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由折疊手機看顯示器發展趨勢 群雄競逐印刷式OLED技術為哪樁?

文‧陳來成 發布日期:2019/05/09 關鍵字:LG ChemJOLEDOLED噴墨印刷蒸鍍印刷式OLED軟性顯示FlexPaiGalaxy FoldMerckULVACTELKateeva

近日,外電報導,LG Chem收購美國杜邦(DuPont)公司「可溶性OLED」材料技術,此次的收購範圍包括杜邦的可溶性OLED材料技術與工程專利等無形資產,以及研發與生產設備等有形資產;日本「JOLED」近日也宣布籌得了 255 億日圓資金,於千葉事業所內開始構築全球首見採用「印刷式OLED」技術製作面板生產線;報載國內面板大廠友達已在林口架設印刷式OLED實驗線,一時間,似乎又有新的顯示技術興起,引起大家的關注。

LG Chem、JOLED、友達,近期紛紛投入印刷式OLED技術布局,引發關注。

折疊手機是OLED應用新美地,但能成功跨入大尺寸才是OLED問鼎主流地位的關鍵。

目前大尺寸OLED量產最大瓶頸在於蒸鍍段生產成本高昂,而印刷式OLED製造技術則具成本優勢,惟亦有挑戰待解。

印刷式OLED是OLED技術能夠真正擴大應用,甚至將來取代LCD成敗的里程碑。

圖片來源:Kateeva

近日,外電報導,LG Chem收購美國杜邦(DuPont)公司「可溶性OLED」材料技術,此次的收購範圍包括杜邦的可溶性OLED材料技術與工程專利等無形資產,以及研發與生產設備等有形資產;日本「JOLED」近日也宣布籌得了 255 億日圓資金,於千葉事業所內開始構築全球首見採用「印刷式OLED」技術製作面板生產線;報載國內面板大廠友達已在林口架設印刷式OLED實驗線,一時間,似乎又有新的顯示技術興起,引起大家的關注。

折疊手機的應用使OLED找的一個可以擺脫LCD競爭的產品空間,不過手機面板的面積畢竟有限,無法支撐一個顯示產業,因此,OLED從小尺寸的應用在技術成熟後進入中大尺寸的市場是必然的趨勢,也是主流顯示器技術能夠存活的必然途徑。然而,以目前OLED的蒸鍍製程工藝推演可以發現,未來中大尺寸OLED與LCD的競爭,成本是一個難以跨越的瓶頸。

目前主流的OLED製程需要非常昂貴的精密真空蒸鍍設備,在大面積的高世代,除了可以預期精密真空蒸鍍設備的昂貴天價以外,在技術上,大面積高精度遮罩技術是否能夠突破仍不確定;此外、遮罩蒸鍍製程的發光有機材料使用率非常低,致使OLED蒸鍍段的生產成本非常的高。

採用溶液型的噴墨圖案化技術是克服材料使用率低落問題最直接有效的解決方案;噴墨印刷不必在真空進行,高世代大型噴墨設備價格比真空設備低廉,採用按需供給(Drop on Demand)的圖案化方式,材料使用率可超過90%。在高世代設備價格與提高材料使用率的考量下,大尺寸OLED的製造採用溶液式的噴墨印刷製程是最佳的選擇。據此,一直都以大尺寸OLED為產品的LG,自然要布局溶液型的製程技術,而日本面板廠商為擺脫中國大陸廠商在顯示產業的纏鬥,自然也選擇開始踏入中國業者著力未深的下世代技術。

溶液型的噴墨OLED圖案化技術發展已經超過15年,台達電投資的翰立光電在2004年即與英國CDT合作,引進噴墨印刷彩色OLED技術,惟當時LCD發展正興盛,彩色OLED成本高,技術不成熟,無法在市場上與LCD相抗衡而黯然退場。然而,噴墨印刷OLED相關的研發並沒有停止,在材料上,有DuPont、Sumitomo、Merck等,在設備上,包括ULVAC、TEL、Kateeva等國際大廠持續投入,致使噴墨印刷OLED技術逐漸產業化。友達在2014年即以噴墨印刷技術展示65吋彩色面板;2017年中JOLED就交予華碩21.6吋噴墨印刷4K OLED的樣機;2018年包括華星光電展示31吋UHD面板、京東方展示55吋面板,這些跡象都顯示,面板廠已開始布局下世代的製程技術以解決未來OLED在大尺寸將面臨的瓶頸。

噴墨印刷OLED製程技術對設備、材料依存度非常高,噴墨印刷雖然已經發展很久,但是應用到具有光電特性需求的薄膜製造仍有許多技術需要克服。過去發展最大的瓶頸在於OLED材料與噴墨設備的搭配無法優化,導致噴墨印刷OLED的量產進展緩慢。近年來,由於面板廠受到未來需求的驅動,加上國際間材料與設備廠的合作,使噴墨印刷OLED的相關技術發展逐漸加快,估計在面板廠積極帶動下,印刷OLED的產品上市時程指日可待。

OLED在折疊手機的應用是OLED技術存活下來的關鍵,而印刷式OLED是OLED技術能夠真正擴大應用,甚至將來取代LCD成敗的里程碑。

(本文作者陳來成博士為艾圖雅科技總經理,專長為柔性光電與柔性顯示技術,在台灣光電業界有數十年資歷)

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