企業(yè)正磨拳擦掌迎接OLED時代的來臨

保有OLED基礎(chǔ)技術(shù)的日本，在讓出LCD市場給韓國之后，對OLED則表現(xiàn)出“死守”的決心。Sony首先推出OLED TV，象征已先取得OLED市場，大規(guī)模量產(chǎn)建設(shè)將陸續(xù)在2008年中決定，一般預(yù)料將以生產(chǎn)10英寸以上OLED TV為主。雖然東芝發(fā)表已開發(fā)完成包含背光源在內(nèi)厚度只有0.89mm的液晶面板，而且在2008年春，厚度約1mm光學(xué)傳感器感知手指端觸控面板用新型液晶也進(jìn)入量產(chǎn)，“液晶薄化技術(shù)又向前邁進(jìn)一大步，絕對不輸給OLED”的交戰(zhàn)下，未來誰會是掌控便攜式產(chǎn)品畫面的主角？本文主要在探討OLED時代來臨前的破曉時分，企業(yè)正磨拳擦掌的現(xiàn)況。

OLED市場

根據(jù)美國DisplaySearch的調(diào)查，2007年OLED產(chǎn)量比06年增加8%，達(dá)7470萬片；產(chǎn)值增加6%，為4億9400萬美元，創(chuàng)造歷史最高記錄。2007年全球OLED市占率居首位的是韓國Samsung SDI，2007年增長57%，產(chǎn)值達(dá)1億5670萬美元，市占率為31.7%；我國臺灣錸寶科技(RiTDisplay Corporation)居第二(產(chǎn)量仍為第一 )，市占率為21.8%，第三位的是日本Pioneer，市占率為18.3%(如圖一)。

圖一、2007年全球OLED產(chǎn)值與前三名公司市占率

OLED依驅(qū)動方式可分為被動式矩陣(Passive Matrix)與主動式矩陣(Active Matrix)兩種，OLED市場初期以被動式矩陣為主，錸寶科技仍為被動式OLED最大廠商，不但是世界第一家將OLED顯示面板正式量產(chǎn)化，并應(yīng)用于手機(jī)，同時也是繼日本Pioneer之后，為全球第二家將OLED顯示面板應(yīng)用于汽車音響的公司。未來RiTDisplay將持續(xù)貫徹被動式中小面板的量產(chǎn)制程改善，確實掌握OLED薄型優(yōu)勢，產(chǎn)品的開發(fā)方向則希望加入具觸控屏幕等新功能，以增加附加價值。

OLED顯示器的應(yīng)用

一、中小型OLED面板

小尺寸OLED面板的應(yīng)用包括手機(jī)、PDA、數(shù)碼相機(jī)，以及目前已經(jīng)量產(chǎn)的車用音響等市場；主要投入廠商包括錸寶科技、NEC、三洋電機(jī)、TDK、東芝、Pioneer、SONY等。中尺寸的應(yīng)用如筆記本電腦、PND(Personal  Navigation Display)等，PND的年世界市場超過1000萬臺，一旦開始普及商機(jī)將更為擴(kuò)大。

在手機(jī)上的應(yīng)用傳統(tǒng)系將被動式OLED應(yīng)用為次面板的顯示，由于壽命與耗電等因素被動式不適用于主面板，企業(yè)也躍躍欲試欲利用主動式OLED搶攻主面板市場。

為了獲得OLED市場，韓、日、臺三方的競爭激烈，自2007年起相當(dāng)部分技術(shù)已獲得解決，也讓競爭態(tài)勢由研究開發(fā)邁入量產(chǎn)。其中先發(fā)的是三星SDI(Samsung SDI)，自2007年9月宣布正式量產(chǎn)手機(jī)用AMOLED，目前月產(chǎn)能為150萬片；2008年中預(yù)計將增產(chǎn)為300萬片，屆時將成為全球最大生產(chǎn)規(guī)模。產(chǎn)品除手機(jī)外，2008年計劃開始量產(chǎn)筆記本電腦用AMOLED 14.1英寸面板。另外，三星SDI曾在2007年發(fā)表厚度僅0.25mm的4英寸AMOLED面板。

韓國LG Electronics于2008年2月22日正式推出承載AMOLED的超高畫質(zhì)手機(jī)“LG-SH150A”。該產(chǎn)品的應(yīng)答速度比使用TFT液晶面板快1000倍以上，為無殘像、自然色顯示，尤其是采用黑色的Graphic User Interface，當(dāng)顯示menu時的耗電可比使用液晶大幅削減。LG Display為強(qiáng)化OLED競爭力，于2008年3月與美國Eastman Kodak締結(jié)OLED以及相關(guān)TFT技術(shù)的專利交互授權(quán)(Cross License)契約。如此一來，LG Display可以使用Kodak擁有主要OLED材料與工程技術(shù)；Kodak可以使用LG Display保有世界最高水平的TFT技術(shù)，兩家公司彼此互惠，不但可強(qiáng)化中小型OLED事業(yè)，以中長期來看，對TV等大型OLED的開發(fā)也將發(fā)揮很大的功效。

日本方面，其國內(nèi)最新型手機(jī)中泰半已采用OLED面板，由此可見手機(jī)薄型化正在加速進(jìn)展中。日本國內(nèi)手機(jī)用被動式OLED由TDK與東北Pioneer兩家平分天下，TDK在2008年訂下手機(jī)用OLED面板倍增的目標(biāo)。更大尺寸3.2英寸產(chǎn)品TDK正在開發(fā)中，計劃2009年中開始量產(chǎn)。KDDI于2007年11月推出的手機(jī)「INFOBAR」的主面板顯示采用AMOLED，這是使用韓國三星SDI的產(chǎn)品。TDK將在2008年開始生產(chǎn)主面板采用OLED的手機(jī)。此外，Epson想進(jìn)入車用領(lǐng)域的PND(Personal Navigation Device)，全球的年市場超過1000萬臺。Sony于2008年4月16日發(fā)表開發(fā)厚度0.2mm的3.5英寸AMOLED面板原型(如圖二)。

圖二、Sony開發(fā)的厚度0.2mm的3.5英寸AM-OLED面板原型

中國方面，2002年，清華大學(xué)和維信諾公司建成了中國大陸第一條OLED中試生產(chǎn)線，并于2003年實現(xiàn)了OLED模塊產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售。完全依靠自主技術(shù)建設(shè)的中國大陸第一條OLED大規(guī)模生產(chǎn)線也將在2008年下半年正式投產(chǎn)。4月28日，長虹平板電視領(lǐng)域的OLED項目在成都正式開工。這是長虹繼投資等離子屏生產(chǎn)線之后又一次大規(guī)模進(jìn)軍平板顯示器件領(lǐng)域。 據(jù)悉，長虹OLED項目起步技術(shù)來源于全資子公司韓國ORION OLED公司，項目總投資7.05億元人民幣，將在成都興建中國首條具有自主知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)的完整的OLED屏生產(chǎn)線，計劃于2009年一季度建成投產(chǎn)。建成后，將形成年產(chǎn)1200萬片OLED顯示屏的生產(chǎn)能力。

另外，世界第四位LCD公司的CMO(我國臺灣奇美電子 )的子公司CMEL(奇晶光電)，與臺灣工研院電子所共同開發(fā)LTPS制程，目前正在量產(chǎn)2~3英寸AMOLED，月產(chǎn)能50萬片，此規(guī)模僅次于三星SDI，為第二大廠。CMEL計劃在2008年增設(shè)生產(chǎn)線，計劃將月產(chǎn)能擴(kuò)大為150萬片。2007年5月奇晶光電與美國柯達(dá)公司簽訂AMOLED技術(shù)交互授權(quán)合約，這項合作將使OLED由研發(fā)階段快速提升到成熟量產(chǎn)階段。奇晶光電將運用柯達(dá)公司的AMOLED顯示技術(shù)于其中小尺寸的產(chǎn)品，如手機(jī)面板、數(shù)碼相機(jī)面板及便攜式數(shù)碼播放器面板上。

二、大型面板
OLED顯示器在面對量產(chǎn)化之際，重要的是解決“壽命”與“成本”方面的課題。壽命方面，期待能開發(fā)出可以少量電流實現(xiàn)充分亮度的高效率發(fā)光材料，進(jìn)而革新組件結(jié)構(gòu)與電極材料的制程，同時改善顯示器驅(qū)動技術(shù)，以達(dá)成高發(fā)光效率與長壽化；在成本方面，現(xiàn)在已實用化的被動式矩陣比較簡單，因而可以有比較低的制作成本。反之，可望大型化的主動式矩陣，必須在每一個像素上制作薄膜晶體管，由于制程復(fù)雜，成為成本居高不下的主因。業(yè)界期待能在制程技術(shù)與有機(jī)材料上持續(xù)開發(fā)，若進(jìn)到量產(chǎn)化，則應(yīng)設(shè)法解決成本方面的難題。[!--empirenews.page--]

總之，若能解決上述問題，則OLED應(yīng)用范圍將持續(xù)擴(kuò)大。例如利用薄、小與低耗電特性，已開始應(yīng)用到手機(jī)的主顯示面板、PDA、數(shù)碼相機(jī)、已量產(chǎn)的車用音響、便攜式音樂Player等；若高精度、高對比、大型化得以實現(xiàn)，則可望進(jìn)入便攜式PC、計算機(jī)監(jiān)視器、家用電視領(lǐng)域。此外，還可發(fā)揮其自發(fā)光與可撓的特性進(jìn)入軟性顯示器領(lǐng)域，成為下一代平面顯示器的主角。

大型面板主要采用自發(fā)光主動式矩陣OLED，其驅(qū)動原理與TFT LCD之比較如圖三所示。這方面的發(fā)展，2007年10月韓國三星SDI宣布開始量產(chǎn)2~4.1英寸AMOLED面板； SONY于2007年12月推出型號為XEL-1的11英寸OLED TV，正式揭開OLED顯示器時代的序幕。這兩家的成功對一向獨霸薄型平面顯示器的LCD、PDP造成很大的威脅，讓人印象深刻。

圖三、AM-OLED動作原理與TFT-LCD之比較

發(fā)光材料
一、材料公司

目前OLED面板發(fā)展最關(guān)鍵的是長壽命與高效率相關(guān)的材料技術(shù)的研發(fā)。

1.日本企業(yè)的戰(zhàn)略

日本企業(yè)雖然在OLED材料上積極進(jìn)行研究開發(fā)與建立供給體制，另一方面為確實掌握OLED成為舉足輕重的企業(yè)，積極與擁有OLED基本專利的企業(yè)締結(jié)授權(quán)協(xié)議或合作開發(fā)。擁有OLED基本專利的企業(yè)有四家，其一為美國UDC(Universal Display Corporation)，擁有OLED相關(guān)專利(含申請中)約800項，連一般時為透明，放映影像時從基材兩側(cè)都可以顯示的“TOLED”；薄型可撓“FOLED”的技術(shù)也是由UDC所擁有。其中擁有磷光發(fā)光材料的基本專利，成為磷光材料開發(fā)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，而紅光材料已投入市場，其發(fā)光效率為現(xiàn)在主流“熒光”型發(fā)光材料的4倍，UDC擁有以磷光摻雜(Dopant)方式的多種結(jié)構(gòu)專利，因此，在下一波主流發(fā)展中UDC的技術(shù)不可或缺。

其二為英國CDT(Cambridge Display Technology)，領(lǐng)先項目為“高分子”型發(fā)光材料/組件。CDT與凸版印刷、Seiko Epson等有合作關(guān)系，2001年起與住友化學(xué)建立共同開發(fā)與部分出資的關(guān)系，2007年9月CDT成為住友化學(xué)的全資子公司，由此可見住友化學(xué)欲成為“高分子技術(shù)開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)者”的野心。

其它OLED的先驅(qū)企業(yè)還有Eastman Kodak，擁有相關(guān)專利1800項以上，也是材料開發(fā)無法忽視的企業(yè)。另外，化學(xué)大廠的杜邦正在開發(fā)OLED用高分子材料的大量生產(chǎn)技術(shù)，而且已達(dá)商業(yè)化的最終階段。

2.發(fā)光材料主角之爭

Sony 11英寸OLED TV使用的是“小分子”型發(fā)光材料。事實上，普及的“小分子”型發(fā)光材料，其分子量低、純度高，質(zhì)量容易安定，以小分子材料制造面板時，“真空蒸鍍”為基本成膜技術(shù)，但要在大畫面均勻蒸鍍有其困難度。另外，分子量超過1萬以上的“高分子”型，可以使用一種材料的一層賦予發(fā)光與傳遞兩種功能，而且可以采用噴墨法在基板涂布出大面積面板，成本可望因而降低；但也有壽命、品質(zhì)不安定的問題。

發(fā)光材料種類可分為“小分子與高分子”；發(fā)光形式可分為“熒光與磷光”，都是開發(fā)競爭的焦點?，F(xiàn)在主流材料是“小分子與熒光”，未來何者能勝出？新日鐵化學(xué)力主“小分子/磷光”會勝出。原因是熒光效率只有25%，磷光效率可達(dá)100%，后者的發(fā)光效率是前者的4倍，直接影響電視的耗電量。至于問題則在于發(fā)磷光的物質(zhì)在地球上的存量比發(fā)熒光物質(zhì)少，而且三原色中發(fā)藍(lán)色的材料目前仍在開發(fā)中。

接受日本政府NEDO委托開發(fā)OLED/磷光材料計劃的是松下電工、出光興產(chǎn)與TAZMO，計劃研發(fā)期間至2010年3月。新日鐵化學(xué)2004年完成紅色小分子/磷光材料，2006年成功開發(fā)綠色小分子/磷光材料 (供給松下電工)，一舉拿下材料市場的主導(dǎo)權(quán)。2007年的開發(fā)目標(biāo)為藍(lán)色/磷光材料。

二、壽命9倍的OLED組件

日本北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)認(rèn)為延長OLED組件壽命的關(guān)鍵，在于組件構(gòu)造必須重新檢討，以及發(fā)光層等內(nèi)部層間接合面的劣化防止，結(jié)果開發(fā)出壽命延長9倍的組件，下圖為北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)開發(fā)OLED構(gòu)造。該大學(xué)特別在OLED組件讓光通過的透明電極與電洞傳遞層相接的面上，插入可讓電流容易通過的無機(jī)物“氧化鉬”制作的薄膜，是一種能證明能源傳遞率高的0.75nm的極薄膜，可以抑制劣化。結(jié)果，亮度從與TV相近的360candela到半衰的時間，過去是4000小時，現(xiàn)在延長為37000小時；耗電量最大可減少17%。

(編輯:于占濤)