近來中型液晶顯示器材料的技術開發趨勢受到矚目。在大型顯示器市場方面,白光OLED面板已被定位為高階產品,液晶面板則趨向著重於價格競爭。但在中型顯示器市場是以液晶面板為主力,因此各家面板製造商的技術競爭更形激烈。不過由於在中型市場已達到技術的確立,因此業界開始有以高階液晶面板進軍大型顯示器市場的趨勢,為了因應面板製造商的需求,各家材料業者也相繼投入新製品。在掌握中型市場霸權的同時,面板廠、材料廠正在加速佈局大尺寸的大眾化產品(Volume Zone)市場。
其中,Toray表示佈局最終目標定位在大眾產品的電視用途,在此之前首先是要被採用於中型的電腦等產品。Toray活用其在OLED發光材料的技術優勢,開發了世界第一款應用於有機發光材料的波長轉換薄片「Spectrum Conversion by Organic Phosphor Sheet; SCO Sheet」。當藍色背光照射到SCO Sheet的時候,一部分會轉換成紅色與綠色的波長,藉此將能得到高純度的RGB色光。
SCO Sheet最大的特徵在於色域的廣度。Toray表示,目前在廣色域方面沒有能超越SCO Sheet的產品。雖然市場上以採用量子點(QD)為主流,但SCO Sheet比起QD更能實現廣色域。此外,QD有含鎘(Cd)的問題,且因為容易劣化,必須利用隔絕膜(Barrier Film)包覆以做進一步的保護。相對於QD Sheet,SCO Sheet較為安全且不需使用隔絕膜。
Toray是全球最大的碳纖維的製造商,因此在顯示器材料方面也希望藉由新技術建立堅實的競爭壁壘,從而獲得利基搶奪先機。目前Toray在滋賀縣工廠、韓國據點導入量產設備,生產線已準備就緒。
電子元件材料與光學材料製造商Dexerials則在今年春天開始量產中型面板用途之新螢光體薄膜。螢光體薄膜在用途上與SCO Sheet、QD Sheet相同,不同處在於螢光體能產生紅光、綠光。而Dexerials獨家開發的螢光體擁有高度的顏色再現性,進而與QD形成差異化。且螢光體薄膜也能夠做為隔絕膜,因此具有薄膜化的優點。而高耐久性也是螢光體材料的賣點之一,可以縮短與背光源的距離,將能有助於促進裝置設計的薄型化。
Dexerials螢光體材料的另一項特徵在於併用的分色濾光片(Dichroic Filter),搭載在薄膜下方,可讓光線再反射以提高輝度。此一薄膜構造已在日本、美國、韓國、中國等國取得專利,Dexerials也將藉此在市場上建立差異化的製品價值。
筆電、平板電腦等行動裝置受限於供電的限制,因此具有低耗電量的需求,而其中一項解決對策就是提高彩色濾光片(Color Filter)透過率的技術,也就是將目前現有的顏料系彩色光阻轉換成染料系。不使用微粒子的顏料,而改為採用染料的話,光的透過率提高,將可抑制背光的光量。此外,染料系的合成自由度高,因此具有容易配合光譜位置的優點。由於利用QD等各類手法可以生成RGB,使用染料的話,將能實現光譜分佈最佳化的彩色濾光片設計。
同樣在染料系彩色濾光片領域提供解決方案的還有JSR公司。除了染料系光阻之外,JSR還提供了絕緣膜、定向膜、間隙材料(Spacer)、保護膜等液晶面板周邊材料。而JSR積極展開的技術則是將所有的周邊材料都能達到低溫硬化的技術。染料系材料的缺點在於耐熱性,因此難以適用在現行200℃以上的彩色濾光片製程。JSR目前已開發出所有周邊材料都能以150℃低溫硬化的技術,且與面板製造商展開共同開發,預估可望在2022年度投入市場。
一旦基礎的周邊材料能達到低溫硬化的技術突破,住友化學、三菱化學等其他業者的染料系光阻也將可望能予以應用。繼中型市場之後,染料系的下一目標為大型的電視市場。目前在電視用途方面已有高耐熱性的藍色染料系光阻達到普及,一旦低溫封裝的材料技術實現,RGB將可望全部轉換為染料系。