日媒電子裝置產業新聞3月曾在報導中引述一位不具名的OLED材料廠工程師在數年前受訪時的說法,表示由于日本國內并無對OLED技術研發感興趣的客戶,OLED研發恐無以為繼。這說法也間接說明,日廠的OLED技術停留在實驗室階段,或是少數生產,從未真正進入大規模量產階段的原因。
TDK早在1991年即開始從事OLED的研究,東北先鋒(Tohoku Pioneer)于1997年領先全球量產OLED面板,并用于汽車音響用單色OLED面板、Motorola手機OLED面板。三洋電機(Sanyo Denki)于2002年與Eastman Kodak Company共組OLED公司“SK Display”,在2002年推出可顯示26萬色的2.2吋OLED面板,2003年發表全球首款搭載主動式OLED面板的彩色手機。但就在要進入大規模量產階段前,該公司于2006年3月宣告解散。
之后隨著韓國政府將OLED技術視為重點發展技術,扶植韓廠,近年來OLED技術由韓國業者主導。如今在日本稱得上具備量產規模的業者,也僅有Sony推出電視等特定領域專用的OLED Master Monitor。
日廠OLED領域布局著重材料
但其實日廠并未放棄OLED研發,只是焦點著重在材料增產。當越來越多業者跟進采用OLED面板,相關材料市場需求勢必跟著擴大。盡管大陸等新興市場積極發展化學工業,但在OLED材料這類的高階技術上,目前仍是以日廠較占有優勢。如出光興產(Idemitsu)、住友化學(Sumitomo Chemical)在韓國增資設廠、擴增產能等,并研發適用于可撓式觸控面板的新材料。
此外,像是日本產學合作的技術轉移也成為新興技術發展的焦點。如最近因三星創投、樂金顯示器(LGD)注資而成為話題的Kyulux,從九州大學研發中心取得技術轉移的第三代OLED“熱活性化延遲(TADF)”材料也是一例。TADF材料的優勢在于大幅度讓亮度與彩度提升精密度,并達到降低成本,省電的效果。
若該技術能如預期在2018年順利商用化,屆時對稱霸OLED相關技術的韓廠而言,將是不容小覷的后起之秀。電子裝置產業新聞總編輯也在專欄中給予高度評價,認為第三代OLED技術可望成為日本OLED產業的引擎,甚至可能改寫業界版圖。
日韓廠在OLED制程上的差異
目前主要幾家在OLED技術上取得較明顯成就的日韓廠中,在技術上最大的不同主要是在于OLED層成膜方式。目前主流方式為真空蒸鍍技術,但最常被批評的是OLED材料昂貴,效能卻低落。
三星顯示器(SDI)的蒸鍍與金屬光罩(Fine Metal Mask)制程所采取的RGB分涂方式,與Pen Tile技術可達成擬Full HD水準,但成膜制成的溫度恐讓光罩的熱膨脹難以控制。相較于在液晶面板技術達到WQHD水準的技術,在擴大應用上陷入苦戰。而樂金顯示器則是采用WRGB技術,不使用金屬遮罩的均勻蒸鍍方式,就可提高精密度。不過生產成本更低的印刷式則被看好為未來主流。
從相關裝置研發進度來看,目前明顯領先群雄的是日本東京威力科創(TEL)與美國噴墨印刷設備業者Kateeva。東京威力科創利用精工愛普生(Seiko Epson)的技術研發完成的大型噴墨機臺“Elius2500”目前還在測試階段,Kateeva也推出“YIELDjetFlex”。若是順利,業界期望已久的噴墨印刷制程將邁向商用化。
Panasonic是以噴墨印刷(inkjet printing)技術、Sony則是使用膠印(Offset Printing)和雷射轉印技術。前者被認為,若是能直接在基板噴灑有機材料,將提高生產速度,成本可望更低廉。但電子裝置產業新聞也指出,若是使用噴墨印刷,要噴灑出多少量、角度、附著位置等控制技術目前在技術上仍是一大難題。
而Sony在神奈川縣厚木設置技術研發中心,以及Panasonic在AVCNetworks子公司所在的京都設置京都技術研發中心,主要是針對平板、NB、PC等10吋以上中尺寸面板進行OLED技術研發。
由日本官民基金產業革新機構(INCJ)整合Japan Display和Sony、Panasonic的OLED研發機能所成立的JOLED也考慮采用印刷式,并計劃在背板(Backplane)上使用氧化物TFT。先前日本媒體曾報導,JOLED的印刷成膜法是采用Panasonic的技術,不過具體情形未明朗化。據悉,JOLED正研討是否采用透明非晶體氧化物半導體(transparent amorphous-oxide semiconductors;TAOS)作為獨家材料進行OLED研發。若能在相關技術取得差異化進展,可望大幅影響面板的性能與成本。
目前JOLED位于京都的技術研發中心已完成中小尺寸面板試驗產線,以檢驗相關制程是否可行,2016年內將進入小規模量產階段。至于另一家日本主要面板業者JapanDisplay,則是在既有的工廠完成小規模產線的整備作業,擬于2017~2018年間打造正式的量產產線。
擁有OLED相關新興技術的日廠或應參考UDC模式發展
電子裝置產業新聞指出,擁有OLED相關新興技術的日廠,可參考美國OLED材料業者UDC(Universal Display Corporation;UDC)的商業模式經營。
UDC是一家研發型無廠企業,材料生產主要委由美國PPG工業集團獨家量產。不過UDC也有委托與之爭奪專利權的韓國業者德山金屬(DuksanHi-Metal)量產部分的母體材料(HostMaterial)。該廠以環保低耗電的磷光材料取得多項專利,截至2016年1月統計,UDC在全球擁有超握2,000項技術專利。在OLED面板市場穩定獲利的是全球最大的磷光材料業者。
UDC提供大陸面板業者京東方(BOE)、歐洲OLED照明面板業者Phillips、研發高分子OLED材料大廠住友化學、美國唯一一家OLED照明面板廠OLEDWorks等專利授權、材料供應相關契約,2015財年相關收入年增23%,達7,777萬美元。
光是在2014年因授權三星磷光材料供應契約,UDC就獲得5,000萬美元專利收入,2017年前可再獲得1,000萬美元。2015年UDC也與LGD簽署《OLED技術合作暨相關專利授權》合約。這正是UDC的主要獲利來源,以及發展資金。UDC在2009財年營業額僅1,500萬美元,2014、2015年財年營業額皆達到1.9億美元,6年營業額成長12倍,營業利益率達30.7%。不過母體材料銷量不佳,2015年較2014年年減少7成。主因是客戶仍以購買磷光發光材料為主。
UDC的做法正是典型的歐美新創企業經營策略。但這也是日本企業最不擅長的模式。該報認為,考量到Kyulux的TADF技術未來性,應比照UDC模式發展。