柔性顯示在中日韓台的發展分析

一：柔性顯示在日本的發展

日本發展側重核心OLED材料技術

在21世紀初，日本面板廠商同時積極推行PMOLED(被動式有機電激發光二極體)和AMOLED(主動矩陣有機發光二極體)顯示器。

事實上21世紀初期索尼是世界上第一家量產AMOLED面板的公司，而且試圖將其業務擴大至PDA(personal digital assistants，掌上型電腦)領域, 也就是目前智慧型手機的前身。

然而，隨著TFT LCD(薄膜電晶體液晶顯示器)市場的飛速發展，索尼的AMOLED業務無法普及。

因此，日本其它面板廠商取消或者無限期推遲開發AMOLED顯示器計劃。

然而，IHS科技表示，日本材料廠商和面板廠商合作開發了多種OLED材料。

從2000年代中期開始，它們增加了向AMOLED面板廠商(如三星SDI，也就是現在的三星顯示公司)供應OLED材料。

許多公司如出光興產(Idemitsu Kosan)，住友化學(Sumitomo Chemical)，東麗先進薄膜公司(Toray Advanced Film)，凸版印刷(Toppan Printing)，以及大日本印刷(DNP)等等在增強AMOLED材料的壽命和特性方面發揮了關鍵作用。

此外，日本的OLED設備供應商和科研院在OLED顯示器市場也站穩了腳跟。

日本的OLED設備與材料在目前的OLED產業占有技術及規模絕對的領先。

ULVAC和Canon-Tokki成為了如OLED蒸鍍等關鍵工藝設備的全球供應商，而半導體能源實驗室(SEL, Semiconductor Energy Lab)和NHK科技研究實驗室(NHK STRL)推出了尖端OLED原型作為下一代顯示器。

UBE Kosan (宇部興產)和Kaneka(鍾淵化學工業)等等合作開發了柔性顯示器的塑膠基板材料，並且已經成為三星顯示和樂金顯示的OLED基板獨家供應商。

很顯然，面板廠商都高度依賴日本的OLED材料供應商。

日本廠商新的柔性產品已推出，逐漸進入量產

IHS 顯示研究部門總監謝勤益表示: 『不同於OLED，許多日本面板廠商發展了EPD(電泳顯示)或LCD(液晶顯示)的柔性顯示器。

索尼、凸版印刷、大日本印刷、富士通和普利司通紛紛推出基於不同技術的各種柔性顯示原型，如納米壓印(nanoimprinting)、噴墨印刷(inkjet printing)、有機薄膜電晶體(Organic TFT)和氧化物(Oxide) TFT等等。

』然而，由於柔性顯示僅占整個顯示器市場的一小部分，這些產品還未被大量生產。

同時，這些產品的性能也不及等同的AMOLED產品。

不過，儘管需求量低，索尼仍然繼續推出與E Ink合作的柔性EPD(電泳顯示, 也就是電子紙)產品。

於2011年收購了TDK PMOLED業務的雙葉(Futaba)通過重點開發可穿戴設備，也擴大了在柔性PM OLED (被動式有機發光二極體)市場的領先市場份額。

以下便是過去這十年來日本柔性顯示面板廠商所開發的各項產品 (包含原型產品)

日本廠商正努力擴大柔性OLED市場

IHS 顯示研究部門總監謝勤益表示: 『目前日本面板廠商日本顯示器(JDI)、JOLED和夏普都在加快努力，自2016年起擴大柔性AMOLED市場。

JDI (Japan Display) 已經從柔性白光OLED(WOLED)轉向柔性RGB OLED，謀求進軍智慧型手機市場。

JDI旗下的JOLED公司計劃到2018年推出針對平板電腦和大型設備的中型柔性OLED面板，同時正試圖採取更有效的製造工藝，如噴墨印刷等等。

』

此外, 最近被鴻海精密工業收購的夏普將很快推出一個可量產的AMOLED技術。

IHS 表示夏普可能會利用其與半導體能源實驗室(SEL)合作開發的IGZO(銦鎵鋅氧化物)技術的優勢當成OLED的背板，甚至發展所謂的LTPO (Low Temperature Poly Silicon – Oxide) 的背板，結合了低溫多晶矽跟金屬氧化物兩大技術。

因此，市場中將出現多種新興柔性AMOLED顯示器。

基於其柔性AMOLED材料技術，IHS預測2016年日本柔性顯示器與材料市場將大幅躍進。

例如，Ube Kosan(宇部興產)和Kaneka(鍾淵化學工業) 將增加用於柔性AMOLED顯示基板上的清漆型聚醯亞胺基板(varnish-type polyimide)的供應。

同時，柔性AMOLED顯示器供應商也正在增加產能。

此外，住友化學和愛普生(Epson)將為其2018年到來的大尺寸OLED面板擴大噴墨印刷設備與材料業務。

以下便是日本OLED材料廠商在各種OLED材料的布局。

日本渴望在OLED市場重新立足

IHS 顯示研究部門總監謝勤益表示: 『日本面板廠商在2000年代初與韓國公司合資，為韓國科技的發展做出了重要貢獻。

然而，它們並沒有積極參與到柔性OLED業務中，所以目前發展落後於韓國面板廠商。

考慮到柔性顯示市場的快速發展，日本公司目前正準備大量生產柔性AMOLED面板，這絕對是向正確方向的邁進。

然而，IHS認為, 它們進入柔性顯示器市場已晚，需要加倍努力，生產出比韓國競爭對手性能更好、成本更低的柔性顯示器，方能有競爭力。

但同時，日本的OLED設備與材料廠商在OLED領域已經建立了許多優勢與產能，將會受益於韓國與中國大陸不斷擴大的OLED面板生產規模。

』

二：柔性顯示在中國大陸的發展

現狀: 積極投資於OLED，但結果尚未浮現

為了促進顯示器行業的發展，中國政府的鼓勵支助以及行業的推動對液晶顯示器(LCD)進行了大量投資;而由於柔性顯示的市場占比較少，早期政府與行業關注甚微。

在2010年早期，三星顯示在中小尺寸AMOLED(主動矩陣有機發光二極體)市場取得了巨大成功，引發了中國面板廠商紛紛投資剛性 AMOLED。

此後，維信諾(Visionox)、四川虹視顯示技術(CCO)、信利光電、京東方科技集團(BOE)、天馬微電子、華星光電和和輝光電(EDO)均宣布開始研發並投資AMOLED顯示器。

IHS Technology 表示，然而，只有少數包括BOE(京東方)、EDO(和輝光電)、崑山國顯光電(GVO)和天馬在內的中國面板廠商目前可以正式生產少量剛性AMOLED面板。

它們生產的面板解析度和亮度效率均比領先的三星顯示(Samsung Display) 的產品規格及質量尚有一段差距。

其它一些中國面板廠商正在考慮要麼如何投資AMOLED，要麼停留在試產階段。

同時，三星顯示已經成功大規模生產出了柔性OLED和超高解析度(QHD)AMOLED面板，擴大了與其它競爭對手的差距。

中國廠商雖然展示了柔性OLED面板原型，但離量產尚有一段距離。

IHS Technology 顯示部門研究總經理謝勤益指出『在過去，中國在LCD行業投入了巨額資金以建立設備和元器件供應鏈，促進行業的發展，巨大的成就是舉世矚目的。

但這種投資模式事實上仍然不足以提升AMOLED業務。

和LCD不同，OLED面板是自主發光，而且其製程工序跟材料工藝等充滿了獨特性與非標準化的特性，因此在生產AMOLED面板的過程中，研究和開發自主發光的元件設計以及控制甚至修改設備的能力是必不可少的，這是中國大陸面板產業目前的OLED投資熱潮與話題炒作的同時，必須特別冷靜思考的。

尤其是開發新技術需要花費大量的時間和精力。

』謝勤益表示『要量產AMOLED起頭投資難，因為其所需資源多於TFT LCD，要順利量產更難，因為其不像LCD一般標準化，而且其工藝與技術跟設備有非常緊密的結合。

』

IHS Technology 顯示部門研究總經理謝勤益指出，『韓國的OLED製造廠所布建中的OLED面板廠產能甚至超過了所有中國內地OLED面板廠的產能總和;在韓國面板廠強力的技術與產能領先之下，中國大陸OLED面板廠的重點決不在於如何取得更多政府資源或建更多的產能，而在於如何以最快的速度建立技術與設備的自主性，並同時量產具有足夠信賴性的OLED面板，並真真切切在手機量產上大量地被採用，並為終端用戶所認可其信賴性，畢竟韓國面板廠也是從不斷的量產失誤與設計修改甚至被大量退貨中學習過來的。

這跟LCD是完全不一樣的經營模式，LCD具有標準化，所以失敗的產品有彌補跟替代的機會，但OLED不具標準化的條件，不成功的產品跟設計很可能會讓龐大的產能具有無法被商業化的致命性，造成投資的龐大浪費，尤其OLED的投資金額不小於LCD，且其有機發光材成本也比液晶面板材料昂貴。

對用戶而言，採用OLED甚至柔性OLED的門檻非常高，因為不具標準化，無法隨意在面板來源中轉換，但這也表示進入門檻後的量產出貨會比LCD少了更多的不確定性與獲利的空間，這也是韓國面板廠大力擴產OLED的真正原因。

』謝勤益表示。

自本世紀初，韓國和日本公司都已致力於開發高性能、自主發光的設備，旨在大量生產AMOLED面板。

特別是，它們已經在堆積有機發光材料和開發精細金屬掩模(FMM)技術方面取得了長足的進步。

然而，中國面板廠商進入AMOLED市場才短短五年，因此它們致力於市場的時間明顯短於韓國或日本競爭對手。

目前而言，如何將資源放對重點將是中國大陸OLED面板廠的首要課題。

以下為中國大陸OLED面板廠所展示的剛性OLED面板原型。

中國大陸面板廠急需OLED核心技術

目前，中國大陸面板廠商在AMOLED核心技術方面尚落後於三星顯示。

所謂的核心技術主要分為高解析度技術與有機發光材料的排列技術;另外就是封裝。

高解析度技術與有機發光材料的排列技術便是蒸鍍工序的精細金屬掩模(FMM)技術，然而中國製造的FMM產品技術與性能比其競爭對手韓國尚有待追趕的差距。

另外，中國目前生產的OLED面板的自主發光元件的壽命較短。

韓國的三星顯示通過專利和保密協定(NDA)保護其AMOLED核心技術，因此中國公司在購買和使用其用於生產AMOLED面板的設備、掩膜和發光材料時受到限制。

在這種情況下，中國企業別無選擇，只能花費大量的時間和精力來開發自己的創新AMOLED技術。

他們正在積極聘用經驗豐富的研究人員，以減少開發OLED的時間。

目前中國面板廠也在自主研發上取得越來越多的成就，如下圖所示，中國大陸OLED面板廠所展示的柔性OLED面板原型。

中國大陸投資從剛性AMOLED向柔性AMOLED轉移

2016年，韓國AMOLED面板廠商將精力集中於柔性面板而非剛性面板，原因是剛性AMOLED和低溫多晶矽(LTPS)LCD間的價格競爭日趨激烈，而比起柔性LCD或電泳顯示(EPD)面板，柔性AMOLED面板更具技術優勢。

在這種情況下，中國大陸面板廠商已經決定跟隨韓國企業的腳步，並加快跟緊的步伐。

2015年，大多數中國大陸面板廠商宣布他們將投資柔性AMOLED面板，目標在2017年底或2018年初在六代工廠實現量產。

IHS認為中國大陸面板廠商能否在柔性AMOLED面板市場取得成功將取決於它們能否獲得高品質塑膠基板、薄膜封裝(TFE)技術以及FMM和發光材料技術。

目前預測中國大陸面板廠商能否在柔性AMOLED市場取得成功還為時尚早，但跟台灣面板廠不同的是中國大陸廠商跟政府支持呈現出的巨大企圖心以及資源投入，這將是重要的開始。

從技術的觀點來看，中國大陸面板廠商能否獲得大規模生產柔性AMOLED面板的必要技術還有許多不確定性，尤其是中國大陸面板廠尚未如三星或LG般開發出真正自主的精細金屬掩模(FMM)蒸鍍技術，這是生產高解析度AMOLED面板的必要技術，而目前必須仰賴設備廠商的一致化蒸鍍機台。

此外中國大陸面板廠的薄膜封裝和塑膠基板技術也都還有待加強。

中國大陸中央和地方政府都提供了大量資金和政策支援以推動顯示器產業，特別是柔性OLED將會是重點，也會是遭遇韓國面板廠競爭最激烈的產品。

中國大陸面板廠商的柔性AMOLED業務不可能在兩三年內穩定下來，未來這一兩年將會在巨大投資、技術落後但全力追趕以及韓國不斷改良其技術這三個力量影響之下充滿變數。

中國大陸廠商是否能以具有競爭力的價格生產出高性能的AMOLED面板，並至少在2018年延伸至柔性OLED面板，將會對整個顯示器行業帶來巨大的影響。

三：柔性顯示面板技術在台灣的發展

台灣面板廠商已經具備多種柔性顯示技術

台灣面板廠的柔性顯示技術事實上是從電子紙開始而非OLED。

來自台灣的EInk (元太科技)是全球第一家大規模生產柔性電泳顯示器(EPD)的公司，也是目前全球排名第一的EPD,也就是電子紙面板製造商。

EPD的功耗低，可讀性強，因此它主要被用於電子閱讀器(E-Reader)。

許多使用EInk柔性EPD的電子閱讀器已經可以在市場上看到。

由於EInk的柔性EPD膜還可被層壓到各種薄膜電晶體(TFT)基板上，所以它也可被用於許多其它應用。

友達光電(AUO)也從2000年代中期開始繼續開展柔性顯示器研究。

2009年收購總部位於美國的SiPixImaging後，AUO開始利用微杯技術(micro-cup)生產EPD。

它推出了一款配備觸控式螢幕、有機TFT(OTFT)可捲曲EPD的6』』柔性EPD，其功能與規格均屬當時最先進的柔性顯示技術。

但是，AUO在2012年將SiPixImaging出售給了EInk。

從那時起，AUO開始專注於開發主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)柔性顯示器和以低溫氧化物TFT為基礎的柔性AMOLED面板。

此外，台灣的工業技術研究院(ITRI)在給台灣電子產業研究核心技術方面發揮著關鍵作用。

ITRI已經開發出了生產柔性EPD和OLED面板必要的關鍵基板技術和工藝。

問題: 雖然技術不斷躍進，但量產投資不足

IHS Technology 指出, 雖然台灣公司已經開發出許多基於EPD和OLED技術的柔性顯示器，甚至許多成就超越了當時的日本跟韓國廠商。

但它們在柔性顯示器市場並沒有取得成就，主要原因在於量產投資不足。

2010年前後，隨著TFT LCD智慧型手機和平板電腦的推出，推動EPD需求的電子閱讀器市場開始疲軟。

同時，許多EPD廠商拋售或者停止EPD業務，因此從那時起EPD市場並沒有太多增長。

不過，由於可穿戴設備要求更低的功耗和更好的可讀性，Eink正在擴大向可穿戴設備如智能手錶和健身或健康用可穿戴裝置供應柔性EPD顯示器。

以下便是台灣面板廠與工研院最早期所研發的柔性面板。

AUO原計劃在2010年前後大規模生產AMOLED(主動矩陣式有機發光二極體)面板，但是從2013年開始它只生產了少量剛性AMOLED。

由於在AMOLED業務起步初期，AUO在AMOLED製造設備中投資遭遇到許多挑戰，特別是融資的取得與設備廠商的支持信心度問題。

AUO的AMOLED供應產能並沒有顯著提升。

2010年，通過收購原本東芝集團旗下的新加坡AFPD低溫多晶矽面板工廠，AUO獲得了低溫多晶矽(LTPS)技術。

但是，AUO在把LTPS技術應用到AMOLED生產中遭遇了困難，導致量產時間延遲到了2013年。

更糟的是，在全球TFTLCD市場衰退之際AUO的銷售和利潤也同樣下滑，因此它缺乏改善AMOLED生產工藝和擴大AMOLED生產設施的資本。

這樣一來，即使柔性AMOLED技術不斷發展，AUO對於投資昂貴的柔性AMOLED量產業務也有所遲疑。

一直到近日，AUO發布了柔性OTFT(有機TFT)LCD面板，並表示它們將繼續努力開發多種柔性顯示技術。

此外,中華映管也轉而發展金屬氧化物TFT(Oxide TFT) 作為背板的AMOLED，並在中國大陸的福建莆田建設六代線，準備利用金屬氧化物TFT(Oxide TFT)相較於低溫多晶矽(LTPS)技術較低投資額的特性，並利用金屬氧化物TFT(Oxide TFT)較為低的驅動頻率且跟Polyimide塑膠基板較為搭配的優點，在未來生產以TFT(Oxide TFT)作為背板的柔性AMOLED。

以下是台灣的友達所發表的柔性LCD技術，這技術事實上是領先於韓國跟日本的面板廠商的。

台灣面板廠轉型專注於利基市場

當台灣顯示器製造商仍在柔性顯示器市場掙扎時，它們的韓國、中國大陸和日本競爭對手們已經增加了對柔性AMOLED的投資。

韓國面板廠商在AMOLED量產方面有豐富的經驗，中國大陸公司受益於龐大的國內市場，日本廠商則自豪於高效的生產技術跟材料供應。

因此，它們的柔性AMOLED產能預計將繼續增長。

IHS Technology 表示，和這些同行相比，台灣顯示器廠商並沒有優勢。

如果台灣廠商沒有戰略來增強柔性AMOLED業務，那麼技術差距將進一步拉大。

為了在柔性顯示器市場立足，台灣顯示器廠商目前正專注於利基市場，如智能手錶和可穿戴裝置等需要小尺寸柔性顯示器的應用。

因此，台灣面板廠商不需要升級他們的小規模AMOLED生產設備。

此外，由於這些產品可被用於多種設計和規格，台灣廠商可以將目標客戶定位在那些競爭對手的產品特性滿足不了的人群。

這是台灣柔性顯示面板廠轉型專注於利基市場的開始。

四：韓國企業柔性顯示的發展趨勢

全球首個將柔性AMOLED顯示器商業化的國家

樂金顯示和三星顯示長期以來一直在顯示器市場競爭，在2013年底，雙方成功在全球首次將柔性AMOLED顯示器商業化。

它們第一個商業化的柔性產品是針對智慧型手機的面板。

樂金顯示推出的是可彎曲AMOLED顯示面板，擁有可控制的曲率;而三星顯示推出的是具有固定曲率的柔性AMOLED顯示器。

兩家公司花了很多時間和精力來區分各自的產品。

三星顯示的曲面AMOLED顯示器解析度較高，為1920 x 1080;而樂金顯示的可彎曲AMOLED顯示器的解析度是1280 x 720，其保護蓋板和觸摸屏可以和顯示器一起彎曲。

自從2013年底首次推出後，三星顯示開發了多種高解析度的曲面AMOLED顯示器，如邊緣弧形和雙邊弧形，且都被三星電子應用到其高端智慧型手機中，特別是GALAXY系列(蓋樂世系列)展示了柔性AMOLED顯示器在特性和外觀方面的潛力。

同時，樂金顯示的可彎曲AMOLED已經被樂金電子用於G Flex和G Flex2智慧型手機中，但在特性或外觀方面沒有很大變化。

但是由於市場反應不如預期，樂金顯示從2015年起停止推出針對智慧型手機的可彎曲AMOLED面板。

目前樂金顯示面臨最大的技術障礙是開發智慧型手機的四核高清(QHD)AMOLED顯示面板。

柔性AMOLED面板大多被用於高端智慧型手機，因此樂金顯示的精細金屬掩模(FMM)技術需要有突破性的改進。

另一方面，為了擴大柔性AMOLED顯示器的應用，三星顯示投入了大量精力到開發柔性AMOLED面板的新外觀中。

下圖是韓國面板廠早期所開發的智慧型手機用柔性OLED顯示屏。

透明柔性和可摺疊AMOLED顯示面板

樂金顯示在2014年開始專注於生產用於智能手錶的平面或圓形柔性AMOLED顯示器，並成為APPLE WATCH的面板供應商。

而且這部分將繼續占據公司2016年的大部分業務。

另外，為了達成2017年將5』』 QHD柔性AMOLED顯示器商業化的目標，樂金顯示正在加緊提高FMM技術，以生產高解析度面板。

同時從2013年開始，樂金顯示也在為一個韓國政府的項目開發60』』透明柔性顯示面板。

在這些努力下，樂金顯示最近推出了18』』可捲曲AMOLED顯示器原型，並計劃到2017年推出一款透明可捲曲的產品。

三星顯示從2014年開始顯著擴大了用於智慧型手機的柔性AMOLED面板產量，而且由於2015年供應能力的提升，IHS預計2016年產量將繼續增長。

此外，三星顯示在2014下半年展示了一款可摺疊AMOLED顯示器原型，它也在2013年的消費電子展(CES)上以視頻圖像方式展示，預計最早將在2016年商業化。

同時為了應用於虛擬現實(VR)設備，三星顯示正在開發解析度高達800 ppi的AMOLED顯示器。

下圖是韓國面板廠正在開發中的柔性OLED顯示屏的原型。

韓國面板廠積極的投資

樂金顯示和三星顯示一直在積極增加柔性AMOLED顯示器的投資。

最近的投資是六代工廠，該工廠通過將一片母玻璃切割成兩片蒸鍍的方式生產柔性AMOLED面板。

和之前5.5代工廠四切的工藝相比，兩切法將大大提高生產效率。

另一個值得一提的是，韓國在中小尺寸AMOLED面板方面的投資目前僅集中在柔性AMOLED面板上。

這表明兩家公司都認為柔性AMOLED面板將成為中小尺寸AMOLED面板市場的中心。

隨著這種趨勢，面板廠商對新近採用在柔性AMOLED生產過程中的設備和材料更感興趣，同時更多創新型的柔性AMOLED技術將被用於封裝、觸摸屏面板(TSPs)和保護鏡頭。

韓國正引領顯示器市場的創新

如上所述，韓國的AMOLED面板廠商已經在創建柔性顯示生產流程中處於最前沿，而且他們堅持不懈地在重複試驗的過程中尋求擴大柔性顯示的用途。

因此，IHS認為韓國廠商至少在未來三年內將繼續引領全球柔性AMOLED面板行業。