隨著電子產(chǎn)品朝輕、薄、可攜特性發(fā)展，可卷?yè)?、彎曲的軟?strong>顯示面板已是大勢(shì)所趨。其中軟性透明基板更為未來(lái)關(guān)鍵技術(shù)，工研院已研發(fā)FlexUPD技術(shù)，并實(shí)際導(dǎo)入TFT制程，面板廠若透過(guò)既有玻璃面板設(shè)備進(jìn)一步量產(chǎn)軟性顯示器，可發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益。
現(xiàn)階段，主流顯示技術(shù)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(jī)發(fā)光二極體(OLED)、主動(dòng)矩陣式有機(jī)發(fā)光二極體(AMOLED)技術(shù)，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(chǎng)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(shì)下，工研院表示，將進(jìn)一步拓展多用途軟性電子基板(FlexUPD)技術(shù)于各種顯示面板的應(yīng)用，其應(yīng)用規(guī)畫(huà)包含，軟性主動(dòng)矩陣式有機(jī)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(dòng)矩陣式軟性電泳式顯示(AMEPD)。

此外，DisplaySearch預(yù)期，2011年軟性基板材料需求將保持高成長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，累計(jì)應(yīng)用面積可達(dá)148.8公頃，推估2012年將成長(zhǎng)156%，達(dá)264.3公頃，至于2013年，則上看414.5公頃，而2014～2018年更將達(dá)1,041公頃。

制程/材料技術(shù)突破大面積軟性面板可量產(chǎn)

圖1 工研院顯示中心組長(zhǎng)李正中表示，F(xiàn)lexUPD已可大量導(dǎo)入TFT LCD制程，未來(lái)將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)軟性薄膜元件與應(yīng)用的目標(biāo)。
工研院顯示中心組長(zhǎng)李正中(圖1)表示，工研院已改善黏著型基板技術(shù)在多層對(duì)位不準(zhǔn)與殘膠等嚴(yán)重問(wèn)題，現(xiàn)階段，透過(guò)涂布型基板技術(shù)，除提升對(duì)位精準(zhǔn)度，也已解決殘膠問(wèn)題。

此外，涂布型基板技術(shù)更可運(yùn)用于350℃高溫TFT制程，因此，已可大量導(dǎo)入TFT LCD制程，進(jìn)而開(kāi)發(fā)軟性薄膜元件與應(yīng)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(shù)于2010年獲得突破性改善，在制程增進(jìn)方面，至2010年11月為止，已改善觸控式薄膜邊角動(dòng)態(tài)影像邊緣感測(cè)，在大尺寸軟性投射式電容觸控膜顯示時(shí)，仍保持在6寸顯示的穩(wěn)定畫(huà)質(zhì)。

此外，李正中進(jìn)一步說(shuō)明，至2010年6月，軟性阻氣基板透過(guò)多層堆疊優(yōu)化，平均透光率已提高10%，達(dá)85.6%，而經(jīng)過(guò)制程簡(jiǎn)化、設(shè)備改善與環(huán)境控制，固定面積內(nèi)粉沉降低80%，導(dǎo)入60℃、12小時(shí)OLED-TEG測(cè)試后，正面已無(wú)暗點(diǎn)增加，顯示效能已大幅提升。

降低亮度衰減/擴(kuò)大尺寸軟性多點(diǎn)觸控架構(gòu)成形

工研院材化所組長(zhǎng)李宗銘則表示，該單位針對(duì)軟性AMOLED撓曲技術(shù)也有大幅進(jìn)展，主要透過(guò)改善OLED結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與封裝，并實(shí)際運(yùn)用玻璃基板OLED量產(chǎn)設(shè)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(dá)到在撓曲半徑(R)等于5公分時(shí)，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(dá)，可透過(guò)既有玻璃面板設(shè)備與制程直接生產(chǎn)軟性顯示面板。而透過(guò)導(dǎo)入TFT制程，板材聚對(duì)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(diǎn)觸控，面板廠毋須購(gòu)買(mǎi)額外卷對(duì)卷(R2R)、涂布設(shè)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(dá)200凜300℃。

圖2 工研究院顯示與光源整合技術(shù)部經(jīng)理貢振邦指出，F(xiàn)lexUPD應(yīng)用版圖將持續(xù)擴(kuò)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(shù)部經(jīng)理貢振邦(圖2)認(rèn)為，F(xiàn)lexUPD應(yīng)用版圖將持續(xù)擴(kuò)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(kāi)發(fā)，以PI板材開(kāi)發(fā)的多點(diǎn)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(shè)備。唯現(xiàn)階段發(fā)展大面積42寸以上應(yīng)用，對(duì)于觸控感測(cè)晶片要求較嚴(yán)格，仍賴(lài)國(guó)內(nèi)感測(cè)晶片商配合開(kāi)發(fā)，以增進(jìn)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(cè)器等，皆為2011年工業(yè)技術(shù)研究院顯示中心與生醫(yī)所合作重點(diǎn)。其中，軟性X光感測(cè)器由于采用高溫制程，因此將運(yùn)用可耐高溫的PI板材，如透過(guò)結(jié)合感測(cè)晶片與薄膜電晶體制作低劑量的手持式醫(yī)療X光檢測(cè)與特殊結(jié)構(gòu)的非破壞性缺陷檢測(cè)，主要透過(guò)改進(jìn)電荷耦合(CCD)圖像感測(cè)技術(shù)，擷取X光訊號(hào)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(guò)多層堆疊優(yōu)化，平均透光率已提高10%達(dá)85.6%，而經(jīng)過(guò)制程簡(jiǎn)化、設(shè)備改善與環(huán)境控制，固定面積內(nèi)粉沉降低 80%，導(dǎo)入60℃、12小時(shí)OLED-TEG測(cè)試后，正面已無(wú)暗點(diǎn)增加，進(jìn)一步提升顯示效能。在制程方面，已改善觸控式薄膜邊角動(dòng)態(tài)影像邊緣感測(cè)問(wèn)題，在大尺寸軟性投射式電容觸控膜顯示時(shí)，仍可保持穩(wěn)定畫(huà)質(zhì)。

工研院攜手義隆/緯創(chuàng)智慧型手機(jī)閱讀展新貌

盡管軟性顯示器應(yīng)用趨勢(shì)仍以電子書(shū)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(shū)閱讀器市場(chǎng)趨勢(shì)帶動(dòng)下，工研院另辟蹊徑，透過(guò)創(chuàng)新多用途軟性電子基板技術(shù)，整合軟性O(shè)LED、新封裝技術(shù)以及與緯創(chuàng)、義隆電子等合作廠商，拓展FlexUPD于智慧型手機(jī)顯示面板相關(guān)應(yīng)用(圖 3)。

圖3 資料來(lái)源：工研院
工研院顯示與光源整合技術(shù)部已與義隆電子密切合作開(kāi)發(fā)觸碰式軟性顯示器螢?zāi)弧?br>據(jù)工研院產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與趨勢(shì)研究中心(IEK)最新研究數(shù)據(jù)顯示，2012年，全球手機(jī)累計(jì)出貨量將達(dá)到五十五億支，推估2012年智慧型手機(jī)的市占率將為整體手機(jī)市場(chǎng)的30%以上，達(dá)十七億支。而在此龐大使用者基礎(chǔ)上，若使用者習(xí)慣智慧型手機(jī)多合一功能，因此暫時(shí)不考量額外購(gòu)買(mǎi)電子書(shū)閱讀器時(shí)，智慧型手機(jī)蘊(yùn)含龐大電子閱讀商機(jī)。

有鑒于此，工研究院電光所組長(zhǎng)胡紀(jì)平(圖4)表示，與其開(kāi)發(fā)新電子書(shū)平臺(tái)與iPad等平板裝置競(jìng)爭(zhēng)，還不如透過(guò)既有的智慧型手機(jī)平臺(tái)加速拓展FlexUPD技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，而該團(tuán)隊(duì)已針對(duì)智慧型手機(jī)既有顯示面板較小而不適合閱讀問(wèn)題，進(jìn)行改善。

圖4 工研究院電光所組長(zhǎng)胡紀(jì)平認(rèn)為，透過(guò)FlexUPD技術(shù)提供可摺疊功能的大面板，將再掀起智慧型手機(jī)使用者的閱讀熱潮。[!--empirenews.page--]
在不改變既有智慧型手機(jī)尺寸、框架下，提供比手機(jī)尺寸大1.5倍的輕薄螢?zāi)贿’B面板，此項(xiàng)獨(dú)特技術(shù)已經(jīng)驗(yàn)證可重復(fù)一萬(wàn)五千次以上摺疊仍不會(huì)改變螢?zāi)恍阅?、效能。胡紀(jì)平認(rèn)為，F(xiàn)lexUPD大幅改善現(xiàn)有平板裝置、電子書(shū)閱讀器顯示面板較易破裂、行動(dòng)性與閱讀功能的系統(tǒng)相沖突，以及電池?zé)o法負(fù)擔(dān)動(dòng)態(tài)影像功耗等問(wèn)題。

現(xiàn)階段，針對(duì)智慧型手機(jī)軟性摺疊面板設(shè)計(jì)，工研院已與緯創(chuàng)合作，胡紀(jì)平透露，透過(guò)FlexUPD整合軟性O(shè)LED與新封裝技術(shù)，具體應(yīng)用在軟性觸控模組與 6寸AMOLED軟性基板，并結(jié)合卷對(duì)卷技術(shù)，制成具撓曲特性軟性觸控面板，可達(dá)到全機(jī)觸控，或者打造可同時(shí)感測(cè)超過(guò)百點(diǎn)以上觸控面板。而搭配工業(yè)技術(shù)研究院研發(fā)離形層技術(shù)，提升軟性O(shè)LED-TEG雛型取下時(shí)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(shù)門(mén)檻后，量產(chǎn)只欠東風(fēng)。