手機廠擴大導(dǎo)入 AMOLED小尺寸應(yīng)用放異彩

　　小尺寸主動矩陣式有機發(fā)光二極體(AMOLED)面板市場表現(xiàn)日益亮眼。為突顯產(chǎn)品差異，智慧型手機制造商采用AMOLED顯示技術(shù)的比例愈來愈高，帶動小尺寸AMOLED面板出貨量與產(chǎn)值雙雙走揚，并激勵面板廠持續(xù)加碼擴產(chǎn)。

　　2009年以前，OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直側(cè)重在被動式矩陣有機發(fā)光二極體(PMOLED)的商用化進程，商用化程度最快。直至2009年后，因智慧型手機崛起，可流暢表現(xiàn)動畫的AMOLED技術(shù)有了極佳的切入點，而韓國業(yè)者因大量投資AMOLED面板，遂趁勢在市場上崛起，特別是三星旗下自有品牌手機熱銷，更大幅提高AMOLED面板的出貨與營收表現(xiàn)，為整個OLED產(chǎn)業(yè)帶來新契機。

　　近年來，受惠于智慧型手機在全球市場大放異彩，高階手機面板的需求大幅攀升，已帶動整體OLED面板產(chǎn)值節(jié)節(jié)攀升，特別是韓國三星與樂金不斷擴大手機產(chǎn)品線導(dǎo)入AMOLED面板的比例，使全球OLED產(chǎn)值因AMOLED的爆炸性成長。

　　2013年臺灣業(yè)者也已開始加入AMOLED出貨行列，帶動全球OLED總體產(chǎn)值進一步翻倍。

　　由于市場前景可期，廠商正不斷強化AMOLED面板生產(chǎn)與販?zhǔn)?，未來將以中小尺寸?yīng)用為主，刺激營收成長;預(yù)計2010?2016年，全球AMOLED面板主力應(yīng)用將是手機，其次為數(shù)位相機。原因在于AMOLED可藉由自發(fā)光、省電、高對比/反應(yīng)速度和強光下可視等眾多優(yōu)勢，大舉擴張在手機市場的滲透率;受惠于高階智慧型手機的大力采用，AMOLED在市場上已更加活絡(luò)。

　　事實上，AMOLED技術(shù)還有另一項優(yōu)勢，就是具備可在軟性(Flexible)基板上加工的能力?；诿姘寮夹g(shù)原理，LCD需在TFT基板和彩色濾光片(ColorFilter)之間的液晶層預(yù)留CellGap，若將LCD基板改為軟性方案，當(dāng)面板撓曲時，將造成各處的CellGap因應(yīng)力關(guān)系而產(chǎn)生不均的情形，使畫面無法顯示。相較之下，AMOLED為自發(fā)光技術(shù)，不須預(yù)留CellGap，若能搭配低溫背板制程，更能在塑膠基板上進行加工，在可撓型態(tài)的產(chǎn)品開發(fā)上極具優(yōu)勢。

　　軟性AMOLED漸出頭

　　以整體AMOLED面板需求數(shù)量來看，至2020年，Glass-based仍是發(fā)展重點，但隨著市場不斷對手持式裝置要求至更輕、更薄且更耐沖擊的規(guī)格，軟性AMOLED將有機會竄起。

　　現(xiàn)階段，三星及LGD正積極投入軟性AMOLED研發(fā);2013年時，市場上已開始出現(xiàn)相關(guān)面板產(chǎn)品，預(yù)估至2017年時，全球軟性AMOLED將進一步達到兩億四千六百萬片出貨規(guī)模。

　　不過，軟性AMOLED也面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，最主要是制程技術(shù)和材料尚未完全成熟，因此初期主要側(cè)重于「不易破碎(Unbreakable)」的特性，期在基板與封裝方式達成可撓化的目標(biāo)之前，先以此特性突顯在外觀特征上與TFTLCD的區(qū)隔;下一步則開始強調(diào)可彎曲(Bendable)的特性，促進絕大部分零部件轉(zhuǎn)向軟性設(shè)計。

　　再來第三階段更希望搭配卷對卷(RolltoRoll)制程，進一步降低生產(chǎn)成本，同時加快生產(chǎn)速度與提高面板本身的可靠度。2015年之后，面板廠更計劃朝「可折疊(Foldable)」方向發(fā)展，以在更容易攜帶的前提下，不損及面板表現(xiàn)。

　　除了每一步技術(shù)演進外，還有一個非常重要的部分在于裝置人機介面的重新設(shè)計，相關(guān)硬體廠在戮力開發(fā)軟性面板之余，也須協(xié)同平臺軟體業(yè)者共同開發(fā)適合新面板型態(tài)的應(yīng)用程式與操作介面，才能突顯其應(yīng)用價值。

　　[@B]軟性背板制程加速演進[@C]軟性背板制程加速演進

　　未來，面板廠要順利推動軟性AMOLED量產(chǎn)，印刷式電子制程中的有機薄膜電晶體(OTFT)技術(shù)將扮演一大關(guān)鍵。該技術(shù)最早由索尼(Sony)在2007年導(dǎo)入塑膠基板的OTFT研發(fā)，同時也是首度實現(xiàn)以O(shè)TFT為基礎(chǔ)的全彩OLED面板，解析度達到160×120(80ppi)，其OTFT使用的半導(dǎo)體層材料為并五苯/駢苯衍生物(Pentacene)，制程溫度可降至130℃，達到塑膠基板所需的低溫制程。

　　目前OTFT的電子遷移率(Mobility)雖已達到傳統(tǒng)非晶矽(a-Si)的水準(zhǔn)，但是元件穩(wěn)定性仍有待突破，其中，小分子系OTFT層一般使用真空熱蒸鍍方式形成OTFT，而高分子系OTFT層常使用噴墨印刷(InkjetPrinting)或光阻旋轉(zhuǎn)涂布(SpinCoating)法形成有機薄膜，其制程溫度都可控制在80℃以下，適合塑膠基板的低溫制程。

　　就現(xiàn)行技術(shù)而言，小分子系OTFT的元件特性較佳，但是除了元件穩(wěn)定性外，目前OTFT還有驅(qū)動電壓較高、元件漏電流較高，產(chǎn)品均勻性有待加強等缺點，亟待業(yè)者改善。

　　另一種氧化物薄膜電晶體(OxideTFT)技術(shù)則結(jié)合a-Si與低溫多晶矽(LTPS)制程優(yōu)點，且具備能利用濺鍍(Sputtering)方式制造，無須對現(xiàn)有的生產(chǎn)線做太多變動等優(yōu)勢。除濺鍍法外，OxideTFT還可采用氧化銦鎵鋅(IGZO)材料，以低溫涂布方式制造，這對軟性AMOLED生產(chǎn)將帶來更多可能性;不過，低溫沉積薄膜的膜內(nèi)缺陷較高溫沉積方式高，將影響元件的電性與可靠度表現(xiàn)，因此制程溫度亦須兼顧薄膜電氣特性，不能無限制降低。

　　軟性封裝材料、鍍膜技術(shù)挑戰(zhàn)艱鉅

　　與TFTLCD顯示技術(shù)相較，AMOLED不需背光源、擴散板、配向膜、微粒支點(Spacer)等零組件，因此在軟性設(shè)計的可能性優(yōu)于TFTLCD。不過當(dāng)AMOLED技術(shù)跨入軟性領(lǐng)域時，除須克服TFT元件在軟性基板形成的挑戰(zhàn)外，還要采用能與玻璃材料相匹敵的高度阻絕水氣與氧氣的封裝材料，以延長有機元件的壽命，此即成為該制程的發(fā)展重點，現(xiàn)行目標(biāo)均以薄膜(Film)封裝為主。

　　采用薄膜封裝的方式，表面須制作一層阻絕層來阻隔水氣與氧氣，一般阻絕層多采用無機材料，如以矽酸鹽(SixOy)材料利用濺鍍或電子束鍍膜方式，將其沉積于元件上。但在制作無機阻絕層的過程中，由于阻絕層材料膨脹或收縮能力受限，將產(chǎn)生材料的內(nèi)應(yīng)力，過于嚴(yán)重時將產(chǎn)生阻絕層剝離的情況。

　　另外，為避免沉積阻絕層時因能量太高導(dǎo)致元件膜層受損，在無機阻絕層與元件間，業(yè)者多會采用有機材料以蒸鍍方式形成緩沖層(BufferLayer)，以保護有機發(fā)光元件;然而，此一緩沖層除須具備高透明度特性外，也須確保在未硬化前不會侵蝕元件，且硬化后不會有放氣(Outgassing)的現(xiàn)象，這些都是在材料發(fā)展上必須注意的部分。

　　在AMOLED技術(shù)發(fā)展上，從背板到封裝，都是整體良率決定的關(guān)鍵，深入分析Glass-basedAMOLED和軟性AMOLED的發(fā)展重點，這兩者的技術(shù)不論是從背板制造、有機元件成膜工程，一直到后段封裝技術(shù)，每個步驟環(huán)環(huán)相扣，只要有一段良率過低，都會對整體生產(chǎn)時程與成功率帶來極大影響。

　　側(cè)重小尺寸軟性應(yīng)用AMOLED挑戰(zhàn)LCD地位

　　對一般消費者來說，TFTLCD和AMOLED的技術(shù)差異，單用肉眼其實無法區(qū)分出重大的不同，消費者是否要購買搭載AMOLED面板的制品，最重要還是取決于「價格」因素。由于市場上已有TFTLCD技術(shù)盤據(jù)，AMOLED必須加速提升制程良率與產(chǎn)出，強化成本競爭力，才能持續(xù)擴張市場滲透率。

　　目前AMOLED的主力仍以中小型裝置為重，8.5代技術(shù)仍處于發(fā)展初期。2011年由于三星顯示的5.5代AMOLED生產(chǎn)線投片量產(chǎn)，加上三星持續(xù)以機海戰(zhàn)術(shù)搭配AMOLED面板搶占高階智慧型手機市場，也因此加快AMOLED滲透速度。一旦其5.5代線整體良率達八成以上，更將協(xié)助三星加速AMOLED制品在高階智慧型手機的競爭力。

　　另外，AMOLED能在軟性基板上加工的特性，亦有利于提升與TFTLCD的差異性。近來，三星正積極發(fā)展軟性AMOLED技術(shù)，企圖以有別于過去手機設(shè)計型態(tài)的破壞性創(chuàng)新手法，強化該公司產(chǎn)品與蘋果(Apple)iPhone正面對決的實力，由此可見屬于中小型裝置的「手機」仍是AMOLED面板商未來布局重點。

　　當(dāng)然，隨著三星、樂金(LG)等業(yè)者已陸續(xù)發(fā)表OLEDTV，許多人都會把焦點關(guān)注在大型化AMOLED面板技術(shù)上;然而，目前兩家業(yè)者在AMOLEDTV面板技術(shù)解決方案方面，仍有諸多挑戰(zhàn)待克服，顯見擴大量產(chǎn)還需要一段時間。

　　即便將AMOLED基板推進至8.5代，但此一高世代生產(chǎn)技術(shù)仍在發(fā)展中，短時間內(nèi)成本完全不能和現(xiàn)行的LCDTV抗衡，因此未來不論是Glass-basedAMOLED或軟性AMOLED技術(shù)，都將以中小型的面板產(chǎn)出為主，相關(guān)廠商亦已將此類應(yīng)用視為能否有效拓展市場的風(fēng)向球。