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手机扩大导入:小尺寸领域AMOLED与LCD之战
[发布时间]:2014年4月2日 [来源]:元器件交易网 [点击率]:3272
【导读】: 2009年以前,OLED產业发展壹直侧重在被动式矩阵有機发光二极体(PMOLED)的商用化进程,商用化程度最快。直至2009年后,因智能手機崛起,可流畅表現动画的AMOLED技術有了极佳的切入点,...

2009年以前,OLED產业发展壹直侧重在被动式矩阵有機发光二极体(PMOLED)的商用化进程,商用化程度最快。直至2009年后,因智能手機崛起,可流畅表現动画的AMOLED技術有了极佳的切入点,而韩國业者因大量投資AMOLED面板,遂趁势在市場上崛起,特别是三星旗下自有品牌手機热销,更大幅提高AMOLED面板的出货与营收表現,為整個OLED產业带來新契機。

近年來,受惠於智能手機在全球市場大放異彩,高阶手機面板的需求大幅攀升,已带动整体OLED面板產值节节攀升,特别是韩國三星与乐金不斷扩大手機產品线导入AMOLED面板的比例,使全球OLED產值因AMOLED的爆炸性成长。 2013年台湾业者也已开始加入AMOLED出货行列,带动全球OLED总体產值进壹步翻倍。

由於市場前景可期,廠商正不斷强化AMOLED面板生產与贩售,未來將以中小尺寸應用為主,刺激营收成长;预计2010-2016年,全球AMOLED面板主力應用將是手機,其次為数位相機。原因在於AMOLED可藉由自发光、省電、高对比/反应速度和强光下可視等众多优势,大举扩张在手機市場的渗透率;受惠於高阶智能手機的大力采用,AMOLED在市場上已更加活络。

事实上,AMOLED技術还有另壹项优势,就是具备可在軟性(Flexible)基板上加工的能力。基於面板技術原理,LCD需在TFT基板和彩色滤光片(Color Filter)之間的液晶层预留Cell Gap,若將LCD基板改為軟性方桉,当面板挠曲时,將造成各处的Cell Gap因应力关系而產生不均的情形,使画面无法顯示。相較之下,AMOLED為自发光技術,不须预留Cell Gap,若能搭配低温背板制程,更能在塑胶基板上进行加工,在可挠型态的產品开发上极具优势。

軟性AMOLED渐出头

以整体AMOLED面板需求数量來看,至2020年,Glass-based仍是发展重点,但隨着市場不斷对手持式装置要求至更轻、更薄且更耐冲击的规格,軟性AMOLED將有機会窜起。

現阶段,三星及LGD正积极投入軟性AMOLED研发;2013年时,市場上已开始出現相关面板產品,预估至2017年时,全球軟性AMOLED將进壹步达到两亿四千六百万片出货规模。

不過,軟性AMOLED也面临诸多技術挑战,最主要是制程技術和材料尚未完全成熟,因此初期主要侧重於“不易破碎(Unbreakable)”的特性,期在基板与封装方式达成可挠化的目标之前,先以此特性突显在外观特征上与TFT LCD的区隔;下壹步則开始强调可弯曲(Bendable)的特性,促进绝大部分零部件转向軟性设计。

再來第三阶段更希望搭配卷对卷(Roll to Roll)制程,进壹步降低生產成本,同時加快生產速度与提高面板本身的可靠度。2015年之后,面板廠更计划朝「可折叠(Foldable)」方向发展,以在更容易携带的前提下,不损及面板表現。

除了每壹步技術演进外,还有壹個非常重要的部分在於装置人機介面的重新设计,相关硬体廠在戮力开发軟性面板之馀,也须协同平台軟体业者共同开发适合新面板型态的應用程式与操作介面,才能突显其應用价值。

軟性背板制程加速演进

未來,面板廠要顺利推动軟性AMOLED量產,印刷式電子制程中的有機薄膜電晶体(OTFT)技術將扮演壹大关键。該技術最早由索尼(Sony)在2007年导入塑胶基板的OTFT研发,同時也是首度实現以OTFT為基础的全彩OLED面板,解析度达到160×120(80ppi),其OTFT使用的半导体层材料為并五苯/骈苯衍生物(Pentacene),制程温度可降至130℃,达到塑胶基板所需的低温制程。

目前OTFT的電子迁移率(Mobility)虽已达到傳統非晶硅(a-Si)的水准,但是元件稳定性仍有待突破,其中,小分子系OTFT层壹般使用真空热蒸镀方式形成OTFT,而高分子系OTFT层常使用喷墨印刷(Inkjet Printing)或光阻旋转涂布(Spin Coating)法形成有機薄膜,其制程温度都可控制在80℃以下,适合塑胶基板的低温制程。

就現行技術而言,小分子系OTFT的元件特性較佳,但是除了元件稳定性外,目前OTFT还有驱动電压較高、元件漏電流較高,產品均匀性有待加强等缺点,亟待业者改善。

另壹种氧化物薄膜電晶体(Oxide TFT)技術則结合a-Si与低温多晶硅(LTPS)制程优点,且具备能利用溅镀(Sputtering)方式制造,无须对現有的生產线做太多变动等优势。除溅镀法外,Oxide TFT还可采用氧化铟镓锌(IGZO)材料,以低温涂布方式制造,这对軟性AMOLED生產將带來更多可能性;不過,低温沉积薄膜的膜内缺陷較高温沉积方式高,將影响元件的電性与可靠度表現,因此制程温度亦须兼顾薄膜電气特性,不能无限制降低。

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