在进入显示世界前，让史诺啰嗦地开个场：
显示产业是超级高度分工的复杂产业，横跨好几关的水平分工、垂直分工，个别制程又拥有数种实践作法与材料选项，从知识的含量来看，若把显示领域(设备、材料、制程)的专业书籍全部叠起来，不知道能盖出几栋高楼；从市场与经济的角度来看，显示的总产值不仅破兆美元，上下游的就业人口更是百万的数量级！显示涉及的范围之广，对人类经济活动、生活方式的影响之深，绝对不是三言两语可以道尽的。
所以几十年下来，即使每个领域都有专精的高手，但供应链之间永远存在语言障碍，对非专业领域的人来说，简直就是雾里看花，光要分辨数不清的专有名词就叫人吃不消了，想通盘了解每个材料的特性、运作原理、不同技术的对比等知识，乃至于打开未来趋势与商业竞合的视野，门槛是没道理的高，需要的跨领域知识多得让人生气，如果不是工作所需或兴趣使然，基本上只能望而兴叹，求个似懂非懂，骗骗宝宝也就心满意足了。
所以我的老师伊萌学士说了：“学海无涯，唯勤是岸。”
当然，史诺还在学无止尽的旅程中，而过去四处流浪求教的人生，幸运的得到不同领域高人的指点与无私分享，所以抱着取之社会，用之社会的心理，希望能描绘一个容易理解的显示架构与格局，帮助各位善良民众消除常见的盲点与谬误，内容不求鉅细靡遗，只求双观-“客观”与“宏观”。在漫谈的系列中，史诺的节奏会以点到为止、深入浅出为主，目标是能启蒙初学者、协助不同参与者融会贯通，进而让专业人士也能有所收获，若然如此，就不枉史诺苦守边疆的漫漫长夜了。
当然了，于此往后有错误或是不明的地方，也请各位不吝指教。
选择背板(Backplane)起头是有意义的，背板顾名思义就是“显示器背后的板子”，看似平凡而无奇，却蕴含着博大精深的显示灵魂，光是纵横观之，涵盖范畴就可以从电路板、玻璃一路到半导体硅基板，神奇的是这些产业明明看似风马牛不相及，实际上却有千丝万缕的共通点，对于显示产业的跨领域特性是很好的辉映。更要紧的是，背板是显示演义里的主角，很大成分的影响显示产业的脉动，如同画作的画布、料理的盘子，背板是影像依附的载体，更是显示技术发展的枢纽。
首先让我们连结三个无论是思惟、文化、技术与资本密集程度都南辕北辙的产业—“印刷电路板产业”、“面板产业”与“半导体产业”，这三个产业不必多费唇舌就能领会它们的差异，的确，一般来说这三个角色是不会在出现在同一个故事架构里的，但显示背板却成了它们不可思议的交集，这道理就像鬼怪、神仙与外星人皆与人疏途，但在好莱坞的电影里，它们都会说一口好英文。
背板的三大族群：
A：印刷电路板
B：玻璃基板
C：硅基板
背板的功能直观说就是“画面的载体”，组成画面的本来是光，但光不会乖巧的排列成一个井然有序的平面、不会没有能量喂养就发亮、更不会没有控制系统就能准确地单点控制，于是背板成了集成光学、驱动、控制、散热、组件整合、固定等功能的必然存在，什么光机电热的一举囊括，威风的一蹋糊涂！所以我们理所当然可以体谅“没有万能背板可以满足所有需求”这个事实，显示的应用何其多？从超高亮度的大楼显示屏，到超高像素密度的微显影，各种近乎苛求的特性，自然衍生出完全不同制程、不同概念的背板技术，主流的应用种类罗列如下表：
从印刷电路板、玻璃基板到硅基板，成本、集成能力与产值是由低而高，以系统复杂程度的角度来看，印刷电路板好比建一个停车场，只要留好格子规划好动线就恰如其分了；玻璃基板则宛如盖一座公园，需要规划一下树木、草地、凉亭和步道，严格说来也不难，只是好与不好的差别而已；硅基板呢，就是军事基地了，必须由专业人士来规划，路人就只能玩沙。
那么，参访军事基地之前，我们先找个停车场：
◆ 印刷电路板(Printed circuit board,PCB)
印刷电路板身为一个极度成熟与传统的产业，数十年来都是电子组件的绝佳伴侣，举凡各种系统的控制板、计算机的主板，显示背光与照明的Light Bar，都可以看到印刷电路板阴魂不散的踪迹，PCB可以说所有电子产品里头，必然存在的材料，是联络个别电子组件的基础建设。
PCB核心功能为导电、导热和组件集成，主要种类依特性分成硬板(Rigid)跟软板(Flexible)，硬板依导热需求可以再细分，导热要求不高的广泛使用FR4(一种耐燃等级的代号，直接理解成PCB的细分类就好)，导热要求高的可以采用MCPCB(Metal Core PCB)，主要差别在多一层铝帮助散热，所以又叫做铝基板；
对于一些因设计要求需要可弯折的电路板，就会选择PI film为基底的FPC(Flexible Printed Circuit)，这里插播一则快讯，实现可饶OLED的方法也是把玻璃背板换成PI背板(聚酰亚胺，PI是Polyimide的缩写)，本篇为了不让分类太过复杂，所以没有独立出PI背板的选项，以讨论硬式背板为主。
在印刷电路板上链接电信号的是导热导电都良好的铜线，把每块PCB板想成一座城市，上面图案化的铜线就是联络道路，负责从城市外围把物资(电讯号)运送到每栋大楼(电子组件)里，城市与城市之间由港口相连接，扮演港口与航道的就是连接器(Connector)的接头与接线。
好了，电路板的组成架构其实就这么简单，电子组件透过打件(Surface-mount technology，SMT)制程链接在电路板上，电路板上蚀刻出的铜线能实现组件间的串联、并联与信号隔离，然后再透过外接的控制板来控制及输入电信号，完成整个系统的运作。
PCB做为显示背板最鲜明的例子就是公共显示屏(Public Display)，每个LED封装由RGB三原色芯片组成(全彩显示屏)，然后依像素的数量需求打件在电路板上，再由外围的Driver IC控制个别LED的亮暗，组成高亮度、高稳定性的全彩显示屏幕，优点是可以透过模块化串接实现基本上无限大的屏幕，但限制是画质很差，只能远观而不能亵玩，如果民众顽皮想调戏显示屏，一来可能被太高的亮度闪的好生气，二来一颗一颗的LED会马上现形，变成尴尬的马赛克效果。
分辨率的需求是由观赏距离来决定，常用的单位是PPI(Pixels Per Inch)，大楼上的显示屏观赏距离远，PPI 10以下就够了，展览或是演唱会的显示屏，把PPI拉到20也绰绰有余，但要进入电视的观赏距离，没有个40以上是不行的，这个数值到了平板是200以上，到了手机是300以上，VR现在的水平是450~500，未来的目标是1000以上。
然而受限于LED封装尺寸、铜线线宽和打件制程，PCB的极限就差不多PPI 20了，做为显示背板市场明显在公共显示屏，反观玻璃基板可以轻松拉到PPI 500以上，足够满足了目前所有消费电子的需求。
停好车了，去公园走走吧！
◆ TFT玻璃
之所以成为消费电子的主旋律，就因为玻璃是「低成本，高画质」的背板，玻璃本身是不导电的，如果没有制作导电线路在玻璃上，玻璃就纯粹是可以摆放组件的装饰品而已，更何况要控制高度精密的画面，需要更多微小的控制单元，才能实现稳压、定电流、灰阶控制、电路补偿等功能，PCB单纯把线路拉去外围控制的方法，并无法实现如此大范围、高密度，又要求准确的复杂机制。
薄膜晶体管(Thin-Film Transistor，TFT)的诞生解决了这个问题。
玻璃上每个像素里，都有若干个薄膜晶体管和电容组成的控制单元，能直接「就地」完成画面亮度控制与色彩稳定的功能，显示的讯号和开关等其他功能才拉到面板的两端由Driver IC控制，这样子的分工机制，就如同改变物流与运输产业的轴幅系统(Hub-and-Spoke)，城市里每个区域都有自己的补给站，透过联外道路与物流中心互通，进而实现更有效率、更实时的资源调度。
TFT与玻璃的世纪恋情，一口气实现了大、中、小尺寸高画质的影像控制，给了液晶显示器尽情挥洒的舞台，更成了OLED揭开序幕不可或缺的伙伴。
一开始薄膜晶体管传导电的材料是非晶硅(Amorphus Silicon，缩写为a-si)，非晶硅简单说就是晶体排列不规则的硅，硅依结晶的平整度分为非晶、多晶(Poly-crystal)和单晶(Single-crystal)，所以往高端走也衍伸出多晶硅TFT和另外一个很特别的分支-氧化物TFT(Oxide TFT)，为什么TFT还要升级？
关键还是在于画质，玻璃背板画质的限制就是薄膜晶体管的尺寸，当手机走向FHD、电视走向4K、8K时，薄膜晶体管还得继续缩小才行，这时候非晶硅的电子迁移率就吃不消了，把电子迁移率想成货车运输的效率(容量和速度)，当物流中心变小、道路也变窄时，为了完成每次任务需求的补给量，就必须提升运输的效率才行。
多晶硅依制造的方式还分高温多晶硅(High Temperature Poly-silicon，HTPS)与低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon，LTPS)，升级到LTPS时基本上已经能完成显示背板大部分的需求了，但仍然有其极限，最好的例子就是投影，投影的PPI需求动辄上千，完全是LTPS也无法触及的水平。
目前投影市场主流技术有LCD、DLP和LCoS，DLP是采用德州仪器独家的MEMS技术，在此不多讨论；LCD投影采用的背板是高温制程的HTPS，电子迁移率比LTPS更高，但因为一般玻璃不耐高温，须采用非常昂贵的石英玻璃，庆幸的是一般消费电子用到LTPS已经绰绰有余，否则一大片的HTPS石英玻璃，价格肯定贵到让人流眼泪；至于LCoS身为新生代的投影技术，号称能突破过往技术的PPI极限，靠的就是单晶硅的超高速通道，而玻璃上面是做不出单晶硅的，完美结晶的硅，就必须靠硅本身来完成。
那么，欢迎来到尊爵不凡的军事基地。
◆ CMOS硅基板
当今控制密度最高的显示背板，当数CMOS硅基板莫属，CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)全名是互补式金属氧化物半导体，是半导体结构的名称，也可以直接称为CMOS基板，是靠货真价实的半导体制程，在硅晶圆上做出无数个微小的CMOS，和玻璃背板相比直观的理解是把玻璃换成硅，把TFT换成CMOS，但集成能力可是提升好几个量级！
背板从PCB进化到玻璃，再从玻璃升级到硅基板，三个选项的成本与精密程度壁垒分明，CMOS身为「当今商业化最高端的背板」绝对当之无愧，想象在PPI已达数千的微小芯片中，每个像素还由大约六个CMOS完成复杂的电路分工，此时回头看那概念清新简单的PCB，效能就好比军舰对比独木舟。
嗯，当然，价格也是。
CMOS基板除了用在高端投影LCoS外，也同样被用来驱动OLED(被称为OLED on Silicon，或OLEDoS)，进而实现破千PPI的OLED Display，应用市场是VR头盔，以及专业相机的取景器(Electronic ViewFinder，EVF)。
图：Epson的电子取景器系列
另外值得一提的是，Micro LED切入高PPI显示时(如VR和Projector)，CMOS也成为背板的不二人选，目前欧美方面的研究多以Micro LED on CMOS为主，和亚洲面板厂主要研发的Micro LED on Glass形成非常有趣的分野。
————————————————————
好！显示演义的背板篇到此告一段落，够不够通俗不好说，可以确定的是史诺是个俗人，够俗，算一算良率也有50%起跳。
*注：本文由行家说APP与作家专栏作者囧史诺联合出品。谢绝任何未经许可的转载。授权联系hangjia199
阅读全文，欢迎点击：
hangjianet/wenzhang/wenzhang_detail?aid=14790972036410000
,
