軟性AMOLED、彩色化Ch-LCD量產在即,勢將對既有主流電泳技術造成不小沖擊,面對軟性AMOLED與彩色化Ch-LCD的崛起,擁護電泳技術的面板商發展軟性OTFT猶如箭在弦上,可以預期,未來三大電子紙技術的主流之爭將愈演愈烈。
隨著面板大廠三星(Samsung)、樂金顯示(LGD)、國內工研院等戮力耕耘下,軟性主動矩陣式有機發光二極管(AMOLED)技術進展飛速,將成為膽固醇液晶(Ch-LCD)和微機電系統(MEMS)顯示技術之后,另一電子紙技術新星,對于目前獨大的電泳顯示(EPD)技術形成不小威脅。其中,囿于MEMS無法實現可撓曲特性,將于軟性電子紙競賽中淘汰出局外,EPD支持廠商如何在軟性AMOLED與Ch-LCD夾擊的電子紙市場中突圍,備受產業界關注。
背板助陣軟性AMOLED商品化腳步加快
軟性AMOLED技術突飛猛進,已成為電泳、Ch-LCD及MEMS不可小覷的勁敵。為提前商品化時程,元太科技、友達、樂金等面板商已計劃于2010年下半年量產軟性薄膜晶體管(TFT)背板,亦即為軟性AMOLED的商品化開始鋪路。
工研院影像顯示科技中心面板整合技術一組組長李正中透露,工研院已與國內元太科技、友達等面板廠技術合作,預計2010年下半年軟性TFT背板將可開始量產,其為開發軟性AMOLED電子紙不可或缺的關鍵組件,也是技術的一大挑戰所在,初期良率將上看80%,另外,上板軟性OLED的可靠度持續提升下,也可望加速軟性AMOLED商品化的腳步。據悉,為加緊卡位市場,新奇美與友達已掌握眾多的AMOLED專利技術。
不讓臺灣面板廠商專美于前,韓國三星與樂金顯示也已著手研發軟性TFT背板,其中,樂金顯示將用于電泳顯示器的背板,由韓國面板商一貫的強勢作風觀之,未來將會是臺灣面板業者不可輕忽的勁敵。
未來軟性AMOLED的終極目標是將軟性聚酰亞胺(PI)塑料基板直接涂布在玻璃上,再于軟性塑料PI基板上制作TFT,并于TFT上端制造OLED和EPD,以實現連續卷對卷(R2R)制程,藉此達成降低制造成本目的。李正中指出,TFT可撓式制程須達成350℃以下的低溫制程,以及突破軟性PI基板產生的應力問題,因此最好能設計出耐溫性達300℃的軟性PI基板,以符合所需。
相較于傳統TFTLCD,AMOLED屬于自發光體,即使在太陽底下仍可閱讀,且毋需背光源即可達到高色彩飽和度的優勢;與電泳、Ch-LCD與MEMS顯示技術相比,反應速度快,加上色彩飽和度高,可實現動態畫面,不過,軟性AMOLED閱讀舒適性尚不如電泳、Ch-LCD等類紙式電子紙技術,市場人士質疑,若要進軍電子書閱讀器市場,競爭力恐有限,此外,壽命與成本技術瓶頸也亟待克服。
李正中認為,終端消費者將來使用電子紙觀看數字內容的時間不會太長,反而觀看動態影像的時間可能多過于閱讀,因此電泳與AMOLED將各自有擁護的廠商。
盡管電泳技術于黑白電子書閱讀器市場已取得先占者優勢,不過AMOLED、Ch-LCD等技術崛起后,勢將壓迫其生存空間,可預期的是,往后AMOLED與其它電子紙技術的應用領域將會有所區隔,但李正中預估,AMOLED的適用范圍更廣,可望成為電子紙市場最大宗的顯示技術。
看好軟性AMOLED的潛力,再加上面板業界將朝向大者恒大的態勢演進,為與競爭對手有所區隔,各家廠商勢將致力于提升產品的差異化。國內瀚宇彩晶、元太科技、華映、友達、新奇美等皆競相投入軟性AMOLED技術研發,除了加快軟性AMOLED達成商品化,亦將有助于擴大軟性AMOLED市場規模。
李正中強調,隨著國內外投入軟性AMOLED技術研發的廠商家數與日俱增,軟性AMOLED量產化的時間點將比一般預期5年的時間快上許多。
另一方面,在富士通(Fujitsu)、三星、KentDisplay等業者戮力研發下,彩色化Ch-LCD也已達成商品化,為了不讓外商獨占市場先機,臺灣面板廠正急起直追,逐步克服AMTFT背板與上板顯示介質結合的技術窒礙,可望于2011年實現量產。
軟性AMOLED、彩色化Ch-LCD量產在即,勢將對既有主流電泳技術造成不小沖擊,面對軟性AMOLED與彩色化Ch-LCD的崛起,擁護電泳技術的面板商發展軟性OTFT猶如箭在弦上,可以預期,未來三大電子紙技術的主流之爭將愈演愈烈。
目前Ch-LCD電子紙仍存在反應速度過慢的弊病,且驅動電壓高達30~50伏特,須藉由高壓制程生產驅動IC,因此提高了技術門坎,也導致不少業者對此市場望而卻步。然近期,掌握Ch-LCD電子紙專利技術的工研院,在推動Ch-LCD商用化已出現重大進展。工研院影像顯示科技中心面板整合技術二組組長應臺發表示,工研院已與國內兩大面板商技術合作,試圖突破AMTFT背板和上板Ch-LCD顯示介質結合的技術桎梏,將原本超過5秒的換頁速度縮短為1秒以內;另著眼于Ch-LCD驅動電壓高達,亦積極與國內驅動IC業者洽談共同開發高壓制程的驅動IC,若能順利成行,預計國內面板商隨即可望向電子書閱讀器系統商供應Ch-LCD面板模塊,至2011年中將能順利量產。
展望未來,多彩化電子紙技術勢不可當,Ch-LCD本身即具備紅、藍、綠色,加上為反射式液晶,毋須搭配彩色濾光片(CF)和背光源即可實現全彩化,且不會犧牲反射率,又可實現卷對卷連續制程,以藉此降低生產成本,因此成為主流電泳技術的強勁對手,惟動輒堆棧至少紅、藍、綠液晶層,此尚不包括電極層,導致成本增加,且堆棧時要設計液晶可穿透的結構,技術復雜度高;加上反射式液晶容易產生色差的缺陷,恐延遲Ch-LCD商品化腳步。
然日韓廠商的Ch-LCD商品化腳步急進,繼富士通2009年3月推出全球首款彩色化電子書閱讀器FLEPia,采用的是Ch-LCD顯示技術,不旋踵,6月三星于國際信息顯示協會主辦的顯示周,又展示10.2英寸AMCh-LCD,突顯出日韓廠商彩色化Ch-LCD的堅強技術實力。所幸,國內工研院所發表的單層彩色化結構Ch-LCD專利技術,擺脫了日韓廠商多層堆棧造成成本居高不下的缺點,且效能媲美日韓大廠,讓面板業者可沿用既有TFTLCD面板制程生產Ch-LCD,毋須增加過多的投資成本,現僅差技轉給國內面板商的最后一步棋,應臺發不諱言,不同于三星,臺灣面板商雖對Ch-LCD市場感興趣,但策略上較為謹慎,因此工研院計劃往后在產品認證將更加全面,以真正確保面板模塊的良率,以期提高更多面板商投資意愿。
Ch-LCD與AMOLED量產化指日可待,恰巧的是兩種技術皆獲三星支持,究竟孰能率先商品化,三星投入資源多寡將為是一大指標。另外,臺灣現已掌握Ch-LCD和AMOLED專利技術,未來將有機會取得市場主導權。
眼看彩色化Ch-LCD及軟性AMOLE量產時程逼近,現階段僅有黑白屏幕的電泳技術將備感威脅,為穩固既有的勢力版圖,電泳業者當務之急為加緊開發軟性有機薄膜晶體管(OTFT)背板,以實現彩色化、軟性電子紙目標。
缺軟性OTFT臨門一腳可撓曲電子紙量產指日可待
不同于氧化物(Oxide)半導體和非晶硅(a-Si)TFT背板可支持電子紙動態影像,OTFT背板強調低制造成本、耐撞擊及可撓曲屏幕優勢,并能提升電泳電子紙分辨率二至三倍,達150dpi以上,為索尼(Sony)、大日本印刷(DNP)、PlasticLogic、PolymerVision、新奇美、友達、華映等面板商有意加碼投資的電子紙背板技術。
工研院電子與光電研究所組長胡紀平(圖2)坦言,國內外掌握OTFT背板技術廠商仍屬少數,日前工研院已將OTFT背板技術技轉給國內面板商,預期2011年可望量產。現階段工研院正在驗證其TFTLCD二代產線的兼容性,一旦驗證成功,國內面板供貨商即可采用傳統TFTLCD制程生產OTFT背板,可望降低臺商量產的技術門坎,胡紀平評估,未來面板商可視產能利用率需求,選擇3.5~5代線量產電子紙。
無庸置疑的,相較于電子書閱讀器,電子紙商機更為龐大,可撓曲電子紙將扮演舉足輕重的角色,胡紀平分析,電子紙市場的首戰之役將直指折迭式屏幕的手機應用,若將現有的2.5英寸~3.8英寸手機屏幕選用軟性電子紙,屏幕展開可多1.5倍,將有助于提高終端市場的買氣。可預期的是,隨著軟性OTFT順利達成量產化,軟性AMOLED、Ch-LCD與電泳技術爭霸戰將更趨激烈,在個別面板廠商押寶下,電子紙市場將掀起一場龍爭虎斗。