OLED

先前筆者曾探討了顯示器技術一路從映像管(CRT)、電漿顯示面板(PDP)、液晶顯示器(LCD)，進展到今天的有機發光二極體(OLED)、迷你發光二極體(Mini LED)乃至微發光二極體(Micro LED)和Micro-in-mini。從目前產業界的發展來看，手表、手機，已經被OLED的技術所占據，已擁有一定的規模經濟和成本優勢，相較於LCD又有更省電的優點，在可攜式裝置的應用領域，其餘的顯示器技術在短時間內將很難與之抗衡。而Tablet、Notebook、TV的市場價格敏感度相當相當的高，除了LCD之外，目前其他顯示技術也很難撼動、滲透。因此，Micro LED可切入的市場將聚焦在極大和極小的應用領域，意即Public Information Display(PID)和AR/VR。然而，AR/VR是一個極度系統性整合設計的應用領域，全世界目前僅有幾家大品牌廠商有此實力可以進行整合性開發，而且如此高的解析度對TFT而言是極困難的，所以將會是CMOS的天下。所以，Micro LED最早產業化的應用領域將會是PID，這是無庸置疑的，那目前的Micro LED邁向產業化的路上還有哪些技術瓶頸有待克服呢？雖然這些技術瓶頸在其他應用領域會遇到的技術障礙有其重疊之處，但是解決方案可能會因其應用領域特性的不同而有所差異。 ．巨量轉移(Mass Transfer) ．接合(Bonding) ．維修(Repair) ．紅光Micro LED發光效率 巨量轉移的技術先前已經探討過，因此本篇文章不再贅述，將會聚焦在後面三項。 三種接合各有優勢 顧名思義，Bonding就是將Micro LED的電極和電路基板電性上接合、導通。目前在半導體、LED、TFT LCD業界常見的Bonding方式有： ．異方性導電膠(ACF) ．錫膏回焊(Sn-paste Reflow) ．共晶接合(Eutectic Bonding) 首先，以下來談ACF。如圖1所示，ACF的原理是將大小數微米(~μm)的塑膠小球表面鍍上Ni或Ni/Au，然後混入膠中，當對這個ACF加壓加熱時，塑膠球會被壓扁，上面Micro LED的電極透過塑膠小球表面的Ni或Ni/Au導通至下面的電路基板，同時，膠受熱固化，把上下電極和塑膠小球牢牢抓住、固定住，維持電性導通。因應Micro LED的特性，塑膠小球的尺寸、密度、整體厚度、黏性，都有別於以往的ACF，需要特別為了Micro LED重新開發。但是它的缺點是壓力大及價格高，針對這些需求及弱點，筆者亦有申請並獲得數個日本及美國關於ACF的專利，來解決上述問題。 圖1　Micro LED利用ACF進行接合 其次，錫膏回焊是一個很成熟的SMT技術，具體的做法是將薄鋼板依電路基板的電極相對位置挖洞，對準、覆蓋在電路基板上，將錫膏刷上去，錫膏會透過鋼板上的洞附著在電路基板的電極上，然後將電子元件或晶片置於其上，進迴焊爐，將錫膏中的溶劑加熱去除，接著Sn和上面的晶片電極與下方的電路基板電極化合形成合金。但是這個技術受限於鋼板開孔尺寸無法縮小，就算是採用噴錫的方式，依舊無法縮小到Micro LED電極尺寸的量級，僅能適用於Mini LED大小的晶片，所以，Micro-in-mini是一個可能可以適用SMT錫膏迴焊技術的解決方案。 Eutectic Bonding，也就是共晶接合，常見的共晶系統有SnCu、SnAu、SnNi等，在共晶溫度下，二種金屬會以液態的方式融合在一起，然後降溫變回固態、接合在一起。 考量到Thermal Budget的問題，目前有許多人在Micro LED的接合上採用InAu的Eutectic Bonding，如圖2所示，因為它有一個相的Eutectic...

19世紀末Karl Ferdinand Braun用陰極射線讓真空管上的螢光粉發光，直到1940年代，CRT映像管電視才開始流行；1888年，奧地利化學家Friedrich Reinitzer發現了液晶，1960年代第一台液晶顯示器(LCD)誕生，2006年液晶電視才開始普及，成為現在顯示器的主要技術來源。每個技術的開發到其應用，其實都受到當時的環境、相關配套技術的發展成熟度、人們的生活方式等因素的影響。1962年有了第一個發光二極體(紅光)，1980年代實用型OLED開始開發。而下一世代的主流顯示技術會是什麼，成為最近人們熱烈討論的話題，Micro LED會取代現有的顯示技術嗎？ 應用場景決定顯示技術發展 從1980年代起，IT資訊產業，無論是軟體或硬體皆快速發展，個人電腦普及率大幅提升，LCD也讓筆記型電腦走進實用化(最早的筆電其實是PDP)這時CRT與LCD還沒有替代關係。直到顯示器從CRT過渡到LCD時，桌上型電腦用的顯示器是最先開始更換的。隨著網路的進步、人們工作形態的轉變，筆記型電腦、手機使用率與普及率大幅上升，LCD的確是一個不錯的技術應用。隨著LCD的製程技術越來越成熟，電視也就開始大量地從CRT移轉到LCD了。但在2000年代，電視市場上還有PDP電漿電視的競爭。 2000年代初期，因LCD工廠的玻璃世代線不大(5世代線，Gen 5)，能做的電視尺寸也不大，影像品質不如電漿電視。但隨著全球LCD面板廠的大量投資，玻璃世代線越蓋越大(到2020年量產生產線的主流世代線為Gen 8，另外還有5條Gen 10+)，上下游供應鏈亦趨成熟完整，最終電漿電視不敵LCD，在2014年全面退出市場。當時LCD與PDP對技術的競爭與進步都是持續在進行的。但若從應用面來看，LCD在個人電腦的顯示器、筆記型電腦、手機都已有很高的滲透率，且出貨量還不斷成長。對於面板廠來說，產品彼此之間的技術與製程基本上差異不大，所以LCD在各產品領域的應用及布局，對比PDP來說是要完整許多。就可攜式移動產品來說，功耗是很關鍵的指標，而以PDP的驅動顯示原理來看，應該很難應用在手機、筆電等產品。 OLED目前在手機與電視都有產品量產，這幾年也開始應用在AR/VR的產品上。但不論是手機、電視或是未來的AR/VR，都是屬於高階的產品。而除了手機外，其他的市場占有率都不高。價格高是主要的因素。但高價格的背後是在於OLED能提供給消費者超過LCD的價值有多少？如果差距不大，那價格還是普及的一個關鍵要素，因此若OLED想成為顯示主流技術，整個OLED產業鏈是否能提供足夠成本競爭力是最大關鍵。 目前全球有將近30座OLED工廠，其中只有2座Gen 8有實際在生產運作，其餘的都是Gen 6以下的世代線，生產以手機面板為主。OLED的生產線投資較高，大尺寸的OLED生產線投資更高。從機台設備、材料、相關零組件都比LCD廠高，所以OLED的產品成本自然也就不低。價格降不下來，市場上較難成為主流產品，目前使用OLED面板的智慧型手機約只占全部手機市場的35%。未來OLED的生產線要擴展也主要在Gen 6以下的投資來提高OLED手機的滲透率。 而大世代線的工廠只有韓國LGD的2座Gen 8生產大尺寸電視。OLED TV從2014年量產發展到現今的市占率不到2%，再加上LGD近期對於Gen 8+OLED產線的擴產投資暫緩及延後，可以看出對於大尺寸OLED的策略還在觀察，這樣一來設備、材料的成本難以降低，OLED的生產線的投資也就還是一直居高不下。這讓OLED產品在市場上局限於智慧手機的應用，無法擴大OLED的應用領域，將難以形成主流技術。 手機、筆記型電腦、Pad等可攜式的產品需求在於輕、薄、省電，因此OLED自發光的特性，相較於LCD只需一片玻璃，是不錯的選擇；而在大尺寸顯示器，像是在電視的應用上，除了輕薄外，暗態更暗，可視對比更高，動態影像的畫質表現都比LCD要好。但OLED在大尺寸顯示器及電視的占有率卻沒有手機市場來得高。成本、價格高固然是一個因素，但從市場消費行為的角度來看，消費者對於一個產品是屬於個人專屬的要比起多人共同使用的，更願意付出較高的價格換來更高階的產品。所以在大尺寸的應用上，OLED的滲透率就不高。Micro LED與OLED一樣，屬於自發光型態的顯示器，擁有極黑的暗態畫面、可視對比高、動態影像畫質優異等優點，在顯示器的應用上是相當不錯的技術，應用領域上從穿戴式的手表、AR/VR、手機到大尺寸的電視，以及戶外看板等，理論上應用領域比OLED更廣。但Micro LED的發展要比OLED來得晚，整體產業鏈還不夠成熟完整，與OLED產品一樣初期面臨著成本過高的問題使得市場難以打開。雖然現在Micro LED的樣品展示從小尺寸的車用螢幕、可攜式產品的應用到大尺寸的電視都有，但目前還沒真正看到商業化成為消費等級的產品出現，消費者對Micro LED的產品還不熟悉，尚未感受到Micro LED帶來的優勢與好處。第一個應用Micro LED的商業化產品就相當關鍵了。Micro LED的晶粒尺寸小，對於畫素極小、極高Pixel Per Inch(PPI)的AR/VR顯示器應用來說相當適合。然而AR/VR屬於高階且是特殊領域的應用場景，而LCD的技術成熟、產業鏈完整、價格極具優勢，Micro LED要從目前的大眾產品出發，推廣普及也會面臨挑戰。 Micro...

感測器解決方案供應商艾邁斯半導體(ams)日前發布了在單一模組中整合環境光感測、接近偵測和頻閃偵測的光學感測器，該感測器模組針對在手機OLED螢幕後方運作進行最佳化調整。 ams針對無邊框手機推出Behind OLED技術 ams整合光學感測器業務部門策略專案總監Darrell Benke表示，ams的技術可以將環境光感測和接近偵測從傳統的邊框位置轉移到極具挑戰性的BOLED位置，此處可見光和紅外光的透射率均小於5%。憑藉TMD3719等產品的創新，智慧型手機製造商能夠使高顯示比例成為常見的功能。為了滿足智慧型手機製造商及其客戶的需求，ams將在未來幾年繼續研發並更新BOLED技術發展。 ams開發的TMD3719克服OLED顯示器後方環境光感測，接近偵測和頻閃偵測等重大技術挑戰的設備，手機廠商將因此能實現突破性的工業設計產品。Behind OLED(BOLED)光學感測解決方案，透過TMD3719協助智慧型手機製造商將通常置於OLED螢幕「瀏海」位置的感測器移到OLED螢幕後方，滿足消費者使用無邊框手機的期待，從此可以享受覆蓋手機整個正面的螢幕顯示範圍。TMD3719是首個具備整合功能的BOLED應用模組，協助OEMS提供關鍵的消費性功能。包括根據照明環境顯示自動亮度控制；接近感測則實現通話期間觸控螢幕自動關閉功能，以及在人造光源中相機影像擷取時的頻閃偵測，能夠消除條紋和其他假影。 TMD3719具有ams最新專利(包括申請中)的創新，可實現BOLED螢幕條件的環境光感測和接近偵測器。包括： ・環境光感測與顯示操作同步，以提取真實的光強度並根據感測器的光測量值中消除顯示輻射。 ・三個接近紅外線VCSEL(垂直共振腔面射型雷射)發射器可優化功率發射，以實現最佳偵測距離，同時分散發射物以減少顯示幕的IR激發。這樣可以有效消除可見的顯示失真。 透過將環境光感測，接近偵測和頻閃偵測整合到單個設備中，ams簡化了系統設計並減少了智慧型手機製造商的開發工作。在TMD3719比之前的光學感測器更進一步，整合了用於頻閃的演算法。晶片內建頻閃偵測處理減低了主處理器的負擔，降低頻閃偵測結果的延遲情形，並因而可以全面偵測環境光的頻閃頻率，從相機拍攝的影像中去除條紋等不必要的假影。TMD3719光學感測器採用表面安裝的6.35mm x 3.00mm x 1.00mm封裝。目前ams可提供樣品，並可根據客戶需求提供評估板。

日前頻果(Apple)供應商JDI，決定將白山的手機面板廠的廠房及土地，以3.9億美元出售給夏普(Sharp)，廠房設備以2.85億美元出售給據傳是蘋果的客戶。這項交易將為JDI帶來6.68億美元的收入，並降低廠房閒置所帶來的成本壓力。 JDI將手機面板廠轉售夏普 JDI的白山工廠自2019年7月起便停止運作。作為周轉計畫的一部分，JDI原本預計在今年三月底前出售工廠，但新冠肺炎疫情導致談判延緩。當時JDI宣布將設備出售給不具名的客戶，同時持續與夏普洽談。而日本政府也支持國內的LCD產業重整，以面對市場新的技術需求，JDI同時為下一代蘋果的高階手機將改用OLED螢幕做足準備。 建造白山工廠時，蘋果用預付款支付了大部分的費用，金額大約是1,700億日圓。2016年底工廠開始營運，每月生產約700萬片智慧型手機面板，但後續產量開始下滑。因此JDI將透過出售工廠的資金減輕其財務負擔，用於償還蘋果的預付款。 總部位於大阪的夏普，目前是鴻海的子公司。收購JDI白山工廠後，夏普計畫在白山整合iPhone的LCD生產，並向蘋果租借設備。儘管LCD 面板的前景不受期待，但是夏普認為白山工廠是其開發及生產下一代顯示器的基礎。夏普現正開發Micro LED等高解析度的技術，該技術在單一顯示器中使用數百萬個微型LED。 白山工廠閒置的空間，剛好與蘋果生產螢幕所需的零件尺寸相同，易於安裝新的設備。而夏普規劃在10月分拆LCD面板的業務，以籌措技術開發所需的資金。

電子紙廠商元太科技(E Ink)宣布與華星光電合作製造電子紙TFT背板，及大尺寸電子紙看板的市場應用推廣。華星將採用8.5代TFT面板線生產線製造42吋電子紙TFT背板。此為業界少見的8.5代線生產大尺寸電子紙背板，也是目前全球製造電子紙TFT背板最大的世代廠，有助於優化電子紙背板的生產成本效益，未來也將能製造更大尺寸的電子紙面板，更加提升電子紙TFT背板的生產效率。 31.2吋黑白紅電子紙顯示效果吸睛，適合應用為零售廣告看板　(來源：元太科技) 元太科技董事長李政昊表示，元太科技長期經營電子紙生態圈，從電子紙生產製造至應用產品的產業鏈中，積極尋找更多志同道合的合作夥伴，擴大電子紙產業供應鏈，並與客戶合作。TCL華星在全球大尺寸面板出貨數量名列前茅，在LCD及OLED產品的投入及成果，市場已有目共睹，很高興能與TCL華星開啟電子紙的合作專案，將能提升大尺寸電子紙的生產製造實力，為市場提供更優質的電子紙看板，同時也讓電子紙生態圈夥伴組成更加多元化。 元太科技致力於電子紙技術與專利的發展，結合TCL華星於大尺寸面板生產製造與銷售的優勢，除了為電子紙生態圈加入多樣性外，透過與TCL華星的合作，將能更深入共同耕耘電子紙看板在交通、醫療、教育等公共顯示器應用，推動電子紙產業成長。

可撓式OLCD蔚為顯示市場超新星 雖然可撓式OLED現已廣泛地應用在智慧手機和手表等產品中的旗艦級款式，但直到最近，還沒有一種低成本的替代產品可以為需要大面積顯示器的其他主流應用(例如智慧家庭設備、車載顯示器和數位電子看板)提供曲面顯示器。然而，可撓式有機LCD(OLCD)技術的最新發展為更廣闊的顯示器市場開啟了一全新的設計自由度。與使用玻璃基板的LCD不同，OLCD使用有機材料而不是非晶矽(Amorphous Silicon, a-Si)電晶體。生產這些有機電晶體所需的溫度要低得多，因此可以使用薄至40微米的可撓式生物基材，例如三醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose, TAC)。貼合且可塑的輕薄OLCD就是採用這種做法的成果，它不僅無損其光學性能，並且具有與玻璃LCD相同的延展性。 OLCD不僅提供了更好的美觀性，其可撓性可藉由向下折疊顯示器後面的邊框而實現超窄邊框的設計。對筆記型電腦和平板電腦等應用而言，這種特性很有價值，因為在這些應用中，無邊框意謂著相同尺寸的設備可具有更大的顯示螢幕。OLCD技術還能夠製造具有真正畫素級調光功能的超高對比雙單元顯示器(Dual Cell Display)，進而以低於OLED的成本提供類似OLED的性能。與玻璃顯示器相比，極薄的OLCD基板在成本、視角和模組厚度方面均具有優勢，同時還保留了表面整合式(Surface-integrated)汽車顯示螢幕等應用所需的螢幕靈活性。 這項新技術代表了顯示器產業的一大進展，OLCD在亞洲地區走向大規模生產，並且首次可在可撓式基板上生產大型和小型的顯示器(圖1)。 圖1　彎曲半徑為10mm的有機LCD 低溫製造漸為基板生產趨勢 從玻璃基板走向可撓式基板的轉變，將會帶來難以估量的巨大效益。從過去的資料來看，使用玻璃的原因有很多，包括其化學惰性、光學透明性和能夠承受建構矽基薄膜電晶體(TFT)所需的300~500℃溫度。由於矽TFT生產過程中牽涉到的許多加工步驟如退火、濺射、反應式離子蝕刻、離子注入和化學氣相沉積(CVD)等都需要大量能源，因此對於高溫製程的需求更加複雜。出於經濟和環境方面的原因，業界需要更節能的生產方法，而OLCD正是一種真正具有吸引力的替代產品，這可歸功於前所未有的低溫製程(整個OTFT製程都可以保持在100℃以下)，而採用溶液製程的有機TFT讓低溫得以實現。除了降低處理溫度之外，OTFT的製造過程還繞過了與矽相關的能源密集的步驟。例如，可以使用簡單的溶液塗布(Solution-coating)處理方式代替CVD。某些研究指出，從矽TFT轉移到蒸鍍式OTFT可以將製程能量降低10倍，而使用溶液製程的OTFT可以將能耗再進一步降低。 生物基基板節省資源/成本 實際上，OLCD製程的溫度是如此之低，以至於可以選擇採用各種薄膜來作為可撓式基板，包括生物基如非油基(Oil-based)和可生物降解的(Biodegradable)薄膜。OLCD製程使用一種稱為TAC的透明可撓式薄膜：三醋酸纖維素。顧名思義，這實際上是一種纖維素，通常是由木漿製成的，換句話說，TAC是由與紙張相同的天然原料製成的。實際上，纖維素膜可作為食品包裝中塑膠的可持續性替代品，所以它的使用已經越來越普遍。 顯示器供應鏈中使用TAC的時間已經有數十年，通常是在玻璃閱讀器兩側的偏光片中使用，如讀者正在看著的螢幕，可能就用到了TAC。人們之所以使用TAC，是因為它具有優異的光學性能，而且製造成本低，因此每年所製造的TAC薄膜可達到數億平方公尺。 在製造過程中，TAC膜會黏貼到平板顯示器的玻璃上。在這個製程結束時，可以憑藉非常簡單的「釋放」處理方式將TAC從玻璃上卸下，而毋需使用昂貴的設備。這個簡單的製程是OLCD具有低成本的關鍵部分—不僅因為良率高，而且因為平板玻璃載體可以在下一個顯示器重複使用。可撓式顯示螢幕廠商如FlexEnable所開發的TFT製程是工業化溫度較低的電晶體製程。低溫不僅意謂著節省能源，還意謂著基板選擇得以較廣泛，包括更具可持續性的基板，進而降低可撓式顯示器的成本。這項技術已經可以符合電子紙顯示器的生產要求，對於尋求以低廉成本生產大型可撓式顯示器的製造商，或者希望利用這項技術的許多其他效益的製造商而言，採用OLCD是一個很好的選擇。 高性能OTFT為技術研發關鍵 到目前為止，LCD一直僅在玻璃上使用以硬質陶瓷基材料製成的主動矩陣背板作為電晶體技術的主要基礎。而低溫製造方法則可以用柔軟的可撓式有機材料代替硬質陶瓷材料。 採用高性能、高品質的有機材料，一直是開發OTFT設備的重點。像是FlexEnable於2019年收購默克公司(Merck)，進而配製並供應用於製造OLCD的OTFT材料FlexiOM。 用於OLCD的主動矩陣背板至少使用三個FlexiOM層。第一個是FE-S500，這是一種接近非晶質的半導體聚合物，其能量失調(Energetic Disorder)的程度低；其上一層是FE-D320，這是一種低k介電材料，經過工程設計以確保與半導體介接的原始介面。最後的有機層是可交連的(Crosslinkable)介電材料FE-D048X，可用於提高電氣強度。一起進行處理時，它們已證明可以實現較先進的設備性能，包括接近0V的臨界值和大於106的開/關比。場效應移動率大於1.5cm2/Vs，這個數字高於大多數TFT-LCD玻璃顯示器中普遍使用的非晶矽TFT技術(圖2)。 圖2　顯示使用FlexiOM材料的OTFT背板橫切面 可撓式OLCD提供多種設計可能性 自從顯示器首次整合到設備中以來，LCD顯示器的普遍使用及其僅限於(幾乎)平面螢幕的特性就限制了設計人員的設計空間。產品通常是圍繞著顯示器來設計，而不是採用相反的理念來設計。由於可撓式基板容易切割，因此使用這些這些基板來取代玻璃便可消除這一設計上的限制，並提供創造具有獨特顯示形狀和曲面顯示螢幕的機會。 智慧家庭設備 不含玻璃的OLCD可以輕易加工成型為凸形螢幕或凹形螢幕，具有向下彎曲至10mm半徑的緊湊的曲線，且不會影響顯示器的穩健性。例如，高階的智慧揚聲器產品現在會配有主動顯示器，但是這些平板玻璃螢幕其實是整合顯示器和使其融入整體產品設計之間的一種折衷方案。OLCD不僅能夠實現與揚聲器形狀貼合的「環繞式」(Wrap-around)顯示螢幕，而且可以創建新的視聽使用案例。 汽車顯示器 汽車應用為可撓式OLCD提供了絕佳的機會。現代汽車的內部呈彎曲的曲線，只是因顯示表面平坦而受到影響。實際上，顯示器通常是汽車內部唯一平坦的部分。這一類的應用對曲面顯示器的需求很高，但是目前沒有可用的顯示技術可完全符合要求。 LCD在汽車應用中已成功使用了很多年。儘管有著嚴格的要求(這已使得LCD業界訂製適用於汽車的顯示器部件品質要求)，但LCD產業已可克服這項挑戰，並已成為汽車內部顯示螢幕應用的預設選擇。可撓式OLCD的任何實施方案都可以建立在此一供應鏈上，進而使用現有部件來簡化在汽車市場上使用新型顯示器的開發工作(圖3)。 圖3　Novares於2019年將彎曲的OLCD整合到其Nova Car＃2中 筆記型電腦/平板電腦 可撓式OLCD的成本結構類似於玻璃LCD，除了玻璃以外，它在結構上使用了許多相同的低成本元件，進而使得筆記型電腦大小的顯示器的重量可減輕100g，厚度則少了0.5mm。此外，OLCD還可以實現無邊框顯示螢幕的設計，進而使得筆記型電腦和平板電腦具有更大的顯示螢幕，而不會增加重量。 電視/監視器 液晶電視的成本較低，在電視市場上獨領風騷，但無法實現OLED電視所具有的超高對比性能。玻璃LCD技術的最新發展是將兩個LCD顯示螢幕彼此堆疊：形成雙單元LCD來提高LCD對比度。儘管這種方法可顯著提高顯示螢幕的對比度，但由於需要四塊玻璃板，顯示器變得厚多了，這也增加了模組的成本，並且需要更亮的背光照明，同時也無法提供真正的畫素級調光功能。 使用雙單元OLCD技術可以克服厚度增加和缺乏真正畫素級局部調光的問題。建構OLCD的TAC膜比玻璃薄了十倍，意謂著這兩個顯示單元的聚集間距能夠比電視的畫素間距小得多。另外，顯示螢幕架構變得更薄，並且能夠以更簡便的方式(與雙單元玻璃LCD或OLED相比)和較低的成本製造，並且具有更高的光學性能。 數位電子看板 當顯示器由玻璃製成時，重量就成為大型顯示器的重要考慮因素，使得大型顯示器通常需要堅固的支撐架或框架，這將會限制在建築物和物體內部和頂部安裝玻璃顯示器的位置和方式。OLCD技術在亮度、色彩性能、視訊傳輸率的能力和成本方面具備了廣告用LCD技術的效益，而其顯著的優勢則是毋需玻璃、輕薄且貼合；而該技術可以擴展到大尺寸顯示螢幕，甚至可以使大型數位電子看板顯示器與支柱、街道擺設、車輛外部和零售店內部融為一體。 OLCD與OLED互補特性分頭開拓不同市場 過去幾年，特別是在亞洲地區，業界已經對可撓式OLED技術投入了大量的資金，這引起了業界是否需要OLCD和OLED並存來滿足可撓式顯示應用需求的問題。仔細研究每種技術的製造和性能屬性，便可以發現實際上它們針對的市場領域不同。 可撓式OLED顯示器在對比度、顏色和反應速度方面提供了出色的螢幕性能，但在使用壽命、成本和尺寸可擴展性方面則有所限制；OLED螢幕的壽命與亮度成反比，因此不太適合同時需要高亮度和長壽命的應用。OLED還具有複雜的生產製程，進而導致較高的資本支出需求和材料成本，而讓整體的製造成本變得很高。最重要的是，其中數個處理步驟使得可撓式OLED難以擴展到大尺寸，因此它們的應用目前幾乎完全聚焦在智慧手機和智慧手表的旗艦型機種。 另一方面，OLCD的生產過程較簡單，其複雜性與非晶矽LCD相似，並且可以擴展到相同的大型尺寸。因此可以使用現有的TFT/LCD生產線來製造OLCD，進而生產出畫素密度、對比度、顏色和反應速度均與同類玻璃產品相同的塑膠LCD。OLCD的製造成本也接近玻璃LCD，因為OLCD可以使用現有供應鏈中的許多元件，例如偏光片和背光模組。最後，與其他LCD一樣，OLCD可以做得非常亮，但卻不會影響使用壽命。 綜合起來，這些特性使得合格的OLCD非常適合需要較大面積或較長使用壽命的應用，例如智慧家電和消費電子產品、汽車、筆記型電腦和平板電腦，甚至電視和數位電子看板。因此，OLCD和可撓式OLED是互補的技術，兩者相輔相成，可以為顯示市場的所有主要與次要市場帶來靈活性。 利用現有的LCD製造技術，讓現有的工廠能夠迅速地導入OLCD的生產。更好的美學效果一直是早期採用者的主要驅動力，許多設計人員正在充分把握從平面螢幕轉向新顯示器的大好機會，以實現新穎的形狀和設計。 從顯示器製造商的角度來看，隨著越來越多的10.5代生產線投入使用，關閉或重新調整老舊小型LCD生產設備用途的壓力將會越來越大。OLCD經過專門設計，可以利用舊有的顯示螢幕生產線，以便可以快速轉向製造可撓式OLCD，同時保留大部分成本已最佳化的現有供應鏈。 (本文作者為FlexEnable策略總監)

過去的2019年，在顯示技術的發展史上，無疑是充滿話題的一年，乘著5G對於大屏幕顯示需求的話題，折疊手機成為各大手機廠在技術競技上的秘密武器，而承擔折疊手機的各大面板廠在展示軟性OLED顯示屏多年後，終於有機會搭載在折疊手機應用上，開啟軟性顯示器技術發展的新紀元。 然而，儘管折疊手機相關產業鏈盡洪荒之力的研發，來打開軟性顯示應用的新世代，但應用市場對於產品要求之嚴苛，恐怕超出了實驗室所有的應用模擬。從2018年底柔宇推出外折的柔派手機起，到三星推出Galaxy Fold後，折疊手機面板失效的消息接踵而來，一時之間，折疊手機變成高貴玩具代名詞，各大手機廠要不重新設計，要不縮小上市規模，藉以爭取更多的研發時間來改善已經浮現的問題。一年過去了，手機廠在2020年初發表捲土重來的折疊手機，期待以新的概念與新的解決方案，重新為手機市場打開一條血路。 軟性OLED顯示技術在2013年三星推出Galaxy Round，以聚醯亞胺(Polyimide)取代玻璃基板以後逐漸成熟，而後推出的Galaxy Edge系列都採用軟性的OLED。然而光有軟性顯示面板還不足以建構一個折疊手機顯示屏，在顯示模組除了OLED面板外，尚包括觸控、圓偏光片(circular polarizer)，蓋板(cover window)等元件，這些元件都必須要滿足可撓、折疊的功能需求。 其中，最大的挑戰還是來自蓋板。蓋板乘載著防刮、耐磨、甚至有防眩光、抗反射、抗汙等功能，過去使用玻璃蓋板，這些功能都可以輕易達成，然而、玻璃無法達到小曲率半徑折疊要求，因此只能從軟性塑膠中尋找能達到20萬次以上小半徑撓曲的材料，其中無色聚醯亞胺材料(CPI)玻璃轉化溫度高，具有反覆撓曲(dynamic bending)、長時間彎曲(static bending)的安定性，適合作為蓋板材料。然而，CPI材質表面不耐刮，需要再經過表面可撓硬膜塗層來達到防刮的目的。 2019年筆者即提到，從材料發展的角度來看，符合高柔性、高透光、耐磨刮特性的塑膠材料應用，折疊手機的面板恐怕是第一個，其可靠性有待實際用戶的考驗。果不其然，去年的許多失效案例與模組的蓋板有關，因此，手機廠一直針對蓋板可靠度的問題，提出解決方案，期待新產品能有所改善。 2020年，市面上銷售的折疊手機廠商中柔宇沒有推出新機，新加入的摩托羅拉推出經典貝殼機Razr，巧的是，三星也推出背蓋式的Galaxy Z Flip，有志一同的打輕便訴求；華為則推出Mate Xs，算是Mate X的小改版，其規格整理如下表： ​ 第二代折疊手機在行銷上都特別強調模組蓋板的先進性，三星宣稱採用先進的超薄玻璃(Ultra Thin Glass, UTG)材質，而華為則強調用了雙層比黃金還貴的CPI，撥開廣告詞句，其實兩者都試圖強調產品在模組蓋板上有了極大的改善，至於改善得如何，則仍然有待市場考驗。 除了華為面板採用第一代8吋的原設計外，三星與摩托羅拉都以輕巧作為訴求，採用較小的6吋面板，想來可能是由於折疊OLED面板的成本實在太高，現下先以輕巧的特色在6吋手機市場練兵，待折疊OLED面板技術成熟，良率提升，成本下降且5G普遍開來後，再順勢推出大屏應用，屆時才是真正折疊面板市場爆發時。 (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)

三星投資的新創Micro LED顯示器技術商iBeam Materials(iBeam)日前宣布，已成功展示一項可直接在纖薄、柔性且可彎曲的金屬基板上製造高效氮化鎵(GaN)場效電晶體(FET)的技術。將這項技術與該公司先前發表的MicroLED搭配使用，製造商可以在省去巨量轉移製程，直接將MicroLED與場效電晶體以並排的方式整合在一起。該公司預估，這項直接在金屬基板上製造GaNFET的技術，可望在2022年進入大規模量產。 iBeam透過GaN元件為產品帶來新面貌。 MicroLED顯示器技術可突破傳統顯示器的外觀尺寸限制，為手機、可穿戴式裝置、照明及儀器等產品外觀帶來轉變的可能。新技術製造的大面積MicroLED顯示器具有韌性但外形纖薄，且其可彎曲、凹折及適應各種形狀的特性，能與傳統的顯示器產生明顯的市場區隔。此外，相較傳統LCD和OLED顯示器，該Micro LED顯示器具較高亮度及效率。 Micro LED顯示器能否普及的關鍵取決於量產技術的成熟度，及應用設計是否有足夠的實用性，本次iBeam技術的突破，克服了量產技術方面的瓶頸。而該公司早期技術發展亦著重於柔性基板，如其專利製程可使製造商直接在薄、柔性大面積金屬基板上生產產品。透過直接於金屬基板上生產Micro LED顯示器面板，可以捲對捲(Roll-to-Roll)製程大量生產，而該公司精進製程的同時，亦能使生產資金與營運成本較傳統顯示器來得低。

聯華電子日前表示，力旺電子一次可編程(OTP)記憶體矽智財NeoFuse已成功導入聯電28奈米高壓(HV)製程，強攻有機發光二極體(OLED)市場，關鍵客戶已經完成設計定案(Tape Out)並準備量產。 力旺業務發展中心副總何明洲表示，繼之前與聯電合作的各高壓製程平台布建力旺的各式解決方案，很開心可與聯電進一步在28奈米高壓製程合作，因應OLED市場需求。 高階手機配備OLED顯示器已然成為趨勢，對小尺寸顯示器驅動晶片(SDDI)效能要求亦更高，這樣的需求也顯示在製程平台的選擇上，OLED關鍵客戶逐漸從55奈米或40奈米往更先進的28奈米高壓製程靠攏。 28奈米高壓製程可使高效能顯示器引擎的複雜運算能力發揮最大功能，提供OLED顯示器驅動晶片更快的資料存取速度，更高容量的靜態隨機存取記憶體(SRAM)及更好的功耗，同時達到高畫質與省電的的目的。 聯電在2019年的小尺寸顯示器驅動晶片(SDDI)量產晶圓出貨量為全球之冠，其28奈米後閘式(Gate-Last)HKMG製程具備優越管理漏電功耗與動態功率表現，可以提升行動裝置的電池壽命，以此為基礎，其28奈米高壓製程提供尺寸小的靜態隨機存取記憶體(SRAM)記憶單位(Bit-cell)以減少晶片整體面積。

根據市場調研機構Counterpoint日前釋出的報告指出，AMOLED智慧手機全球銷量至2020年底將超過6億台，同比成長46%。此波成長動力為包括華為、Vivo、OPPO、realme及小米等數家中國品牌推出AMOLED中階機種。至於主要品牌智慧手機滲透率，依照排名依序為三星、OPPO、蘋果、Vivo、華為、小米。 2020年主要品牌產品AMOLED智慧手機滲透率(資料來源：Counterpoint Research) Counterpoint副總監Tarun Pathak針對市場動向表示，2019年智慧手機供應商為促使消費者升級手機功能而推出各種革新，如降低顯示螢幕與機身比例、提高產品汰換率(Refresh Rate)、推出可摺疊外型；或是透過減小槽口、嵌入前置攝影鏡頭、升降式鏡頭(Pop-up Camera)、改進指紋感測器等方式，盡可能使顯示螢幕變大。此舉推動AMOLED面板銷售成長，已為高階智慧手機標準配備。 綜觀智慧手機供應商的滲透率，三星仍然穩居第一，占2019年AMOLED智慧手機總銷量的45%，緊追於後者為蘋果(16%)及OPPO(11%)。 Counterpoint Research資深研究分析師Jene Park表示，雖然主要品牌皆於2019年推出AMOLED面板的旗艦機，但論及AMOLED智慧手機成長的主因之一，為數家中國廠商於中階機種採用OLED面板—華為、OPPO、Vivo及小米分別以300至500美元的價格採用該面板，為一大關鍵。至於未來市場趨勢，預計2020年AMOLED智慧手機銷售將持續成長，原因在於價格將可下探至200美元以下，以及蘋果可能在下次發布周期推出全OLED產品。 Counterpoint估計2020年AMOLED智慧手機銷售量將突破6億台。 即便智慧手機品牌趨向選配AMOLED，其需求亦將持續成長，至於成長幅度，便得先觀察從LCD轉至OLED面板的速度—取決於面板製造商的產能，如三星顯示器目前占OLED面板市場版圖近90%，而其他擁有LCD晶圓廠的品牌如京東方、天馬及CSOT皆仍在轉型中，尚需時間待大量生產；值得留意的是，可穿戴裝置、電視等其他產品對AMOLED的需求亦將影響OLED面板製造商的供應量；至於價格低於200美元的其他大多數智慧手機品牌，則將繼續使用LCD面板。