拭目可撓顯示器破風起航(上)

刊登日期:2015/12/9
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蔡東璋
 
顯示器作為資訊傳播要角和關鍵載具,這點無庸置疑。映像管視屏( Cathode ray tube, CRT )的發明揭櫫一世紀光榮的 Display 1.0 時代,自此人類可同時且大量地接收文字與影音,打破傳統文字、聲音等資訊媒介的單調和侷限。無獨有偶地,20 世紀尾聲因液晶( Liquid crystal )等光電顯像介質( Display medium )的崛起再掀眼球革命(姑且稱 Display 2.0 ),整機輕量、薄型的平面顯示器( Flat panel display, FPD )在掌聲中登場,接下桂冠,FPD顯示尺寸(Viewing size)、解析度( Resolution )、色域( Color gamut )等畫質表現依需求場合完全客製化,從穿戴手錶面板到壁掛觀賞大電視或巨型看板等不一而足,如此綿密火網攻掠下,讓 CRT 派俯首繳械。
 
又近五年,行動運算、智慧家庭和物聯網等資訊電子的潮流催生許多新技術問世,其中,可撓顯示器( Flexible display, FD )為消費者和投資大眾寄望吹響 Display 3.0 號角。Flexible display 泛指可自由彎曲( Curved ),甚至可捲( Rolled )、可摺( Folded )之顯示器,除輕薄、更耐衝擊,亦符合各式各樣之攜帶需求或特殊用途的潛能,而FD以顯示介質種類界定則包括有機電激發光顯示( Organic electroluminesce display, OLED )、電泳顯示( Electrophoretic display, EPD )和液晶顯示( Liquid crystal display, LCD )…等,其中OLED擁有自發光、結構簡單、高色飽和、動態影像等特徵而備受矚目,相關廠商紛紛將達成可撓化 OLED 列為重要課題,並視為攻破LCD馬其頓防線的關鍵佈局。
 
將鏡頭拉回顯示產業重鎮的亞洲,台灣面板產業政策僵化及大陸政府自製面板的決心終讓海峽兩岸面板Chiwan合局告破滅,此蝴蝶效應以燎原之姿帶起一波波全球產業的遽變。最為人關注的就屬面板供需失衡的陳年議題,原台、韓兩國 FPD業者在 8.5世代( G8.5 )上維持若干年的秩序又開始風起雲湧,市場和同業間擔憂 G8.5 以上紅色廠房的陸續建置勢必重演早期台日韓間的產能競賽大戲,殘酷的淘汰賽恐難避免。只是危機即轉機,中國面板國家隊的大動作迫使產業領先者之發展戰略由量轉質,謀以高技術含金量產品另闢藍海市場,加速轉入新世代顯示研發,眼前看來也促成今日可撓顯示器的商用進程。
 
前言
輸出全彩暨動態影像 ( Full-color and video-capable )之可撓顯示器(簡稱撓顯) ( Flexible display, FD )的研究足足走了至少 15個年頭,前10年國際產學各路人馬著重試探性質居多的可行性基礎研究,直到 2011~迄今才突破材料、製程限制而逐步得到商用化實績,Flexible display 儼然成為次世代平面顯示器的新顯學。倘若翻開案頭洋洋灑灑的文獻或逛遍展場熱熱鬧鬧的攤位,眾人關注和研究的課題不外乎顯示介質( Display medium )、驅動方法( Driving control )、基板材料( Substrate material )和製程技術( Manufacture technology )四個構面(圖一)。

圖一、可撓顯示技術課題
 
回顧 FD 發展史,起初因液晶顯示器主導著 FPD 市場,所以許多的開發資源皆投注在 Flexible LCD上,然而眾多努力仍無法完全克服 LCD 光學表現( Optical performance )對液晶間隙( Cell gap )的極度敏感( Sensitivity ),根本上限制了 TN (扭曲向列)、VA (垂直排列)、IPS (橫向電場效應)等穿透型( Transmissive mode )液晶介質在可撓顯示上的應用,再者隨 LCD Cell 同步彎折的背光模組( Backlight unit, BLU )付之闕如也是尚未根本解決的困難。如圖二,自從 2010~2011年日系 FD 技術領頭羊東芝( Toshiba )和索尼( Sony )等公司分別於 SID ( Society for Information Display )國際研討會上展出Flexible LCD後-----以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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