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產業技術評析

從手機到照明-看2016年OLED應用多元化發展新契機
發表日期:2016-02-17
作者:劉美君(工研院IEK)
摘要:
2016年CES展示會上,韓國LG展出了8款全新的OLED TV機種,其中77吋超薄 2.57mm的OLED 面板,虜獲了眾多觀眾的目光。過去數年一直被定位在中小型應用產品領域的OLED面板...

全文:
一、Not only small but also big-AMOLED面板技術投資擴大化

2016年CES展示會上,韓國LG展出了8款全新的OLED TV機種,其中77吋超薄 2.57mm的OLED 面板,虜獲了眾多觀眾的目光。過去數年一直被定位在中小型應用產品領域的OLED面板技術,隨著製程良率的改善,材料發光效率與壽命的演進,逐漸跳脫可攜式裝置應用的範疇,朝向更大尺寸的應用產品進行擴散。同時為了提高附加價值,產品組合也從消費性電子產品,擴增至車用等產業用面板的領域。可以說OLED技術已逐漸跳脫「高貴」的既定印象,轉而成為在價格上能與現有LCD面板一搏的新興顯示技術,也成為日、韓等業者轉型下世代顯示技術道路上的首選。

目前在AMOLED面板的發展方面,2015年投入量產國家主要仍是韓國的LGD(LG Display)以及SDC(Samsung Display Company)兩家公司,2015年全球AMOLED產能最大的區域仍為韓國,總產能達到每季483萬平方公尺,為世界第一,預計未來將持續擴張。但兩家公司對於AMOLED技術的投入已於近期開始出現不同的分歧,LGD在對於AMOLED的策略著重在大型面板的投資,主力設定在坡州M2的G8工廠,產品均為55吋Full HD的AMOLED TV面板。然而SDC的策略卻截然不同, SDC高層仍決定將產品主力集中在中小型面板,藉以供應旗下品牌手機之用,因此投資著重在湯井的G5.5工廠,強化5吋級Full HD、2560 x 1440兩種手機面板規格的生產能力。過去SDC對於AMOLED手機面板都是以供應自有品牌為主,但隨著Smausng手機銷售下滑,向來不外售的SDC不得不思考策略轉換的可能性。近期SDC開始針對中國手機品牌進行AMOLED手機面板送樣逐步擴大銷售的管道並拉低價格,直接與現有的高階LCD面板對決。

二、從硬到軟-AMOLED技術多角化新方向

2015年之後,AMOLED在手機面板部分將持續與高階LCD面板正面對決,價格持續走跌將是無法避免的結果。此外,手機面板2K化將是下一階段的主軸,精細度提高至500 PPI以上已經是業界的共識,但對於採用RGB技術的AMOLED面板來說,500 PPI在開發成本上將形成極大的壓力。AMOLED為求擺脫價格競爭,讓消費者一眼能察覺AMOLED與LCD的不同之處,Flexible化成為業者在技術上訴求的重點,LGD已接櫫Flexible AMOLED技術發展的Roadmap,除實現Bendable的技術外,2017年之後更將朝向大型化、Rollable的目標前進。而日本INCJ也在投資Japan Display之後也再次投資成立JOLED公司,持續在Glass-based與Flexible AMOLED技術的研發投入,預計2015年之後AMOLED的競爭將以Flexible化技術成為投資的重心。

伴隨著AMOLED的Flexible化,能適用於低溫、非真空製造環境的印刷製程成為下階段研發的重點。目前在印刷式製程開發上,日本NEDO已提出印刷式製程之規劃藍圖(圖一),其發展目標有兩大方向:一為省能源、高速、小規模、低電力的印刷式元件製造技術開發,希望利用連續式生產的方式,取代現有黃光製程,達到高速、大面積的連續式電子元件生產,首要目標即瞄準現有sensor、印刷電路板的取代製程,期望能發展出更低成本、低污染的元件製程。另外一方面,則是針對面板與平面光源、太陽能電池的flexible化,目標為更薄、更輕、不易破裂、自由形狀Flexible元件製造技術開發,製程重點為以低溫方式進行High response time的顯示發光元件,另外搭配新式封裝技術,阻絕水、氧的滲透,延長元件的壽命。

NEDO印刷式製程規劃藍圖
資料來源:NEDO;工研院IEK(2016/02)
圖一 NEDO印刷式製程規劃藍圖

三、不只是消費性電子-應用於車用與照明的OLED技術

由於消費性電子產品市場趨於飽和,造成成長性停滯,使得傳統依賴大量製造、以經濟規模取得優勢的面板生產模式遭受挑戰。因車用面板客製化程度高,造成生產難度相對增加,因此不若一般消費性電子產品不時落入「比價競爭」的模式,能夠為公司創造較高產品單價與毛利,成為面板業者近期轉型的目標之一。以目前車用面板市場出貨大宗的Center Display以及Meter Display需求趨勢分析,在Center Display的部分,目前最常應用的功能為汽車導航資訊提示之用,主要出貨技術為TFT LCD,然部分車種也使用MSTN技術,不過未來成長力道逐漸式微,值得注意的是AMOLED有可能在2016年後加入出貨行列,成為TFT LCD未來潛在競爭對手。

另外,OLED技術也嘗試應用在照明的領域,OLED Lighting與現有LED照明最大的不同點在於其為平面發光的特性,相較於LED點光源的發光方式,OLED Lighting不需導光板等外加零組件,形態相對簡單。同時OLED Lighting在材料發光效率良好的前提之下,點亮時溫度接近人體體溫,觸碰時不易燙傷,此外其光譜近似於太陽光而不刺眼,對人體刺激性小,十分適合家用市場、或是博物館等需要嚴格控制光源特性的場域。同時OLED Lighting面光源的發光特性,可以應用在Flexible化的基板上,形成可折疊撓曲的外觀,對於照明設置場域將能提升更多的設計彈性與藝術性。

四、IEK觀點

對於未來AMOLED技術的演進,無論市場需求擴大的時機點為何,大型化與Flexible化兩大主軸將是不變的選擇。因此高效率、低成本的發光材料,以及高均勻性、降低真空設備投資的製程技術,將會是未來業者致力研發的方向。第一代AMOLED製造著重於蒸鍍式製程,而在第二代的製程選擇上,塗佈式製程技術因材料利用率高,真空設備需求低,同時能在低溫狀態下進行製造,成為日、韓業者研發的課題。透過與材料商、設備商的相互合作,將有助於加速製程良率的推進。

在整體OLED技術方面,不論是面板或是照明的商品,都需搭配材料與設備的共同開發,才能有效降低生產成本與量產時程。在韓國的部分,韓國知識經濟部預定至2017年時,將投資5,000億韓元的資金(約4.4億美元),瞄準次世代顯示器設備、零件原料的技術開發,頗值得關注。而日本則是由政府主導,藉由INCJ、NEDO等單位向企業進行合縱連橫,統合產官學界於OLED面板與照明技術的開發能量。

因日韓業界瞭解到傳統消費性電子產品因競爭者眾,獲利不易提高, 因此有必要進軍車用以及照明領域,藉此擴增產品線至高單價、需求穩定的商用領域,開拓過去新的市場。初期雖因技術獨有,無法完全適用於當前的產業鏈,但他們勇於獨自創造出一條完整的產業鏈導入市場,當市場普遍能接受時,即可以first mover之姿,獨佔前期的超額利潤,這才是我們除了觀察理解日、韓國業者在發展先端技術長期的策略意義之外,更應強化臺灣下世代的顯示技術,透過制訂產業與技術的新目標,協助臺灣產業真正邁向高值化,這才是徹底擺脫價格競爭迷思的窠臼,邁向轉型再生的起點。

(本文作者為工研院IEK ITIS計畫產業分析師)

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更新日期:2020-04-08

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