，按背板驅動方式的不同，OLED技術可分為主動式驅動背板（AMOLED）、被動式驅動背板（PMOLED）以及集成式驅動背板（硅基OLED）。其中AMOLED顯示品質較佳、反應速度較快，主要面向量產規模較大的中大尺寸顯示屏，包括智能手機屏、平板電腦顯示屏和電視。PMOLED具有高亮度、生產成本較低的特性，因此多用于多樣化的定制產品市場，以中小尺寸的顯示屏為主，如醫療健康、家居應用、消費電子、車載工控、安全產品等。硅基OLED屬于前沿顯示技術，具有分辨率高、體積小等特性，應用于微型顯示面板，適用于近眼顯示場景，可用于電子取景器、頭戴顯示器等。三種技術的具體比較如下：
圖表：三種平板技術的具體比較
AMOLED技術采用獨立的薄膜晶體管電路控制每個像素，通過邦定的外接驅動IC，實現像素連續、獨立發光。AMOLED采用主動驅動方式，無占空比問題，不受掃描電極數的限制，易于實現高分辨率、寬色域及柔性顯示。AMOLED技術中的蒸鍍、封裝部分工藝復雜，總體生產成本較高，需要大規模投資。AMOLED主要下游應用領域包括手機、穿戴設備、車載顯示器、筆記本電腦、電視等。
PMOLED技術以陰極、陽極構成矩陣結構，即水平一組顯示像素共用同一性質的電極，縱向一組顯示像素共用相同性質的另一電極，借助邦定的外接驅動IC，以掃描方式逐行或逐列點亮陣列中的像素，每個像素均在短脈沖模式下瞬間高亮度發光。PMOLED技術的生產工藝成熟，可以有效降低制造成本，目前產品尺寸在5英寸以內，多集中在3英寸及3英寸以下。PMOLED主要應用領域包括醫療健康、家居應用、消費電子、車載工控、穿戴產品、安全產品等。
硅基OLED顯示器是將OLED器件制作在已集成視頻信號處理和像素驅動陣列的單晶硅集成電路芯片上，無需像PMOLED、AMOLED顯示面板一樣通過邦定環節外接顯示驅動芯片，而是將驅動功能集成于硅基背板上，從而節省大量空間。除具有OLED器件的一般優良特性外，硅基OLED還具有體積小、重量輕、分辨率高、對比度高等特點。由于工藝復雜、生產成本高，硅基OLED目前主要用于以電子取景器、頭戴顯示設備等為主的近眼式顯示系統。
②LCD顯示技術特點
LCD不具有自發光特性，屬于非自發光型顯示器，須由背光模組來提供光源。LCD產業發展經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）的顯示技術升級歷史。
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）設置于下層玻璃基板，彩色濾光片設置于上層玻璃基板。液晶分子的轉動方向則由TFT的信號和電壓變化來共同控制，從而影響每個像素點偏振光的出射，最終達到顯示發光的效果。TFTLCD顯示技術具有輕薄、成本低、技術成熟穩定的優點，下游應用較為廣泛。
③電子紙顯示技術特點
電子紙采用電泳式電子墨水技術。其基本構成是將電子墨水涂布在一層塑料薄膜上，再貼合TFT電路，經由驅動IC控制，形成像素圖形。其內部由上、下帶有相反極性電荷的兩個透明極板構成，在極板中間包含數百萬個微膠囊或者微杯，每個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，由電場控制著色電泳粒子移動，從而產生圖像。由于圖像靜止時電泳粒子處于穩定狀態，所以僅當顯示內容變化時需要施加電能，因此其能耗極低。電子紙本身不發光，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用于電子閱讀器中，目前在商超零售領域的電子價簽中應用增長明顯，未來有望在數字貨幣、智慧交通等領域拓展應用。
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楊興杰
新型平板顯示——PMOLED技術的發展 
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