4K×2K LCD气势如虹OLED面板「大」有挑战

大尺寸OLED面板发展面临内忧与外患双重考验。尽管韩系面板厂积极投入研发，OLED面板进入大尺寸应用仍遭遇诸多挑战，除金属网罩蒸镀、驱动背板制程技术尚未成熟，导致量产成本居高不下外，4K×2K LCD面板快速崛起，亦将影响其市场接受度。
NPD DisplaySearch研究总监谢忠利
早在2012年国际消费性电子展(CES)，三星(Samsung)和乐金(LG)就已发表大尺寸主动式矩阵有机发光二极体(AMOLED)电视；同年5月，两家公司的55寸OLED电视也正式对媒体发表，当时业界预期在伦敦奥运的时候，应该可看到两家公司的OLED电视上市销售。
不过，进入2012下半年，OLED电视量产进展却陷入沉寂，仅有来自三星Galaxy S3的4.8寸和Galaxy Note 2的5.5寸高画质(HD)OLED面板的消息撑场面；直到2013年1月2日，乐金表示旗下55寸OLED电视将于2月初出货(图1)，并于南韩乐天、新世界和现代百货等三十二个卖场推出，才真正宣告大尺寸OLED面板开始生产。
乐金推出这台OLED电视颇有抢先三星一步的宣示意义，至于是否真的预告OLED电视时代即将在2013年展开？答案恐怕是否定的。主因在于乐金和三星目前的55寸OLED电视公开售价均在1万美元左右，比起同规格的液晶显示器(LCD)电视高出五倍以上，未来若没有成熟的量产技术，OLED面板制程良率和有机发光材料的耗损将会使得成本居高不下。
图1 中大尺寸OLED面板出货量统计预测
蒸镀与背板技术卡关大尺寸OLED面板挑战高
乐金的大尺寸OLED技术与三星的RGB三色材料并列法(RGB side-by-side patterning)不同，其采用承继自柯达(Kodak)的白光OLED专利，利用RGB三色有机材料混出白光后，再通过彩色滤光片来得到三原色。正因如此，业界有些看法认为这不过是将LCD的液晶拿掉，然后再用OLED发光来取代LED背光模组，不像RGB并列法的OLED自发光形式。但是，至少白光OLED的结构在量产制程改良上，似乎比并列法来得快一些。
目前此两种OLED面板制作方法均仰赖金属网罩蒸镀(Fine Metal Mask, FMM)，将有机材料镀膜到基板上，但是RGB并列法对镀膜均匀性的要求更高。另外，在解析度的提升上，RGB并列法的解析度取决于每一个像素的实际大小(除非用Pentile技术模拟)，而大小又取决于金属网罩所能支援的画素密度(ppi)，以目前智慧型手机的要求达到300～400ppi来说，更加为诉求出色显示功能的OLED电视造成巨大挑战，这也就是为什么三星一方面加大手机的萤幕尺寸(以纾解高ppi压力)，二方面积极开发雷射热转印(Laser Induced Thermal Imaging, LITI)的缘故。
至于白光OLED法的解析度主要取决于彩色滤光片，因此相对容易一些。目前的镀膜制程仍以网罩蒸镀技术最成熟，但并不利于电视所需的大世代线制程，而且对有机材料的浪费太过严重，往往有90%左右的损耗。新一代雷射热转印、喷墨印刷(Ink-jet Printing)或称Nozzle Printing制程，虽然有希望取代，但是目前还未到完全成熟的阶段。
除了有机材料镀膜外，驱动背板亦是OLED电视设计另一项关键；由于AMOLED是靠电流来驱动(LCD则是电压)，因此背板的电子移动影响至深。LCD广泛使用的非晶矽(a-Si)不够快到驱动AMOLED，低温多晶矽(LTPS)的电子移动速度虽然快到超过AMOLED所需，但LTPS背板产线现在最大只到6代线，更多的是4.5代线以下；因此，厂商也将目光转向电子移动速度和作业世代线均合适的氧化物半导体薄膜电晶体(Oxide TFT)制程，但还需要一段时间发展。
综上所述，OLED电视的量产技术尚未成熟，至少不会是在2013年，而且三星和乐金的OLED电视面板良率恐怕仍在20%以下；所以，要观察OLED电视的时间点，其实只要放在OLED面板的成熟度即可，突破量产难关的主要关键则在于镀膜和驱动背板技术演进。
4K×2K/FHD LCD势起OLED发展危机四伏
那么为什么乐金仍执意要在这个此刻推出OLED电视？其实市场行销的考量多过于技术成熟性的考量。OLED已被三星和乐金视为下世代显示技术，唯有以新的面板再开启一个新的里程碑，才能对抗目前大尺寸液晶电视的高渗透率和市场成熟度，进而使韩系面板厂的获利和技术领先地位得以延续。
此外，乐金也希望在大尺寸AMOLED技术发展上远远甩开对手，取得垄断市场的能力。从半导体的例子来看，当前全世界有能力往20奈米(nm)制程以下迈进的，恐怕仅剩下台积电、英特尔(Intel)和三星。纵使如此，面对OLED来袭，LCD的规格提升和迎战却也毫不迟延。
虽然比起LCD，OLED具有广色域的优势，但是LCD透过背光模组与彩色滤光片的改良，一样有机会挑战广色域的要求。LCD比较不容易赶上OLED的应该是背光模组，因为后者并不需要，也因此LCD电视很难做到跟OLED电视一样轻薄。不过，自2013年开始，在台厂(特别是群创)的突击之下，大尺寸4K×2K解析度(3,840×2,160)的液晶电视面板已经问世，因此，包含国际大厂和中国大陆电视品牌，均规画在今年第三季推出4K×2K电视；发展到2014年后，随着面板价差滑落，4K×??2K将逐渐成为高阶机种主流规格。
从这个角度来看，OLED电视并没有太多的时间等待量产成熟。由于OLED电视被定位成高阶产品，但是当其解析度跟不上LCD而价差又太大时，其市场定位和定价策略就无法成立。因此，乐金赶在4K×2K液晶电视上市前，透过市场行销的力量，告诉消费者OLED电视的优点才是值得期待的；否则等到第三季，恐怕连韩系两个品牌都不得不推出4K×2K的液晶电视来迎战，届时55寸全高画质(FHD)的OLED电视势必无法得到市场的关注和共鸣。
其实这个潜在危机在2012年底，已率先出现在智慧型手机应用。从宏达电Butterfly开始，高阶手机的显示规格竞赛已拉到400ppi等级；预期在2013年世界行动通讯大会(MWC)，将有更多采用5寸FHD解析度LTPS TFT LCD面板的高阶手机问世。虽然OLED透过三星Galaxy手机旗舰取得成功，但是若5寸FHD解析度的AMOLED无法尽快上线，三星可能也无法持续等待，而不得不改用LTPS TFT LCD，如此一来，就形同挫败AMOLED在当前高阶面板的定位。
2014年将掀OLED与LCD激战
整体而言，OLED在2013年所面临的挑战恐怕大于机会，但只要主流规格能够勉强跟上LCD，就有望守住高阶应用市场，等到量产技术在2014～2015年附近更为成熟后，OLED就有机会以更轻薄、色彩层次丰富的优点反击LCD；同时，OLED电视的解析度也将朝4K×2K、60寸以上规格发展。[!--empirenews.page--]
换句话说，2013年的OLED电视上市只是在提醒消费者、宣示OLED电视值得期待，经过2013～2014年的量产问题解决、提升规格后，双方的对战才会开始。