软性AMOLED、彩色化Ch-LCD量产在即,势将对既有主流电泳技术造成不小冲击,面对软性AMOLED与彩色化Ch-LCD的崛起,拥护电泳技术的面板商发展软性OTFT犹如箭在弦上,可以预期,未来三大电子纸技术的主流之争将愈演愈烈。
随着面板大厂三星(Samsung)、乐金显示(LGD)、国内工研院等戮力耕耘下,软性主动矩阵式有机发光二极管(AMOLED)技术进展飞速,将成为胆固醇液晶(Ch-LCD)和微机电系统(MEMS)显示技术之后,另一电子纸技术新星,对于目前独大的电泳显示(EPD)技术形成不小威胁。其中,囿于MEMS无法实现可挠曲特性,将于软性电子纸竞赛中淘汰出局外,EPD支持厂商如何在软性AMOLED与Ch-LCD夹击的电子纸市场中突围,备受产业界关注。
背板助阵软性AMOLED商品化脚步加快
软性AMOLED技术突飞猛进,已成为电泳、Ch-LCD及MEMS不可小觑的劲敌。为提前商品化时程,元太科技、友达、乐金等面板商已计划于2010年下半年量产软性薄膜晶体管(TFT)背板,亦即为软性AMOLED的商品化开始铺路。
工研院影像显示科技中心面板整合技术一组组长李正中透露,工研院已与国内元太科技、友达等面板厂技术合作,预计2010年下半年软性TFT背板将可开始量产,其为开发软性AMOLED电子纸不可或缺的关键组件,也是技术的一大挑战所在,初期良率将上看80%,另外,上板软性OLED的可靠度持续提升下,也可望加速软性AMOLED商品化的脚步。据悉,为加紧卡位市场,新奇美与友达已掌握众多的AMOLED专利技术。
不让台湾面板厂商专美于前,韩国三星与乐金显示也已着手研发软性TFT背板,其中,乐金显示将用于电泳显示器的背板,由韩国面板商一贯的强势作风观之,未来将会是台湾面板业者不可轻忽的劲敌。
未来软性AMOLED的终极目标是将软性聚酰亚胺(PI)塑料基板直接涂布在玻璃上,再于软性塑料PI基板上制作TFT,并于TFT上端制造OLED和EPD,以实现连续卷对卷(R2R)制程,藉此达成降低制造成本目的。李正中指出,TFT可挠式制程须达成350℃以下的低温制程,以及突破软性PI基板产生的应力问题,因此最好能设计出耐温性达300℃的软性PI基板,以符合所需。
相较于传统TFTLCD,AMOLED属于自发光体,即使在太阳底下仍可阅读,且毋需背光源即可达到高色彩饱和度的优势;与电泳、Ch-LCD与MEMS显示技术相比,反应速度快,加上色彩饱和度高,可实现动态画面,不过,软性AMOLED阅读舒适性尚不如电泳、Ch-LCD等类纸式电子纸技术,市场人士质疑,若要进军电子书阅读器市场,竞争力恐有限,此外,寿命与成本技术瓶颈也亟待克服。
李正中认为,终端消费者将来使用电子纸观看数字内容的时间不会太长,反而观看动态影像的时间可能多过于阅读,因此电泳与AMOLED将各自有拥护的厂商。
尽管电泳技术于黑白电子书阅读器市场已取得先占者优势,不过AMOLED、Ch-LCD等技术崛起后,势将压迫其生存空间,可预期的是,往后AMOLED与其它电子纸技术的应用领域将会有所区隔,但李正中预估,AMOLED的适用范围更广,可望成为电子纸市场最大宗的显示技术。
看好软性AMOLED的潜力,再加上面板业界将朝向大者恒大的态势演进,为与竞争对手有所区隔,各家厂商势将致力于提升产品的差异化。国内瀚宇彩晶、元太科技、华映、友达、新奇美等皆竞相投入软性AMOLED技术研发,除了加快软性AMOLED达成商品化,亦将有助于扩大软性AMOLED市场规模。
李正中强调,随着国内外投入软性AMOLED技术研发的厂商家数与日俱增,软性AMOLED量产化的时间点将比一般预期5年的时间快上许多。
另一方面,在富士通(Fujitsu)、三星、KentDisplay等业者戮力研发下,彩色化Ch-LCD也已达成商品化,为了不让外商独占市场先机,台湾面板厂正急起直追,逐步克服AMTFT背板与上板显示介质结合的技术窒碍,可望于2011年实现量产。
软性AMOLED、彩色化Ch-LCD量产在即,势将对既有主流电泳技术造成不小冲击,面对软性AMOLED与彩色化Ch-LCD的崛起,拥护电泳技术的面板商发展软性OTFT犹如箭在弦上,可以预期,未来三大电子纸技术的主流之争将愈演愈烈。
目前Ch-LCD电子纸仍存在反应速度过慢的弊病,且驱动电压高达30~50伏特,须藉由高压制程生产驱动IC,因此提高了技术门坎,也导致不少业者对此市场望而却步。然近期,掌握Ch-LCD电子纸专利技术的工研院,在推动Ch-LCD商用化已出现重大进展。工研院影像显示科技中心面板整合技术二组组长应台发表示,工研院已与国内两大面板商技术合作,试图突破AMTFT背板和上板Ch-LCD显示介质结合的技术桎梏,将原本超过5秒的换页速度缩短为1秒以内;另着眼于Ch-LCD驱动电压高达,亦积极与国内驱动IC业者洽谈共同开发高压制程的驱动IC,若能顺利成行,预计国内面板商随即可望向电子书阅读器系统商供应Ch-LCD面板模块,至2011年中将能顺利量产。
展望未来,多彩化电子纸技术势不可当,Ch-LCD本身即具备红、蓝、绿色,加上为反射式液晶,毋须搭配彩色滤光片(CF)和背光源即可实现全彩化,且不会牺牲反射率,又可实现卷对卷连续制程,以藉此降低生产成本,因此成为主流电泳技术的强劲对手,惟动辄堆栈至少红、蓝、绿液晶层,此尚不包括电极层,导致成本增加,且堆栈时要设计液晶可穿透的结构,技术复杂度高;加上反射式液晶容易产生色差的缺陷,恐延迟Ch-LCD商品化脚步。
然日韩厂商的Ch-LCD商品化脚步急进,继富士通2009年3月推出全球首款彩色化电子书阅读器FLEPia,采用的是Ch-LCD显示技术,不旋踵,6月三星于国际信息显示协会主办的显示周,又展示10.2英寸AMCh-LCD,突显出日韩厂商彩色化Ch-LCD的坚强技术实力。所幸,国内工研院所发表的单层彩色化结构Ch-LCD专利技术,摆脱了日韩厂商多层堆栈造成成本居高不下的缺点,且效能媲美日韩大厂,让面板业者可沿用既有TFTLCD面板制程生产Ch-LCD,毋须增加过多的投资成本,现仅差技转给国内面板商的最后一步棋,应台发不讳言,不同于三星,台湾面板商虽对Ch-LCD市场感兴趣,但策略上较为谨慎,因此工研院计划往后在产品认证将更加全面,以真正确保面板模块的良率,以期提高更多面板商投资意愿。
Ch-LCD与AMOLED量产化指日可待,恰巧的是两种技术皆获三星支持,究竟孰能率先商品化,三星投入资源多寡将为是一大指标。另外,台湾现已掌握Ch-LCD和AMOLED专利技术,未来将有机会取得市场主导权。
眼看彩色化Ch-LCD及软性AMOLE量产时程逼近,现阶段仅有黑白屏幕的电泳技术将备感威胁,为稳固既有的势力版图,电泳业者当务之急为加紧开发软性有机薄膜晶体管(OTFT)背板,以实现彩色化、软性电子纸目标。
缺软性OTFT临门一脚可挠曲电子纸量产指日可待
不同于氧化物(Oxide)半导体和非晶硅(a-Si)TFT背板可支持电子纸动态影像,OTFT背板强调低制造成本、耐撞击及可挠曲屏幕优势,并能提升电泳电子纸分辨率二至三倍,达150dpi以上,为索尼(Sony)、大日本印刷(DNP)、PlasticLogic、PolymerVision、新奇美、友达、华映等面板商有意加码投资的电子纸背板技术。
工研院电子与光电研究所组长胡纪平(图2)坦言,国内外掌握OTFT背板技术厂商仍属少数,日前工研院已将OTFT背板技术技转给国内面板商,预期2011年可望量产。现阶段工研院正在验证其TFTLCD二代产线的兼容性,一旦验证成功,国内面板供货商即可采用传统TFTLCD制程生产OTFT背板,可望降低台商量产的技术门坎,胡纪平评估,未来面板商可视产能利用率需求,选择3.5~5代线量产电子纸。
无庸置疑的,相较于电子书阅读器,电子纸商机更为庞大,可挠曲电子纸将扮演举足轻重的角色,胡纪平分析,电子纸市场的首战之役将直指折迭式屏幕的手机应用,若将现有的2.5英寸~3.8英寸手机屏幕选用软性电子纸,屏幕展开可多1.5倍,将有助于提高终端市场的买气。可预期的是,随着软性OTFT顺利达成量产化,软性AMOLED、Ch-LCD与电泳技术争霸战将更趋激烈,在个别面板厂商押宝下,电子纸市场将掀起一场龙争虎斗。