OLED面板市場與材料技術發展現況

 

刊登日期:2009/1/21
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自從Sony推出11吋OLED TV,走出商品化第一大步之後,AMOLED面板開始正式生產,也開始成為手機主畫面用面板,而且以台灣、韓國的面板公司為中心,陸續發表相關的設備與投產,雖然限定在中小型面板,但已著實佔了全彩面板的一部分。根據美國iSuppli指出,為了讓主動陣列型OLED面板由利基市場擴大為量大市場,必須有更多的公司快速進入量產,以提高產量並降低成本。此外,薄化與耗電力低是OLED的強項,必須持續發展、強化,才能與液晶面板競爭。

市場動向
市場規模
2007年OLED市場比前一年成長4%,為7556萬片,而且以構造簡單的手機次畫面的黑白品為主流。根據富士Chimera總研的預測,OLED的產量到2013年為2007年的2.8倍,達2億1219萬片;2013年OLED顯示器元件的市場規模比07年成長26%,達15.6兆日圓。今後的發展將以高亮度、適於動畫再現之高畫質彩色面板為主流,而且以手機為應用的中心,也殷切期待在TV等中大型面板的應用展開。

據矢野經濟研究所2008年10月所作的調查,2008年OLED產量比07年增加7.3%,為1億1011萬片;產值增加42.1%,達924億日圓(如表一),產量與產值增加比例懸殊,顯示高單價主動陣列型面板市場的興起。2009年以後,將維持2位數的高成長,2010年度產量預估比前一年增加24.6%,為1億8260萬片;產值增加28.7%,為1996億2300萬日圓。   

     表一、 OLED面板產量與產值預測

(本表為部分節錄資料,關於“產值預測”內容請見下方附檔)

主動陣列型OLED(AMOLED)面板市場
 2007年主動陣列型OLED面板出貨數260萬片。美國iSuppli預測,主動陣列型OLED面板出貨數預估到2014年達1億8520萬片,如果實現,則年平均成長率為84.2%的高成長;產值方面,預估2014年為46億美元,2007年為6700萬美元,年平均成長率為83.3%。由此可見,OLED被視為下一代平面顯示器的發展潛力。

根據美國iSuppli指出,為了讓主動陣列型OLED面板由利基市場擴大為量大市場,必須有更多的公司快速進入量產,以提高產量並降低成本。此外,薄化與耗電力低是其強項,必須持續發展、強化,才能與液晶面板競爭。手機主畫面是目前主要應用,而且只限於具QVGA畫素數的高級手機;今後6~7年間,可望佔據部份中小型顯示器市場。

根據矢野經濟研究所的資料(如表一),2008年主動陣列型OLED面板產量比07年增加705.9%,達1611萬8000片;產值增加632%,達413億5500萬日圓。主要用途為手機主畫面,其次為TV、GPS、數位相框用;在NB、PC等中小型面板的應用今後將會逐漸增加。預估到2010年,產量將比前一年增加46.4%,達5640萬片;產值增加38%,為1365億2300萬日圓。而且在2010年,主動陣列型將佔OLED面板的68%左右。

根據美國DisplaySearch的調查,2008年4~6月的AMOLED面板的世界產量為170萬片,比第一季減少18%,產值減少27%,為5380萬美元,導因於居壓倒性市佔率的韓國Samsung SDI的產量減少22%。Samsung SDI的產量減少乃受日本手機各家以及諾基亞公司的需求減少導致;台灣奇美的AMOLED面板產值也由第1季的1280萬美元降為760美元,預料2008年7~9月的情形將會持續停滯。這是08年金融海嘯席捲全世界的大環境影響逐漸顯現,預料第四季的經濟衰退影響將更為深遠

被動型OLED(PMOLED)面板市場
根據美國Display Search公司於2008年4月的調查,被動型OLED面板的世界產值,2007年達3億9500萬美元,之後預估為零成長,2012年為3億9600萬美元。

矢野經濟研究所預估,2008年度產量比07年減少6.6%,為9400萬片;產值減少13.8%,為510億7000萬日圓。市場呈縮小的趨勢,因部份大面板廠於2007年中已中止被動型OLED面板的出貨。被動型OLED面板的主要用途,目前幾乎為手機的次畫面面板、MP3 Player,2007年起照明用途開始少量出貨。此外,新的需求出現,包括手機的主畫面、印表機、數位相機等,因此到2010年產量將比前一年增加16.8%,達1億2620萬片;產值增加12.4%,為6317億日圓。

根據美國DisplaySearch的調查,2008年4~6月PMOLED的產量比第1季增加4%,為2030萬片。主要靠手機的次畫面、可攜式音樂Player的帶領,不過此次的表現是相隔4季的亮眼成果。

材料/技術發展
OLED顯示器係藉由施加電壓放出光的有機化合物來製作畫素,而發光的有機材料左右耗電力與影像美麗的程度。2008年5月時,各色發光材料的到達值如表二所示。OLED用有機發光材料可分為小分子型與高分子型發光材料兩種。   
小分子型發光材料
小分子型發光材料領先商品化,Sony、Samsung SDI領先推出的OLED面板就是採用小分子發光材料。如表二所示,發光機構有螢光發光與磷光發光兩種,而磷光發光效率理論上是螢光發光的4倍,採用磷光元件在同一亮度下耗電為螢光元件的1/4,而且不會有熱的Deactivation,這對OLED面板大型化引發的內部發熱問題相對比較少。
 
事實上,磷光材料有壽命與電流增加效率低下、精製困難度高,以及耐熱性等問題,所以不及螢光材料般的普及。尤其是藍光由於尚未開發出具充分特性的材料,所以未臻商品化。2008年度各公司持續在藍光磷光材料開發上相互較勁。

將Host與摻雜應用在OLED元件始於1989年的Tang,原本單獨使用會引起濃度消光或無法得到安定膜的高發光效率的發光分子終於可以被利用。接著是應用濱田的所謂「Assist Dopant」的概念,將Energy Level在host與Dopant中間的材料同時摻雜,可以改善原本host與Dopant激發Energy Level相差懸殊的狀況,最終使Dopant可以發光。

高分子型有機發光材料
高分子材料由於可利用噴墨印刷技術,成為容易大量、廉價、大型生產OLED元件的方式,被喻為下一代材料受到日本大印刷、化學、家電公司的持續研發。事實上,高分子材料在製作OLED元件時,層間材料與材料之間容易溶解,造成非常困難製作OLED不可或缺的Hetero構造。因此,元件只能製作單層或少數幾層的構造,再把許多機能賦予在這幾層上。此外,高分子材料的分子設計的要求比小分子材料高出非常多,因此,目前高分子材料的開發大幅落後小分子材料。住友化學進行高分子型有機發光材料的開發,由於不需使用蒸著工程,可以使用噴墨或印刷成膜的優勢,但目前壽命比小分子型材料低。

作者:材網編輯室 / 工研院材化所
★本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄,詳細資料請見下方附檔。


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