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平面显示器的明日之星 - OLED
 

【作者: 歐敏銓】2002年05月05日 星期日

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过去个人计算机总要配上一台CRT显示器,它往往占据桌面上一大块空间,搬动时还得找孔武有力的大汉来出力才行,家里客厅的电视机也是一样,不过这个笨重的时代即将过去,取而代之的则是轻薄高彩的平面显示器(Flat Pannel Display, FPD)。


目前的平面显示器市场规模估计为310亿美元,占整体显示器市场的48.4%。未来平面显示器的出货额预计将以17.6%的平均年成长率成长,到2006年将占整体电子显示器出货额的近61%,由此可见平面显示器向CRT市场渗透的态势相当明显。除了计算机、电视外,在这个电子世代中,还有各种电子产品不断地推陈出新,从手机、PDA、电子纸张、Tablet PC,到充满想象空间的信息家电,而这些终端设备,无不需要个可沟通的人机接口,FPD正是最佳的选择。


当前有多项FPD的技术在竞逐,包括液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD)、电浆显示器(Plasma Display Panel)、有机电激发光显示器(Organic Luminescence Display, OLED)、真空荧光显示器(Vaccum Fluorescent Display, VFD)及研发中的场发射显示器(Field Emission Display, FED)等等。其中无疑以LCD的技术发展最成熟,用途也最广,随着价格的日趋平价化,预估到2006年,LCD显示器可能占桌面计算机显示器的25%,而2000年则仅约占4%,取代效应相当明显。


即使LCD已成为今日的主流,但毕竟长江是后浪推前浪,在新一代的显示器技术中又以OLED最受注目,极有可能在数年后威胁LCD的霸主地位,甚至取而代之。本期重点即在勾勒此一明日之星的愿景,与其市场、技术的发展现况。为了解国内业者的进度与看法,本期专访OLED技术上游的Kodak公司、国内OLED制造及应用主力大厂铼宝科技,及国内OLED驱动IC的设计公司巨盛科技,以勾勒出此一明日之星的愿景,与其市场、技术的发展现况。


国内产业发展现况

目前投入OLED市场的主要国家,仍是LCD市场的三大重镇:日本、韩国、台湾,以关键技术的掌握上来说,台湾仍落后日、韩一至两年的时间,但由于OLED的市场在这两、三年内还未成熟,量产的规模有限,在技术落差不大的情况下,台厂很有机会拉近这段差距,成为此一新兴市场的领导业者。


就OLED的专利而言,Kodak拥有最主要的核心技术,柯达公司显示器事业处处长黄丰复表示,对于授权的条件,柯达在日本是授予有品牌的大厂,对台湾的OEM厂商,除了考虑是否具备一定经济规模外,该事业集团的用心更是考虑重点;柯达不希望给观望者,希望和有心者一起把产品做成功。至今国内仅有铼宝科技及东元激光取得Kodak的被动矩阵式OLED(PM-OLED)相关技术授权,其他厂则准备在量产时机更成熟时才与Kodak谈授权问题。国内各厂中以铼宝的企图心最强烈,除了迅速扩增产能及争取订单外,为达成商业化的目标,对于上游尚不完整的技术空缺,则自行投入研发,并已有丰硕的成果,目前含申请中的专利超过百件,与Kodak或CDT不遑多让。


铼宝科技营销经理吕英裕表示,自行研发虽然辛苦,但所累积的技术实力足以成为产业门坎,甚至不排除将IP授权,成为另外的收入来源。可是要加速市场的成熟,单靠个别厂商的努力还是不够,需要众志成城。他指出,全球看好OLED市场而投入的上、中、下游厂商,到今年初已突破百家,虽然已有卡位竞争的态势,但他认为对于整体产业的互补更有意义。而台湾OLED厂商由于投入的早,可以说是跟着这个产业一起成长,因此有机会摆脱台湾LCD产业在关键零组件、设备和制程技术上都得向别人伸手的窘境,这也使得LCD业者的量产成绩再亮丽,所赚得仍是辛苦的加工钱,利润往往还贴不足设备的投资费用。


LCD大厂虎视眈眈

其实台湾的LCD大厂并非忽视OLED的发展潜力,而是审慎且密切地在观察。黄丰复指出,对于这些LCD大厂而言,目前OLED还像个学步的小孩,仍在以小尺寸测试市场的阶段,而小尺寸的利润有限,并不足以吸引他们投入。他分析LCD业者的心态是要做就做全彩的、大尺寸的,所以他们有实验室人员在研究,但还不愿投资设立生产线。


他认为当OLED的技术更成熟、市场趋势更明朗时,这些厂商会积极进入,而且一进入就会建立起经济门坎,而为了加快速度,他们应会与拥有成熟技术的厂商结合。目前TFT的生产机器有七至八成是来自日本,LCD厂商若在一开始即想严谨的控制制程,也会采用样的模式;虽然OLED与TFT相比,一条生产线的投资资本只有十分之一,但未来的生产线仍可能会朝共通规格走,就地取材,以现有TN、STN的生产线来做OLED,这样可以节省投资费用。


这会不会造成现阶段投入厂商的地位不保呢?吕英裕认为旁观者要成为主导者并不容易,而OLED与LCD之间虽有相似处,但OLED需要更多方面的经验,包括化工、应用化学和电子电路等技术,不是一蹴可几的。而一旦各厂确定要投入,他相信彼此合作的空间应更大于竞争。


巨盛电子总经理张盛发则指出,OLED产业的当务之急并不是卡位竞争,最重要的是要能将它拉拔长大。若大家都在观望的话,这产业的发展会如牛步,能不成明日黄花就不错,更别挂上明日之星的光环;而要刺激市场成长,也和整体景气息息相关,惟有景气重振,让OLED业者能顺利的募资,才能加速技术上的突破。另外一个关键则是产业分工的落实,目前大家是各玩各的,并没有一套标准的作法,这对于OLED量产的良率或成本自然造成极大的限制。


表一 被动式矩阵驱动与主动式矩阵驱动的比较
驱动方式 被动式矩阵驱动 主动式矩阵驱动
画质表现 画面亮度会随着垂直扫描数增加而降低。 可以提供高亮度、高分辨率的可能性
电力消耗 要提高亮度或是显示面积增大时必须以高电压驱动 低电压驱动,电力消耗较低
组件小型化 外加驱动IC增加面板面积 驱动IC在每个画素下方,面板面积较小
组件结构 有机发光材料 + 单纯电压驱动,制程简单 低温多晶硅 + 有机发光材料,制程较复杂

市场前景与瓶颈

预估2001年全球OLED市场大约为1.1亿美元,虽比2000年的0.7亿美元大幅成长,但与TFT LCD今年可望超越180亿美元相比,仍只是九牛一毛而已。黄丰复表示,业者本来认为OLED市场到2005年就会很高,但依现在的实际需求来看,市场要到2005年才会被接受,预计再三年,也就是在2008年才会广泛被应用。


铼宝则希望能将此一市场发展时程加速催化。吕英裕分析到了2005年市场会更活络的原因之一,即是柯达部分专利的十五年保护期限将到期,届时未获授权的业者有如脱疆野马,开始会有积极作为。但对于已获专利授权的铼宝来说,目前仍有很大的市场先机,因为会大力推动市场,以拉大与后来者的差距。


吕英裕表示,铼宝目前锁定的客户群是手机与游戏机的业者,都已有订单进来(图一)。今年只看到Motorola有出一款OLED手机,但他相信从明年开始,很多手机将会开始使用OLED面板。所谓「耳闻不如见面」,当消费者实际用用OLED手机,才会发现它的好处。所以明年可说是市场认知年,铼宝希望能在后(2004)年就看到市场开始起飞。


《图一 OLED 应用层面广泛,如游戏机面板》
《图一 OLED 应用层面广泛,如游戏机面板》数据源:照片提供\铼宝科技

若依驱动方式,OLED可分为主动矩阵式OLED(AM-OLED)及被动矩阵式OLED(PM-OLED),虽然主动式的OLED能做出高分辨率、低耗电、全彩式的显示器,但开发的前提是必须掌握低温多晶硅(LTPS) TFT的技术,以提供组件阻抗值较小的晶体管,这部份的技术仍在发展中。日、韩厂商近来陆续推出展示性的主动式全彩产品,但目前商业化的产品仍以被动式的OLED为主,吕英裕即指出,依市场分析数据显示,到2005年时,七成市场是被动式,主动式仍属于中高阶产品的市场,而在被动式的商业化进度上,铼宝的动作甚至比日本更快。


至于发展主动式的客观条件上,3G可说是决定主动式发展的成败关键。市场则预估到2010年时有一半的手机会采用OLED面板 ,因此日本手机供货商松下公司即将重点放在OLED的开发上,松下执行副总裁Takashi Kawada曾表示:「松下坚信OLED显示屏幕将是3G手机的必然选择。」因为随着3G环境的成熟,未来会是无线宽带多媒体的时代,对于影像呈现的要求会更严格,主动式的发挥空间也愈大。目前台厂得先克服LTPS的技术瓶颈,工研院即已发表相关技术,但吕英裕表示,研究成果要能商业化往往得花上一段时间,厂商能否承受此一时间压力将是问题所在。


OLED的开创性契机

过去高科技的发展模式一直是美国提出观念、日本发展应用,台湾则从事生产代工,但面对大陆的掘起,台湾的代工优势已渐消失,要生存,就得站上更高阶的位置。


国内TFT业者近年来采取积极扩厂策略,市占率急速提升,今年台湾将成为仅次于南韩的全球第二大TFT-LCD生产基地。相对于LCD,台湾对OLED技术的掌握程度更高,可以说是从基础开始做起,具有很大的发展潜力。另外,台湾在发展LCD的过程中,也陆续建立起了一些可以用在OLED上的关键零组件,再加上国外的发展也是在起步中,所以台湾很有机会在OLED市场上取得一席之地。


正因为台湾在OLED技术并没有落后日本很多,所以很多日商愿意来谈策略联盟,而不同角度的资源要能整合,才能达到经济规模,也才能带动市场的需求。但台湾厂商多数仍有着重实时利的陈习,对于新技术的投资态度远远不如美、日,欠缺积极的创造精神与远见,这或许是整体文化上的限制,非一朝一夕可改,但不论是吕英裕所说的铼宝精神:「我们正在写历史」,或许多的IC Design House的身上,我们已可看到台湾电子业的开创性契机。


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