有幾項原因使得顯示器產業如此期待大型OLED面板的出現。OLED面板不同於LCD以不發光的液晶成型影像，當電流通過OLED顯示器的有機材料時，有機材料會自行發出亮光。因此不需LCD螢幕上昂貴的背光板，大幅降低元件成本。另一個重點是，在這個大家都關注環境保護議題的時代，OLED相較於LCD螢幕，可降低約三分之一的能源消耗，耗電量也僅約電漿螢幕的十分之一。

《圖一　OLED螢幕結構。OLED螢幕能直接發光，結構簡化、比液晶及電漿顯示器更薄，因此具有以較少成本製作出大尺寸的顯示器的潛力。》

此外，這項技術的其他優點，還包括更薄更簡單的組裝構造；優秀的畫面對比與解析度；更飽和、更深的紅綠藍成色；以及更寬廣的可視角。綜合這些優點，使得OLED技術更適合作為家庭劇院電視使用。

《圖二　OLED顯示器性能。接下來的挑戰在於如何延長OLED顯示器發光材料的壽命。能做到這點，便能製造出理想的顯示器。》

創新的噴墨技術

那麼，為什麼這項技術還沒普及整個產業呢？目前來說，OLED只適用於小螢幕及不需長時間顯示的應用裝置上，如行動電話及數位相機。這些用於製造OLED螢幕的材料又名為小分子有機材料，運用蒸鍍製程所製造，類似於將噴漆噴於圖型板上的方式。蒸鍍法適用於使用在生產中小型尺寸螢幕上，對生產大尺寸螢幕來說，太不切實際且成本過於昂貴。提高面板尺寸的同時，生產成本及遮罩（mask）成本會大幅增加，還會於生產過程中遇到大型遮罩型變扭曲的問題。

由於這些原因，Epson一直以來便以其噴墨技術上的豐富經驗，為大尺寸OLED顯示器尋求更好的製程。新的噴墨製程大致上來說，是藉由溶劑溶解高分子有機材料，並將液態的有機材料直接列印塗佈於螢幕的基板上。相較於傳統製程，噴墨列印有諸多優點。舉例來說，不需要大型真空蒸鍍設備，能更有效率的使用材料。噴墨可使用80％的材料，而蒸鍍製程僅使用約10％的材料。另外列印OLED的製程也較為簡化。

《圖三　消除發光不均勻的問題》

這種用來列印有機材料的噴墨列印頭，被稱為「多層壓電式噴頭」，能滿足此技術的印刷需求。電壓通過壓電式噴頭時，會觸發致動器以精準的墨滴量，快速準確的將墨水從噴嘴中射出。其列印表現令人印象深刻。一秒鐘的時間內，微針點壓電式噴頭就能於直徑8微米（百萬分之一公尺）的目標區域中，塗佈高達6萬滴1.5微微升（十億分之一公升）的墨水微滴。

此種列印方式具有非常高的彈性。除了採用高分子溶劑來列印OLED顯示器外，還可使用種類廣泛的墨水溶劑如水、熱塑性樹脂、及有機溶劑來配合使用不同種類的墨水，包含顏料及染料、陶瓷染料、奈米粒子。這使得此種方法不但適合個人及辦公室列印應用，也很適合商業與工業印刷。後者的例子包括製造LCD面板的彩色濾光片、半導體封裝的金屬黏合及製造成形LCD面板所使用的配向層。

相比之下，目前業界常使用的熱噴墨列印法，所能用的墨水及溶劑就沒有多少選擇。而且由於需將墨水加熱到非常高的溫度，也就不太適合使用有機材料。

平順的塗佈

《圖四　使用噴墨技術所製造的原型14吋OLED螢幕》 - BigPic:559x375

不論如何，微針點壓電式列印與所有噴墨列印方式，都同樣面臨的墨膜厚度偏差的問題，業界稱之為色斑（mura）。不論製造的列印頭有多精確，噴嘴與噴嘴間的噴墨量仍會有些微差異。其結果就是肉眼所能看到的暗帶。列表機製造商目前使用各種複雜的方法處理色斑所帶來的問題，包括使列印頭橫越印刷區域數次的方式來平均墨水分佈，或依賴演算法調整列印頭橫越印刷區域時的位置。

但本文則介紹更簡單的方式來克服色斑問題。研究人員測量從每個噴嘴射出的高分子墨滴形狀與高度。這提供他們調整各個噴嘴墨滴量所需的資料，進而確保墨水能均勻印出。墨滴量調整是透過VSDT（智慧型墨點調控技術）來達成的。VSDT能決定三種不同墨滴尺寸：小、中、大。特定噴嘴能於任何特定時間射出墨水，再藉由改變傳送到列印頭致動器的電子信號來調整墨滴量。

使用VSDT後的變化很大。沒使用VSDT時，噴墨量誤差為6％。在使用VSDT作誤差補償後，噴墨量誤差僅0.4％，進而達到均勻發光的結果。研究人員採用改良後的列印方法，製作了一具與37吋Full HD面板（1920×1080畫素）特性相同的14吋OLED面板。解決色斑的問題之後，Epson現在正積極與化學製造商合作改善OLED材料的使用壽命。目前只剩藍色OLED材料有問題，但其壽命每年以三倍的速度成長。因此預期明年就能解決這個問題，大約2012年就能開始大量生產大尺寸OLED電視了。

除了本文介紹的方法之外，業界正不斷探尋所有的可能性，以期於不久的將來實現生產大尺寸OLED電視的計畫。

---本文由Epson提供；John Boyd為一名自由作家---