保有OLED基礎技術的日本，在讓出LCD市場給韓國之後，對OLED則表現出「死守」的決心。Sony首先推出OLED TV，象徵已先取得OLED市場，大規模量產建設將陸續在2008年中決定，一般預料將以生產10吋以上OLED TV為主。雖然東芝發表已開發完成包含背光源在內厚度只有0.89mm的液晶面板，而且在2008年春，厚度約1mm光學感測器感知手指端觸控面板用新型液晶也進入量產，「液晶薄化技術又向前邁進一大步，絕對不輸給OLED」的交戰下，未來誰會是掌控可攜式產品畫面的主角？本文主要在探討OLED時代來臨前之破曉時分，企業正磨拳擦掌的現況。
OLED市場
根據美國DisplaySearch的調查，2007年OLED產量比06年增加8%，達7470萬片；產值增加6%，為4億9400萬美元，寫下過去之最高記錄。2007年全球OLED市佔率居首位的是韓國Samsung SDI，2007年成長57%，產值達1億5670萬美元，市佔率為31.7%；台灣錸寶科技(RiTDisplay Corporation)居第二(產量仍為第一 )，市佔率為21.8%，第三位的是日本Pioneer，市佔率為18.3%(如圖一)。
圖一、2007年全球OLED產值與前三名公司市佔率
OLED依驅動方式可分為被動式矩陣(Passive Matrix)與主動式矩陣(Active Matrix)兩種，OLED市場初期以被動式矩陣為主，台灣RiTDisplay仍為被動式OLED最大廠商，不但是世界第一家將OLED顯示面板正式量產化，並應用於手機，同時也是繼日本Pioneer之後，為全球第二家將OLED顯示面板應用於汽車音響的公司。未來RiTDisplay將持續貫徹被動式中小面板的量產製程改善，確實掌握OLED薄型優勢，產品的開發方向則希望加入具觸控螢幕等新功能，以增加附加價值。
OLED顯示器之應用
一、 中小型OLED面板
小尺寸OLED面板的應用包括手機、PDA、數位相機，以及目前已經量產之車用音響等市場；主要投入廠商包括錸寶科技、NEC、三洋電機、TDK、東芝、Pioneer、SONY等。中尺寸的應用如筆記型電腦、PND(Personal Navigation Display)等，PND的年世界市場超過1000萬台，一旦開始普及商機將更為擴大。
在手機上的應用傳統係將被動式OLED應用為次面板的顯示，由於壽命與耗電等因素被動式不適用於主面板，企業也躍躍欲試欲利用主動式OLED搶攻主面板市場。
為了獲得OLED市場，韓、日、台三國的競爭激烈，自2007年起相當部分技術已獲得解決，也讓競爭態勢由研究開發邁入量產。其中先發的是三星SDI(Samsung SDI)，自2007年9月宣佈正式量產手機用AMOLED，目前月產能為150萬片；2008年中預計將增產為300萬片，屆時將成為全球最大生產規模。產品除手機外，2008年計劃開始量產筆記型電腦用AMOLED 14.1吋面板。另外，三星SDI曾在2007年發表厚度僅0.25mm的4吋AMOLED面板。
韓國LG Electronics於2008年2月22日正式推出承載AMOLED的超高畫質手機「LG-SH150A」。該產品的應答速度比使用TFT液晶面板快1000倍以上，為無殘像、自然色顯示，尤其是採用黑色的Graphic User Interface，當顯示menu時的耗電可比使用液晶大幅削減。LG Display為強化OLED競爭力，於2008年3月與美國Eastman Kodak締結OLED以及相關TFT技術之專利交互授權(Cross License)契約。如此一來，LG Display可以使用Kodak擁有主要OLED材料與工程技術；Kodak可以使用LG Display保有世界最高水準之TFT技術，兩家公司彼此互惠，不但可強化中小型OLED事業，以中長期來看，對TV等大型OLED的開發也將發揮很大的功效。
台灣方面，世界第四位LCD公司的CMO(台灣奇美電子 )的子公司CMEL(奇晶光電)，與工研院電子所共同開發LTPS製程，目前正在量產2~3吋AMOLED，月產能50萬片，此規模僅次於三星SDI，為第二大廠。CMEL計劃在2008年增設生產線，計劃將月產能擴大為150萬片。2007年5月奇晶光電與美國柯達公司簽訂AMOLED技術交互授權合約，這項合作將使OLED由研發階段快速提昇到成熟量產階段。奇晶光電將運用柯達公司的AMOLED顯示技術於其中小尺寸之產品，如手機面板、數位相機面板及可攜式數位播放器面板上。
日本方面，其國內最新型手機中泰半已採用OLED面板，由此可見手機薄型化正在加速進展中。日本國內手機用被動式OLED由TDK與東北Pioneer兩家平分天下，TDK在2008年訂下手機用OLED面板倍增的目標。更大尺寸3.2吋產品TDK正在開發中，計劃2009年中開始量產。KDDI於2007年11月推出的手機「INFOBAR」的主面板顯示採用AMOLED，這是使用韓國三星SDI的產品。TDK將在2008年開始生產主面板採用OLED的手機。此外，Epson想進入車用領域的PND(Personal Navigation Device)，全球的年市場超過1000萬台。Sony於2008年4月16日發表開發厚度0.2mm的3.5吋AMOLED面板原型(如圖二)。
圖二、Sony開發之厚度0.2mm的3.5吋AM-OLED面板原型
二、 大型面板
OLED顯示器在面對量產化之際，重要的是解決「壽命」與「成本」方面的課題。壽命方面，期待能開發出可以少量電流實現充分亮度之高效率發光材料，進而革新元件結構與電極材料之製程，同時改善顯示器驅動技術，以達成高發光效率與長壽化；在成本方面，現在已實用化的被動式矩陣比較簡單，因而可以有比較低的製作成本。反之，可望大型化之主動式矩陣，必須在每一個畫素上製作薄膜電晶體，由於製程複雜，成為成本居高不下的主因。業界期待能在製程技術與有機材料上持續開發，若進到量產化，則應設法解決成本方面的課題。
總之，若能解決上述問題，則OLED應用範圍將持續擴大。例如利用薄、小與低耗電特性，已開始應用到手機的主顯示面板、PDA、數位相機、已量產之車用音響、可攜式音樂Player等；若高精度、高對比、大型化得以實現，則可望進入可攜式PC、電腦監視器、家用電視領域。此外，還可發揮其自發光與可撓的特性進入軟性顯示器領域，成為下一代平面顯示器的主角。
大型面板主要採用自發光主動式矩陣OLED，其驅動原理與TFT LCD之比較如圖三所示。這方面的發展，2007年10月韓國三星SDI宣佈開始量產2~4.1吋AMOLED面板； SONY於2007年12月推出型號為XEL-1的11吋OLED TV，正式揭開OLED顯示器時代的序幕。這兩家的成功對一向獨霸薄型平面顯示器的LCD、PDP造成很大的威脅，讓人印象深刻。
圖三、AM-OLED動作原理與TFT-LCD之比較
發光材料
一、 材料公司
目前OLED面板發展最關鍵的是長壽命與高效率相關之材料技術的研發。
1. 日本企業的戰略
日本企業雖然在OLED材料上積極進行研究開發與建立供給體制，另一方面為確實掌握OLED成為舉足輕重的企業，積極與擁有OLED基本專利的企業締結授權契約或合作開發。擁有OLED基本專利的企業有四家，其一為美國UDC(Universal Display Corporation)，擁有OLED相關專利(含申請中)約800項，連一般時為透明，放映影像時從基材兩側都可以顯示的「TOLED」；薄型可撓「FOLED」的技術也是由UDC所擁有。其中擁有磷光發光材料之基本專利，成為磷光材料開發之領導企業，而紅光材料已投入市場，其發光效率為現在主流「螢光」型發光材料的4倍，UDC擁有以磷光摻雜(Dopant)方式的多種結構專利，因此，在下一波主流發展中UDC的技術不可或缺。
其二為英國CDT(Cambridge Display Technology)，領先項目為「高分子」型
發光材料/元件。CDT與凸版印刷、Seiko Epson等有合作關係，2001年起與住友化學建立共同開發與部分出資的關係，2007年9月CDT成為住友化學的完全子公司，由此可見住友化學欲成為「高分子技術開發領導者」的企圖心。
其他OLED的先驅企業還有Eastman Kodak，擁有相關專利1800項以上，也是材料開發無法忽視的企業。另外，化學大廠的杜邦正在開發OLED用高分子材料的大量生產技術，而且已達商業化的最終階段。
2. 發光材料主角之爭
Sony 11吋OLED TV使用的是「小分子」型發光材料。事實上，普及的「小分子」型發光材料，其分子量低、純度高，品質容易安定，以小分子材料製造面板時，「真空蒸鍍」為基本成膜技術，但要在大畫面均勻蒸鍍有其困難度。另外，分子量超過1萬以上的「高分子」型，可以使用一種材料的一層賦予發光與傳遞兩種功能，而且可以採用噴墨法在基板塗佈出大面積面板，成本可望因而降低；但也有壽命、品質不安定的課題。
發光材料種類可分為「小分子與高分子」；發光形式可分為「螢光與磷光」，都是開發競爭的焦點。現在主流材料是「小分子與螢光」，未來何者能勝出？新日鐵化學力主「小分子/磷光」會勝出。原因是螢光效率只有25%，磷光效率可達100%，後者的發光效率是前者的4倍，直接影響電視的耗電量。至於問題則在於發磷光的物質在地球上的存量比發螢光物質少，而且三原色中發藍色的材料目前仍在開發中。
接受日本政府NEDO委託開發OLED/磷光材料計劃的是松下電工、出光興產與TAZMO，計劃研發期間至2010年3月。新日鐵化學2004年完成紅色小分子/磷光材料，2006年成功開發綠色小分子/磷光材料 (供給松下電工)，一舉拿下材料市場的主導權。2007年的開發目標為藍色/磷光材料。
壽命9倍的OLED元件
日本北陸先端科學技術大學認為延長OLED元件壽命的關鍵，在於元件構造必須重新檢討，以及發光層等內部層間接合面的劣化防止，結果開發出壽命延長9倍的元件，圖五為北陸先端科學技術大學開發OLED構造。該大學特別在OLED元件讓光通過的透明電極與電洞傳遞層相接的面上，插入可讓電流容易通過之無機物「氧化鉬」製作的薄膜，是一種能證明能源傳遞率高的0.75nm的極薄膜，可以抑制劣化。結果，亮度從與TV相近的360candela到半衰的時間，過去是4000小時，現在延長為37000小時；耗電量最大可減少17%。
作者：材網編輯室
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