顯示器發展現況

 

刊登日期:2021/4/5
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謝文仁/工研院材化所
 
30週年了!液晶顯示器產業在台灣從萌芽,歷經繁榮、衰退,而今發展到思考轉型,這一路走來的種種經驗值得現今相關產業深思與檢討。台灣早期企業培養出OEM精神、到近期應用至顯示器產品上的ODM能量,再加上近幾年資訊產業擴展延伸與結合,以及完整健全的產業供應鏈,使得在全球顯示器產業仍占有一席之地。如今進入新時代,消費市場與消費者皆有思維認知自主化、應用領域適切化的概念,所以,如何在各種應用智慧場域,將關鍵材料與製造技術進行快速結合並推出新型態產品實為重大關鍵。此外,「少量多樣」的產品布局與「適量多樣」的彈性生產亦為必備的潛在實力之一。
 
【內文精選】
顯示器面板產業發展史
COVID-19發生滿週年的2021年,亦正值顯示面板(LCD)製造產業自1990年代日本成功開發出大尺寸化製造技術30週年!這一路走來,製造技術不斷地開發,除了往大尺寸與大面積量產、高解析、快速響應、超高對比、廣視角與廣色域等方向外,也進行整合觸控功能開發,使得製造技術能不斷地跨領域應用與延伸。
 
30年來,亞洲各國家在發展TFT-LCD製造產業也從萌芽,歷經發展、繁榮至平穩,由圖一所示:日本最早在1990年代開始投入生產,到達極盛時間,日本的液晶顯示器於全球市占率曾高達九成以上。1995年,韓國由三星、LG兩大指標企業帶領,依賴著三星電子產業與LG集團品牌優勢,乃至顛峰期在家用電視占有率達到六成以上,進而引領產品報價。1995年台灣開始引入量產技術後便急起直追,於2007~2009年達到巔峰,由號稱面板五虎的友達、奇美、華映、群創、瀚宇彩晶,供給全球顯示器產能成為全球第一,相關顯示面板產業上游材料、週邊設備與零組件、下游組裝與通路商,在台灣確實建立了完整的顯示面板製造供應鏈與核心專才的軟實力群。至2018年台灣顯示科技產值達1.5兆元,就業人口15萬人,大尺寸、中小尺寸、TV/IT面板及車用面板出貨均高居全球第二。最慢進入此領域的中國,則於2005~2015年開始大量投入人力與資源在各世代產線開拓,更在2015年以「填屏補芯」的國家政策推動下,顯示面板製造廠如雨後春筍般地座落在各省份的主要城市,現今中國的顯示面板產業已可滿足內需市場,同時亦成為知名品牌OEM的夥伴。
 
圖一、亞洲各國顯示器產業發展簡史
圖一、亞洲各國顯示器產業發展簡史
 
顯示面板產業的新時代
如今LCD顯示技術發展已達到穩定狀態,自發光顯示技術(OLED、Mini/Micro LED、QD-LED)的多樣化開發,到OLED顯示技術在韓國與中國都分別進行大規模的投資量產,使用昔知的傳統黃光製程與蒸鍍製程缺點眾多,如:光罩與製程時間長影響產品上市時程、量產時產品週期供給受限於製造產線不夠靈活調配、材料使用率低與耗損率高。因此,以量產技術知名海外的台灣,實無需再走回頭路,應記取前車之鑑再往Mini/Micro LED、QDLED技術進展時,朝向以下方向整合布局。
1. 無光罩(Maskless)製程技術
數位曝光(Digital Lithography Technology; DLT)、噴墨印刷技術(IJP),具有①適量多樣、彈性生產;②推陳步新、節奏加快;③材料利用率高、耗損率下降等特點優勢(圖四),可提供顯示面板產業應對未來趨勢的解套方案。
 
圖四、無光罩製程技術特色與綜合優勢
圖四、無光罩製程技術特色與綜合優勢
 
2. 關鍵材料技術開發
在經濟部科技專案支持下,工研院材料與化工研究所開發光阻、OLED發光材料、QD材料、薄膜封裝材、導電材料、軟性基板等材料多年,已布局多項光阻感光物及Solution OLED關鍵材料專利可供為基礎,另分別設計對應DLT與IJP使用最適化材料配比亦完成材料布局。材化所本就為工研院的基盤研究所,對於建立「材料特性檢驗平台」已是駕輕就熟,透過對顯示產品世代規格收集、結合光學模擬技術、粉體微粒化安定與界面化技術、先進材料/元件模組設計等,就可以形成檢驗平台,例如:一連串從QD開發、QD Ink噴印、QD發光效率與功耗數據摸擬和實測修正,以建立完善的材料特性與使用性評價…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
★本文節錄自《工業材料雜誌412期,更多資料請見下方附檔。

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