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智能手机和可穿戴设备的下一波浪潮正席卷市场，这些系统将配备全新高清显示屏，在不久的将来显示屏将变得可折叠和弯曲，但目前仍有一些技术挑战需要克服。
毫无疑问，移动显示屏在很多方面具有领先性，包括苹果和其他设备供应商不断推动突破传统 LCD 显示屏技术的极限。事实上，索尼已经将 LCD 显示屏推向新高度，该公司最近推出全球首款具备 4K 超高清分辨率的智能手机。
尽管如此，移动 OEM 厂商们正转向一种 OLED 显示技术。三星对 OLED 投入很大，中国的 OEM 厂商也开始拥抱该技术。苹果也在 Apple Watch 上采用了 OLED 显示屏，据分析师称，苹果还计划在 2017~2018 年将 iPhone 从 LCD 显示屏转向 OLED 显示屏。
OLED 屏采用一系列轻薄、发光薄膜，让显示屏较 LCD 屏更亮。同时跟 LCD 不同，OLED 可弯曲。事实上，在接下来的两到三年，OEM 厂商希望向智能手机提供基于 OLED 的可折叠、弯曲和伸展的移动显示屏。
举例说明，未来的 OLED 显示屏可以像纸一样折叠且便于携带，“你可以展开这种显示屏，然后，手机就变成一台平板了”。应用材料 AKT 显示业务部 CVD&EPG 分部总经理和副总裁 James Xiao 表示。“这种显示屏可以创造很多新的应用和市场机会。”
当然，OEM 和显示屏制造商在当前和未来的 OLED 显示技术上还面临一些挑战。与 LCD 相比，OLED 显示屏更贵且难于制造。事实上，很难生产出具有足够价格竞争力的大尺寸 OLED TV。另一方面，小尺寸 OLED 的制造成本不断下降让它成为汽车和移动应用的理想选择。
问题来了，就是 OLED 的产能缺陷。现在，三星为其自己的移动产品生产 OLED 显示屏，同时也贡献 30%的 OLED 产能给其他 OEM 厂商。另一家公司 LG 也是同样的战略。
此外，来自中国、日本、中国台湾和美国的显示屏制造商正加入制造 OLED 显示屏的行列。但除了 LG 和三星，其他供应商要达到很好的良率都需要一定的时间。
因此，现在的 OLED 制造还能支持当前市场上的 OLED 需求，但它很难支撑即将爆发的来自苹果的大量订单。“现阶段 OLED 的产能根本满足不了苹果 iPhone 的需求”，触摸屏研究机构的首席运营官 Jennifer Colegrove 表示。正因如此，苹果要到 2017/2018 年才能在 iPhone 上采用 OLED 显示屏。
为什么是 OLED
显示屏制造商有足够理由挤入 OLED 市场。LCD 技术仍是显示屏领域的主流，但竞争非常残酷，LCD 供应商们利润极低甚至根本不赚钱。
相反，OLED 利润更高，在整个显示屏市场上正迅速崛起。IHS 调查数据显示，OLED 显示市场，包括移动和 TV，预计在 2016 年可达到 137 亿美元，2015 年这一数字为 129 亿美元。
在 TV 和移动之外，OLED 也向其他领域渗透。“通过加强针对新应用的技术开发，我们将努力确保 OLED 新的增长引擎，如 TV、陀螺仪、头戴设备和汽车显示屏”三星显示部门副总裁 Chang Hoon Lee 如是说。
LCD 和 OLED 是两种不同的技术。LCD 需要一个背板，背板上有一些薄膜晶体管（TFT），这些晶体管决定了显示屏的分辨率。
晶体管置于一个玻璃基板上，基板的底部存在背光源。晶体管基板的顶部有一个液晶层、RGB 滤光和偏振片。
工作状态下，液晶层施加一个电压，这会影响面板的透光率，同时也改变从背光源到达前端显示屏的光通量。
要产生高分辨率移动 LCD 的一个大问题是功耗，在过去三年内显示屏的功耗已经翻了两番。为帮助解决功耗问题，JDI 公司发明了一种技术，在 LCD 的 RGB 像素中又引入了额外的白色子像素，这样可以提高透光率，并将背光功耗降低 40%。
JDI 和一些其他日本公司也在开发 OLED。“OLED 很难生产。”JDI 发言人称，“OLED 每像素需要两到三个晶体管，LCD 则只需要一个。OLED 量产的产能受到限制”。
跟 LCD 不同，OLED 是两个导体间的一系列有机薄膜，OLED 从下到上有这些层组成 -- 阳极、有机层、导电层、一个 RGB 发光层，以及一个阴极。
“OLED 是完全不同的器件”，应用材料显示业务部门首席市场官和主管 Max McDaniel 表示，“去掉背光源，在玻璃上沉积出红、绿、蓝色 OLED 材料，通上电流，它自己就可以发光了。”
LCD 领域，制造工艺很成熟且便宜。相反，OLED 的制造则比较复杂。OLED 材料也很贵，尤其是发光层。“另一个挑战是如何生产出有很长寿命的荧光粉，尤其是蓝色 OLED 材料”。应用材料的 James Xiao 如是说。
在基本的 OLED 制造流程中，晶体管在一个基板上制造出来，然后基板被运到 OLED 工厂的不同制造环节。OLED 流程包括三个主要步骤—沉积、图形化和封装。
制造 OLED 的一个常见做法是真空蒸发法，也称为荫罩式气相沉积。将一个掩膜或板放在 OLED 基板上，然后 RGB 发光材料在一个腔室内加热并在基板上凝结。材料是在基板上出现而没有被掩膜覆盖。
“图形化是通过一个精细化金属掩膜蒸发掉 OLED 材料来完成的”。应用材料的 Max McDaniel 介绍，“这是一个 1:1 的物理掩膜，需要覆盖它，用一个物理掩膜生产红色 OLED 发光材料，如果想生产绿色，要挪到另一个位置，把绿色的像素线排在旁边，如果要生产蓝色，则又是一个单独的步骤。”
这一过程效率很低。很多关键材料被浪费了。要精密完成发光材料的图形化很难。
因此，显示屏制造商也会采用一些竞争性的工艺，如小尺寸掩膜扫描、喷墨和喷墨打印。每种方法都各有优缺点。
然后，OLED 还要经过一个最关键的步骤—薄膜封装（TFE）。整个 OLED 结构都要封装起来。因为 OLED 不能暴露于水和氧气中，他们也容易被污染源和温度破坏。
有几种方式来封装 OLED，如 ALD、PECVD、喷墨等。封装的出发点是通过氮化硅薄膜形成多势垒层。
接下来会怎样
第一款 OLED 显示屏是基于刚性的玻璃基板。目前这种 OLED 显示屏仍然在出货，三星和其他厂商的新款移动设备则是基于塑料基板。
塑料基板比玻璃更具柔性，让显示屏可以弯曲。“开发塑料基板有很大的技术挑战”OLED 材料供应商环球显示公司业务开发副总裁 Mike Hack 表示，“跟封装有关。开发柔性势垒层是个挑战，但问题已经被解决。”
接下来的大事就是要制造能否折叠、弯曲和拉伸的 OLED 显示屏。为此需要发明新的技术尤其是阻隔薄膜要更具柔性。“接下来的事情就是要让阻隔薄膜在一个相当严格的曲率半径下能够弯曲”，Hack 称，“不仅 OLED 要实现这点，模块也一样。这是一个带有触摸功能和圆形偏振器的 OLED，其中的每一层都要能弯曲和折叠，又必须得到保护。让整个器件，通过机械阻隔进行保护，又可以折叠，这是非同寻常的。”
还有其他的一些需求。对消费者来说，一个可折叠的 OLED 显示屏必须能承受至少 10 万次折叠 - 打开的周期而不破坏和降低机械性能。
基于所有这些技术挑战，一款真正可折叠的 OLED 显示屏至少还要两三年才能够出货。
有相当一部分机构正在努力解决这些技术问题。据报道，有两种基本的工艺可生产出真正可折叠的 OLED 显示屏—直接和间接的。
直接的工艺基于一种 roll to roll 技术。Fraunhofer 就是其中一家厂商，已经开发出了 roll to roll 系统可在一个单独的真空空间内制造可折叠的 OLED。该系统的一个关键是流程中的封装工艺。通过采用反应式双磁控溅射技术，该系统可沉积多层封装的壁垒，基于锌锡氧化物层和混合的聚合物夹层。
日本的 SEL 公司已开发出一种间接的制造工艺。在实验室内，该公司发明了几种 OLED，包括集成有一个 in-cell 触摸传感器的 8.67 英寸可折叠显示屏。
SEL 的间接工艺流程开始于两个独立的玻璃基板。TFT 和 OLED 都在一个基板上。传感器和色彩过滤在另一个基板上。流程中，两个基板相连接。然后，上下的玻璃部分被移除。最后，柔性基板在结构的底部和顶部都连接起来。
也有一些其他的尝试。例如，中国台湾工研院开发出一种 FlexUP 技术，通过采用脱粘技术，工研院开发出了一款集成有一个柔性触摸传感器的 6 英寸可折叠 OLED。
显然，业界要密切关注这些过程。采用同样的制造方法，业界也可以开发出柔性太阳能电池和可拉伸的 LED 照明产品。当然，还有大屏幕 OLED TV，有一天也将起飞。
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