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默克面板材料 展聚焦四大創新應用

  • 周建勳台北

默克(Merck)德國總部液晶智慧型窗戶(LC Window)實景
默克(Merck)德國總部液晶智慧型窗戶(LC Window)實景

德國默克(Merck)秉持「The Perfect Pixel完美像素」的材料創新為目標,為了開創更高層次的使用者視覺享受與體驗,長久以來攜手台灣面板廠商,在面板材料上一直扮演著台灣產業重要的策略夥伴。隨著全球面板產業趨於高解析度、廣色域的方向發展,OLED的技術在智慧型與穿戴式裝置上引爆更多的應用等趨勢,默克在2015 Touch Taiwan展示出一系列最新材料,並且透過未來顯示領域的新型應用,展現未來面板科技的最佳發展藍圖。

李俊隆博士,面板材料事業處總經理,接受DIGITIMES專訪,聚焦四大展示主題與創新應用,分別是,一、高解析度面板應用(High Resolution),二、廣色域技術(High Color Gamut),三、下世代面板應用(Next Generation Display),四、面板以外的應用(Beyond Display )。

兩年前台灣的液晶顯示面板產業面臨產業的兩大變動,一方面大陸的8.5代線的面板廠如雨後春筍般的擴建,另一方面韓國的面板廠紛紛投資OLED技術進逼,二者皆拜大量資本支出所賜,台灣廠商可說被兩面夾擊;為了擺脫產能軍備競賽的糾纏,又要從新技術中找出足以與OLED分庭抗禮的武器,終於讓台灣業者看到高解析度面板的趨勢,啟動產品差異化的關鍵一步,成功的創造一個全新的面板技術發展環境與新的市場定位。

默克(Merck)高解析度面板應用(High Resolution)

在高解析度面板的製程開發中,為了支持台灣的面板廠的技術變革,默克在材料上開發具備更高穿透率,及快速應答時間之驅動技術的新型液晶材料PS-VA(高分子聚合型垂直配向),這個關鍵要角,讓4K2K LCD面板的穿透率以及畫面的對比清晰度,有了具體的效益,進而達到畫質提升與節能效果,一舉縮短與OLED面板的技術差距。

隨著面板解析度增加,相同的面積下要擠進四倍的像素,每一個像素連接的金屬導線數量跟著水漲船高,如何讓導線的線徑變窄,以及降低因為元件與導線密度提高而產生串音(cross talk)影響,就成為面板製程的一個重要的變革,默克去年併入的安智電子材料(AZ Electronic Materials),在製程化學材料的兩個重要的發展,提供高對比光阻劑(High Contrast Photoresist PR)材料,在黃光製程協助精準蝕刻細緻的導線,另外使用超低介電材料(Ultra Low-K)的SOG(Spin on Glass)化學材料,製程上能增加面板穿透率,進而快速提升4K2K高解析度面板製造良率與成本的控制。

雖然OLED面板無可諱言地有實質上的優點,例如對比高、應答速度快,薄型與討喜的曲面外觀,以及不需背光源(Backlight)及彩色濾光片等優點,但是液晶面板在製造技術上不斷向OLED TV看齊。現在4K2K LCD TV也越來越薄,甚至接近OLED TV標準,也能做出曲面造型。台灣的面板廠走高解析度的產品差異化的策略讓他們一舉以4K2K面板搶下15%的市佔率,而且價格與CP值的優勢還醞釀下一波爆發式成長的後勢,開啟了一個非常成功的轉型之路。

默克在液晶材料除了用在大尺寸高解析度面板的PS-VA液晶材料之外,隨著智慧型手機的普及化,行動裝置顯示器也開始朝高解析度、高亮度的趨勢發展,還必須符合嚴苛的低耗電量的需求,所以默克開發出新液晶材料UB-FFS (Ultra-Brightness Fringe Field Switching),而且今年六月甫獲得到德國發明獎,以及SID(Society for Information Display)的金質獎章的殊榮,對於高解析度的行動裝置的發展注入了一劑強心針。

廣色域技術應用(High Color Gamut)

第二個主題強調廣色域的應用,默克除了提供在LED螢光粉,能將一般表現面板升級為高色彩飽和度的廣色域面板。在OLED材料領域,能讓OLED TV的色彩飽和度達到110%,大幅提升發光效率並增添生動色彩。還有,默克的量子棒(Quantum Rod)材料技術,可以讓液晶顯示器的色彩飽和度提升到130%,同時維持高亮度,帶來絕佳的色彩體驗,呈現色彩層次與景深的效果,增添顯示器應用的魅力。

默克的面板材料在高解析度的這一場競爭中幫助台灣廠商取得先機,但是OLED的製程材料上也不含糊,OLED製程的主要的瓶頸在於大尺寸面板所用Mask與基板的對位的挑戰,默克是OLED製程解決方案中,少數同時提供真空蒸鍍法以及噴墨技術方式量產OLED面板,採用噴墨技術將OLED材料噴灑到基板的量產方法,將OLED材料列印在大尺寸薄膜上,可以有效地降低大尺寸OLED面板的生產成本。

下世代面板應用(Next Generation Display)

第三個主題著重在下世代面板的應用,包含Blue Phase和ULH(Uniform Lying Helix)材料,都是嘗試利用高速液晶反應速度,可以提供高穿透度,快速灰階對灰階應答,來達成場色序演算法的計算,並且搭配背光模組的控制,進而取代面板的Color Filter的功能,最大的優點不但可以省掉Color Filter成本,更讓顯示器提供節能、廣視角以及極佳低色偏效果,這些材料需要與面板廠製程做大幅度的整合與面板設計的搭配,如果進展順利,預計幾年內這些材料的應用可以上市。

此外,軟板有機顯示(Organic Electronics)材料的使用,針對軟性可以彎折的顯示技術的發展,因為更多的穿戴式裝置的應用,相形愈顯得OE材料發展的重要性。

面板以外的應用(Beyond Display )

面板以外之顯示器應用(Beyond Display),一向最能攫取參展來賓的目光,打開默克非顯示器的應用領域,首推液晶智慧型窗戶(LC Window)的應用,透過液晶材料的特性,並且積極與建築和室內設計產業做結合,發展出能提升人類生活品質的智慧型產品。默克已開始發展第二代的智慧型窗戶的應用,將系統做有效的簡化,讓建築設計與綠色建築的營造商有更大的應用彈性,透過液晶控制調整窗戶透光量,不僅環保節能,又能改變指標性公共建築或企業大樓的外觀,默克在德國總部的創新研究中心,就採用大範圍智慧型窗戶,兼具美觀與新科技櫥窗的效果。

除此之外,默克將液晶的應用延伸到諸如碟形天線接收器的領域,讓傳統上無法個人攜帶的衛星訊號碟形天線,可以變成類似於面板一樣易於攜帶;針對歐洲高級車的頭燈設計,也透過液晶材料的延伸應用,進入Smart Lighting的領域,讓會車的兩方都得到頭燈亮度的調節,提升行車安全;其他,還包括裸眼3D技術所需要的全像式3D的應用,以及越來越常見於百貨公司與量販店的透明顯示器等等。

默克在台灣經營長久的客戶關係,不斷在創新的材料研發中,搭配台灣產業在新技術、製程與產品商品化的同步合作關係中,一直努力扮演隱形英雄的角色,隨著顯示技術的發展,不同材料、製程與產品的演進中,默克期待扮演更積極與更關鍵的角色。

台灣面板產業能在強敵環伺中,透過敏銳的市場嗅覺、精緻的市場定位,選擇產品差異化策略,並努力經營使用者對產品創意的接受度,成功得走出一條康莊大道,讓人對台灣保持充分的信心。默克希望透過不同的技術開發和重要的購併,加強在面板材料上的發展,支持台灣面板業的持續成長。這次在2015 Touch Taiwan展,默克這位幕後的隱身英雄,將有光彩奪目的現身,歡迎來賓蒞臨參觀。


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