[導讀]隨著電子產(chǎn)品朝輕、薄、可攜特性發(fā)展，可卷撓、彎曲的軟性顯示面板已是大勢所趨。其中軟性透明基板更為未來關鍵技術，工研院已研發(fā)FlexUPD技術，并實際導入TFT制程，面板廠若透過既有玻璃面板設備進一步量產(chǎn)軟性顯示
隨著電子產(chǎn)品朝輕、薄、可攜特性發(fā)展，可卷撓、彎曲的軟性顯示面板已是大勢所趨。其中軟性透明基板更為未來關鍵技術，工研院已研發(fā)FlexUPD技術，并實際導入TFT制程，面板廠若透過既有玻璃面板設備進一步量產(chǎn)軟性顯示器，可發(fā)揮最大經(jīng)濟效益。
現(xiàn)階段，主流顯示技術除電泳顯示(EPD)如E ink、電子粉流體(QR-LPD)與微杯(Microcup)外，另包括平面液晶顯示器(LCD)、有機發(fā)光二極體(OLED)、主動矩陣式有機發(fā)光二極體(AMOLED)技術，且各有優(yōu)劣(表1)。
根據(jù)DisplaySearch研究數(shù)據(jù)顯示，軟性基板材料市場正蓬勃發(fā)展，特別是塑膠基板，其占軟性顯示器用基板95%以上。在此發(fā)展態(tài)勢下，工研院表示，將進一步拓展多用途軟性電子基板(FlexUPD)技術于各種顯示面板的應用，其應用規(guī)畫包含，軟性主動矩陣式有機發(fā)光二極體、軟性薄膜電晶體液晶顯示器(TFT LCD)與軟性電容式觸控薄膜、主動矩陣式軟性電泳式顯示(AMEPD)。
此外，DisplaySearch預期，2011年軟性基板材料需求將保持高成長態(tài)勢，累計應用面積可達148.8公頃，推估2012年將成長156%，達264.3公頃，至于2013年，則上看414.5公頃，而2014～2018年更將達1,041公頃。
制程/材料技術突破大面積軟性面板可量產(chǎn)
圖1 工研院顯示中心組長李正中表示，F(xiàn)lexUPD已可大量導入TFT LCD制程，未來將進一步實現(xiàn)量產(chǎn)軟性薄膜元件與應用的目標。
工研院顯示中心組長李正中(圖1)表示，工研院已改善黏著型基板技術在多層對位不準與殘膠等嚴重問題，現(xiàn)階段，透過涂布型基板技術，除提升對位精準度，也已解決殘膠問題。
此外，涂布型基板技術更可運用于350℃高溫TFT制程，因此，已可大量導入TFT LCD制程，進而開發(fā)軟性薄膜元件與應用。
李正中表示，工研院多用途軟性電子基板在制程、材料技術于2010年獲得突破性改善，在制程增進方面，至2010年11月為止，已改善觸控式薄膜邊角動態(tài)影像邊緣感測，在大尺寸軟性投射式電容觸控膜顯示時，仍保持在6寸顯示的穩(wěn)定畫質(zhì)。
此外，李正中進一步說明，至2010年6月，軟性阻氣基板透過多層堆疊優(yōu)化，平均透光率已提高10%，達85.6%，而經(jīng)過制程簡化、設備改善與環(huán)境控制，固定面積內(nèi)粉沉降低80%，導入60℃、12小時OLED-TEG測試后，正面已無暗點增加，顯示效能已大幅提升。
降低亮度衰減/擴大尺寸軟性多點觸控架構成形
工研院材化所組長李宗銘則表示，該單位針對軟性AMOLED撓曲技術也有大幅進展，主要透過改善OLED結構設計與封裝，并實際運用玻璃基板OLED量產(chǎn)設備制作可撓式AMOLED，已大幅改善衰減，以制作6寸可撓式AMOLED為例，2010年已達到在撓曲半徑(R)等于5公分時，彎曲三千次后，亮度衰減壓低到25%，相較于2009年4.1寸撓曲半徑5公分、彎曲二千五百次后，亮度衰減90%，已有效增加尺寸與改善亮度。
因此，面板廠如奇美、友達，可透過既有玻璃面板設備與制程直接生產(chǎn)軟性顯示面板。而透過導入TFT制程，板材聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚醯亞胺 (PI)皆可發(fā)展投射式電容多點觸控，面板廠毋須購買額外卷對卷(R2R)、涂布設備。唯PET材料制程耐熱上限溫度為150℃，而PI材料則可再上探，達200凜300℃。
圖2 工研究院顯示與光源整合技術部經(jīng)理貢振邦指出，F(xiàn)lexUPD應用版圖將持續(xù)擴大，包括6～20寸以上顯示觸控裝置。
工研究院顯示與光源整合技術部經(jīng)理貢振邦(圖2)認為，F(xiàn)lexUPD應用版圖將持續(xù)擴大，包括6～20寸以上顯示觸控裝置。該單位已與義隆電子密切合作開發(fā)，以PI板材開發(fā)的多點觸控顯示面板，可作到3代、3.5代及5代玻璃產(chǎn)線，且面板廠量產(chǎn)只須涂布刮刀，毋須增添涂布設備。唯現(xiàn)階段發(fā)展大面積42寸以上應用，對于觸控感測晶片要求較嚴格，仍賴國內(nèi)感測晶片商配合開發(fā)，以增進大面積軟性觸控面板效能。
而軟性觸感回饋器、軟性X光/ 三維感測器等，皆為2011年工業(yè)技術研究院顯示中心與生醫(yī)所合作重點。其中，軟性X光感測器由于采用高溫制程，因此將運用可耐高溫的PI板材，如透過結合感測晶片與薄膜電晶體制作低劑量的手持式醫(yī)療X光檢測與特殊結構的非破壞性缺陷檢測，主要透過改進電荷耦合(CCD)圖像感測技術，擷取X光訊號變換并將數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)換回傳電腦系統(tǒng)。
至11月為止，工研院軟性阻基板透過多層堆疊優(yōu)化，平均透光率已提高10%達85.6%，而經(jīng)過制程簡化、設備改善與環(huán)境控制，固定面積內(nèi)粉沉降低 80%，導入60℃、12小時OLED-TEG測試后，正面已無暗點增加，進一步提升顯示效能。在制程方面，已改善觸控式薄膜邊角動態(tài)影像邊緣感測問題，在大尺寸軟性投射式電容觸控膜顯示時，仍可保持穩(wěn)定畫質(zhì)。
工研院攜手義隆/緯創(chuàng)智慧型手機閱讀展新貌
盡管軟性顯示器應用趨勢仍以電子書閱讀器與平板(Tablet)裝置為廠商首要考量，然而在iPad壓縮電子書閱讀器市場趨勢帶動下，工研院另辟蹊徑，透過創(chuàng)新多用途軟性電子基板技術，整合軟性OLED、新封裝技術以及與緯創(chuàng)、義隆電子等合作廠商，拓展FlexUPD于智慧型手機顯示面板相關應用(圖 3)。
圖3 資料來源：工研院
工研院顯示與光源整合技術部已與義隆電子密切合作開發(fā)觸碰式軟性顯示器螢幕。
據(jù)工研院產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與趨勢研究中心(IEK)最新研究數(shù)據(jù)顯示，2012年，全球手機累計出貨量將達到五十五億支，推估2012年智慧型手機的市占率將為整體手機市場的30%以上，達十七億支。而在此龐大使用者基礎上，若使用者習慣智慧型手機多合一功能，因此暫時不考量額外購買電子書閱讀器時，智慧型手機蘊含龐大電子閱讀商機。
有鑒于此，工研究院電光所組長胡紀平(圖4)表示，與其開發(fā)新電子書平臺與iPad等平板裝置競爭，還不如透過既有的智慧型手機平臺加速拓展FlexUPD技術的應用領域，而該團隊已針對智慧型手機既有顯示面板較小而不適合閱讀問題，進行改善。
圖4 工研究院電光所組長胡紀平認為，透過FlexUPD技術提供可摺疊功能的大面板，將再掀起智慧型手機使用者的閱讀熱潮。[!--empirenews.page--]
在不改變既有智慧型手機尺寸、框架下，提供比手機尺寸大1.5倍的輕薄螢幕摺疊面板，此項獨特技術已經(jīng)驗證可重復一萬五千次以上摺疊仍不會改變螢幕性能、效能。胡紀平認為，F(xiàn)lexUPD大幅改善現(xiàn)有平板裝置、電子書閱讀器顯示面板較易破裂、行動性與閱讀功能的系統(tǒng)相沖突，以及電池無法負擔動態(tài)影像功耗等問題。
現(xiàn)階段，針對智慧型手機軟性摺疊面板設計，工研院已與緯創(chuàng)合作，胡紀平透露，透過FlexUPD整合軟性OLED與新封裝技術，具體應用在軟性觸控模組與 6寸AMOLED軟性基板，并結合卷對卷技術，制成具撓曲特性軟性觸控面板，可達到全機觸控，或者打造可同時感測超過百點以上觸控面板。而搭配工業(yè)技術研究院研發(fā)離形層技術，提升軟性OLED-TEG雛型取下時良率，至2010年11月為止，壓力敏感黏膠(PSA)封裝搭配30奈米薄膜制程良率已提升到 95～100%，因此，在克服軟性顯示面板生產(chǎn)良率的技術門檻后，量產(chǎn)只欠東風。
現(xiàn)階段，主流顯示技術除電泳顯示(EPD)如E ink、電子粉流體(QR-LPD)與微杯(Microcup)外，另包括平面液晶顯示器(LCD)、有機發(fā)光二極體(OLED)、主動矩陣式有機發(fā)光二極體(AMOLED)技術，且各有優(yōu)劣(表1)。
根據(jù)DisplaySearch研究數(shù)據(jù)顯示，軟性基板材料市場正蓬勃發(fā)展，特別是塑膠基板，其占軟性顯示器用基板95%以上。在此發(fā)展態(tài)勢下，工研院表示，將進一步拓展多用途軟性電子基板(FlexUPD)技術于各種顯示面板的應用，其應用規(guī)畫包含，軟性主動矩陣式有機發(fā)光二極體、軟性薄膜電晶體液晶顯示器(TFT LCD)與軟性電容式觸控薄膜、主動矩陣式軟性電泳式顯示(AMEPD)。
此外，DisplaySearch預期，2011年軟性基板材料需求將保持高成長態(tài)勢，累計應用面積可達148.8公頃，推估2012年將成長156%，達264.3公頃，至于2013年，則上看414.5公頃，而2014～2018年更將達1,041公頃。
制程/材料技術突破大面積軟性面板可量產(chǎn)
圖1 工研院顯示中心組長李正中表示，F(xiàn)lexUPD已可大量導入TFT LCD制程，未來將進一步實現(xiàn)量產(chǎn)軟性薄膜元件與應用的目標。
工研院顯示中心組長李正中(圖1)表示，工研院已改善黏著型基板技術在多層對位不準與殘膠等嚴重問題，現(xiàn)階段，透過涂布型基板技術，除提升對位精準度，也已解決殘膠問題。
此外，涂布型基板技術更可運用于350℃高溫TFT制程，因此，已可大量導入TFT LCD制程，進而開發(fā)軟性薄膜元件與應用。
李正中表示，工研院多用途軟性電子基板在制程、材料技術于2010年獲得突破性改善，在制程增進方面，至2010年11月為止，已改善觸控式薄膜邊角動態(tài)影像邊緣感測，在大尺寸軟性投射式電容觸控膜顯示時，仍保持在6寸顯示的穩(wěn)定畫質(zhì)。
此外，李正中進一步說明，至2010年6月，軟性阻氣基板透過多層堆疊優(yōu)化，平均透光率已提高10%，達85.6%，而經(jīng)過制程簡化、設備改善與環(huán)境控制，固定面積內(nèi)粉沉降低80%，導入60℃、12小時OLED-TEG測試后，正面已無暗點增加，顯示效能已大幅提升。
降低亮度衰減/擴大尺寸軟性多點觸控架構成形
工研院材化所組長李宗銘則表示，該單位針對軟性AMOLED撓曲技術也有大幅進展，主要透過改善OLED結構設計與封裝，并實際運用玻璃基板OLED量產(chǎn)設備制作可撓式AMOLED，已大幅改善衰減，以制作6寸可撓式AMOLED為例，2010年已達到在撓曲半徑(R)等于5公分時，彎曲三千次后，亮度衰減壓低到25%，相較于2009年4.1寸撓曲半徑5公分、彎曲二千五百次后，亮度衰減90%，已有效增加尺寸與改善亮度。
因此，面板廠如奇美、友達，可透過既有玻璃面板設備與制程直接生產(chǎn)軟性顯示面板。而透過導入TFT制程，板材聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與聚醯亞胺 (PI)皆可發(fā)展投射式電容多點觸控，面板廠毋須購買額外卷對卷(R2R)、涂布設備。唯PET材料制程耐熱上限溫度為150℃，而PI材料則可再上探，達200凜300℃。
圖2 工研究院顯示與光源整合技術部經(jīng)理貢振邦指出，F(xiàn)lexUPD應用版圖將持續(xù)擴大，包括6～20寸以上顯示觸控裝置。
工研究院顯示與光源整合技術部經(jīng)理貢振邦(圖2)認為，F(xiàn)lexUPD應用版圖將持續(xù)擴大，包括6～20寸以上顯示觸控裝置。該單位已與義隆電子密切合作開發(fā)，以PI板材開發(fā)的多點觸控顯示面板，可作到3代、3.5代及5代玻璃產(chǎn)線，且面板廠量產(chǎn)只須涂布刮刀，毋須增添涂布設備。唯現(xiàn)階段發(fā)展大面積42寸以上應用，對于觸控感測晶片要求較嚴格，仍賴國內(nèi)感測晶片商配合開發(fā)，以增進大面積軟性觸控面板效能。
而軟性觸感回饋器、軟性X光/ 三維感測器等，皆為2011年工業(yè)技術研究院顯示中心與生醫(yī)所合作重點。其中，軟性X光感測器由于采用高溫制程，因此將運用可耐高溫的PI板材，如透過結合感測晶片與薄膜電晶體制作低劑量的手持式醫(yī)療X光檢測與特殊結構的非破壞性缺陷檢測，主要透過改進電荷耦合(CCD)圖像感測技術，擷取X光訊號變換并將數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)換回傳電腦系統(tǒng)。
至11月為止，工研院軟性阻基板透過多層堆疊優(yōu)化，平均透光率已提高10%達85.6%，而經(jīng)過制程簡化、設備改善與環(huán)境控制，固定面積內(nèi)粉沉降低 80%，導入60℃、12小時OLED-TEG測試后，正面已無暗點增加，進一步提升顯示效能。在制程方面，已改善觸控式薄膜邊角動態(tài)影像邊緣感測問題，在大尺寸軟性投射式電容觸控膜顯示時，仍可保持穩(wěn)定畫質(zhì)。
工研院攜手義隆/緯創(chuàng)智慧型手機閱讀展新貌
盡管軟性顯示器應用趨勢仍以電子書閱讀器與平板(Tablet)裝置為廠商首要考量，然而在iPad壓縮電子書閱讀器市場趨勢帶動下，工研院另辟蹊徑，透過創(chuàng)新多用途軟性電子基板技術，整合軟性OLED、新封裝技術以及與緯創(chuàng)、義隆電子等合作廠商，拓展FlexUPD于智慧型手機顯示面板相關應用(圖 3)。
圖3 資料來源：工研院
工研院顯示與光源整合技術部已與義隆電子密切合作開發(fā)觸碰式軟性顯示器螢幕。
據(jù)工研院產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與趨勢研究中心(IEK)最新研究數(shù)據(jù)顯示，2012年，全球手機累計出貨量將達到五十五億支，推估2012年智慧型手機的市占率將為整體手機市場的30%以上，達十七億支。而在此龐大使用者基礎上，若使用者習慣智慧型手機多合一功能，因此暫時不考量額外購買電子書閱讀器時，智慧型手機蘊含龐大電子閱讀商機。
有鑒于此，工研究院電光所組長胡紀平(圖4)表示，與其開發(fā)新電子書平臺與iPad等平板裝置競爭，還不如透過既有的智慧型手機平臺加速拓展FlexUPD技術的應用領域，而該團隊已針對智慧型手機既有顯示面板較小而不適合閱讀問題，進行改善。
圖4 工研究院電光所組長胡紀平認為，透過FlexUPD技術提供可摺疊功能的大面板，將再掀起智慧型手機使用者的閱讀熱潮。[!--empirenews.page--]
在不改變既有智慧型手機尺寸、框架下，提供比手機尺寸大1.5倍的輕薄螢幕摺疊面板，此項獨特技術已經(jīng)驗證可重復一萬五千次以上摺疊仍不會改變螢幕性能、效能。胡紀平認為，F(xiàn)lexUPD大幅改善現(xiàn)有平板裝置、電子書閱讀器顯示面板較易破裂、行動性與閱讀功能的系統(tǒng)相沖突，以及電池無法負擔動態(tài)影像功耗等問題。
現(xiàn)階段，針對智慧型手機軟性摺疊面板設計，工研院已與緯創(chuàng)合作，胡紀平透露，透過FlexUPD整合軟性OLED與新封裝技術，具體應用在軟性觸控模組與 6寸AMOLED軟性基板，并結合卷對卷技術，制成具撓曲特性軟性觸控面板，可達到全機觸控，或者打造可同時感測超過百點以上觸控面板。而搭配工業(yè)技術研究院研發(fā)離形層技術，提升軟性OLED-TEG雛型取下時良率，至2010年11月為止，壓力敏感黏膠(PSA)封裝搭配30奈米薄膜制程良率已提升到 95～100%，因此，在克服軟性顯示面板生產(chǎn)良率的技術門檻后，量產(chǎn)只欠東風。
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