“臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院”(以下簡(jiǎn)稱工研院)是支持臺(tái)灣高科技產(chǎn)業(yè)研發(fā)的半官半民研究機(jī)構(gòu)。ITRI并不單單是一家研究所，作為旨在將技術(shù)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系起來的組織，工研院為臺(tái)灣高科技產(chǎn)業(yè)的增長做出了貢獻(xiàn)。在工研院負(fù)責(zé)顯示器研發(fā)的“影像顯示科技中心”(簡(jiǎn)稱顯示中心)正致力于可自由彎曲的柔性顯示器的研發(fā)。為何是柔性顯示器?該中心采取哪些舉措取得了成果?其目標(biāo)又是什么?對(duì)此，本站記者采訪了工研院顯示中心主任程章林。

——顯示中心正致力于可自由彎曲的柔性顯示器研發(fā)，理由是什么?

我在6年前的2006年以主任身份加入工研院顯示中心時(shí)，就考慮了顯示器的未來。未來顯示器的關(guān)鍵詞是“Everywhere!! Any Shape!!”，也就是說可以在任何場(chǎng)所使用顯示器。因此，未來的顯示器必須能形成任何形狀，比如窗戶、掛畫都將成為顯示器。所以我們決定致力于柔性顯示器的研發(fā)。

2006年12月，為再次創(chuàng)造顯示器產(chǎn)業(yè)的新成長機(jī)會(huì)，我們開始研發(fā)新時(shí)代的柔性顯示器。2007年采用了美國柯達(dá)的膽甾相液晶技術(shù)，2012年在日本的展會(huì)上公開了開發(fā)成果。

——柔性顯示器的研發(fā)體制是什么?

工研院擁有多個(gè)領(lǐng)域的研究中心，柔性顯示器的研發(fā)并不只是在我們顯示中心進(jìn)行，而是在工研院內(nèi)的其他研究所的支持下高效推進(jìn)的。例如，整體封裝得到了“Electronics& Optoelectronics Research Lab.(EOL)”的幫助，制造裝置得到了“ITRI South(IS)”和“Mechanical and Systems Research Lab.(MSL)”的支援，測(cè)定裝置得到了“Center for Measurement Standards(CMS)”的支援，基板和材料借助了“Material and Chemical Research Lab.(MCL)”的力量。另外還得到了研究人員的支持。

此外，我們還與產(chǎn)業(yè)界和行政機(jī)構(gòu)建立了合作體制。產(chǎn)業(yè)界方面，行業(yè)團(tuán)體“臺(tái)灣顯示器產(chǎn)業(yè)聯(lián)合總會(huì)”參加了我們的項(xiàng)目。行政機(jī)構(gòu)方面，經(jīng)濟(jì)部工業(yè)局“影像顯示產(chǎn)業(yè)推動(dòng)辦公室”(CIPO)為我們提夠了研發(fā)投資和招商支援。我們收到了CIPO的研發(fā)費(fèi)用，作為回報(bào)，會(huì)為CIPO提供優(yōu)秀的人才。

我們中心擁有第二代基板(尺寸為370mm×470mm)試產(chǎn)線。無塵室的面積為3124m2。我們擁有基板涂覆工序中的涂覆裝置和熱處理裝置，密封工序中的薄膜形成裝置，液晶單元工序中的聚酰亞胺涂覆裝置和排列裝置，TFT工序中的激光結(jié)晶化裝置、等離子CVD裝置和離子淋浴(Ion Shower)裝置，卷對(duì)卷工序中的絲網(wǎng)印刷機(jī)、激光蝕刻裝置和覆膜機(jī)。

——具體的研發(fā)主題是什么?

未來顯示器產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵詞有“Digital Life”和“Go Green”兩個(gè)。

作為實(shí)現(xiàn)Digital Life的產(chǎn)品，設(shè)想的是更加薄型、輕量、堅(jiān)固的手機(jī)以及可以卷起來的柔性顯示器。前者的開發(fā)主題選擇了塑料基板技術(shù)，后者選擇了可彎曲技術(shù)。比如，正在研發(fā)柔性電子紙、柔性有機(jī)EL、柔性觸摸面板、柔性基板剝離以及柔性TFT基板等多種技術(shù)。

實(shí)現(xiàn)Go Green的產(chǎn)品方面，設(shè)想的是大屏幕數(shù)字標(biāo)牌和低功耗電子紙。前者的開發(fā)主題選擇的是卷對(duì)卷工藝，后者選擇的是無紙雙穩(wěn)定顯示。如大屏幕卷對(duì)卷膽甾相液晶、彩色膽甾相液晶、電潤濕顯示器、柔性基板剝離以及柔性TFT基板等多項(xiàng)技術(shù)。

其中，重點(diǎn)著力的是用于數(shù)字標(biāo)牌的低功耗顯示器、用于視頻顯示的有機(jī)EL和高性能TFT、可實(shí)現(xiàn)雙向顯示的系統(tǒng)整合這三方面。

——取得了什么研究成果?

在柯達(dá)的協(xié)助下開發(fā)出了大尺寸的卷對(duì)卷膽甾相液晶電子紙。具體來說，就是在樹脂基板上形成ITO層，利用激光形成圖案，然后在上面涂覆液晶材料，形成保護(hù)層和吸收層，之后再形成導(dǎo)電層，最后切割成產(chǎn)品所需要的尺寸。另外，我們還在進(jìn)行液晶材料設(shè)計(jì)、卷對(duì)卷激光蝕刻、坡流涂布(slide coating)及絲網(wǎng)印刷等技術(shù)的開發(fā)。

我們開發(fā)了光輸入型及熱輸入型顯示器。光輸入型顯示器的屏幕尺寸為3.5英寸×4.5英寸，分辨率為300dpi，采用2灰階單色顯色。熱輸入型的屏幕尺寸為3.5英寸×40英寸，分辨率為200dpi，采用2灰階以上單色顯示?？煞磸?fù)實(shí)施250灰階以上的輸入及刪除。我們還試制了掛畫式顯示器，憑借該研究成果，我們獲得了《R&D Magazine》的“2011年度百大科技研發(fā)獎(jiǎng)(2011 R&D 100 Awards)”，以及《華爾街日?qǐng)?bào)》的“2011年度科技創(chuàng)新獎(jiǎng)(2011 Technology Innovation Awards)。我們?cè)O(shè)想了24cm×300cm、300dpi卷軸型顯示器等新應(yīng)用，試制了多種形狀的顯示器。

在基于膽甾相液晶的高亮度彩色電子紙方面，我們開發(fā)了無源矩陣型和有源矩陣型顯示器。無源矩陣型顯示器的屏幕尺寸為10.4英寸，分辨率為100ppi，采用4灰階4096色顯示，反射率超過35%，驅(qū)動(dòng)電壓在40V以下。有源矩陣型顯示器的屏幕尺寸為5英寸，分辨率為80ppi，采用4灰階4096色顯示，驅(qū)動(dòng)電壓在40V以下，刷新率為30幀/秒。采用獨(dú)創(chuàng)的單層雙單元構(gòu)造，與原來的3層構(gòu)造相比，制造工序簡(jiǎn)單，有成本優(yōu)勢(shì)。

電潤濕顯示器方面，開發(fā)了6英寸段碼式顯示器以及有源矩陣驅(qū)動(dòng)型半透射型顯示器。6英寸段碼式顯示器有黑、藍(lán)、綠、紅4種顏色，反射率約為40%，對(duì)比度約為10:1。有源矩陣驅(qū)動(dòng)型半透射型顯示器的屏幕尺寸為3.5英寸，像素?cái)?shù)為480×320。我們?cè)诖嘶A(chǔ)上試制了14英寸的“智能窗戶”，設(shè)想像窗戶玻璃那樣使用，采用與太陽能電池單元一體化的設(shè)計(jì)。

在制造技術(shù)上，我們開發(fā)出了使用已有玻璃基板生產(chǎn)線的柔性顯示器制造技術(shù)“FlexUP(Flexible Universal Plane)”。原來是在搬運(yùn)用玻璃基板上涂粘合劑來粘貼樹脂基板，這種方式在制作元件時(shí)容易發(fā)生錯(cuò)位，而且對(duì)之后的工藝溫度也有制約。而FlexUP是在搬送用玻璃基板上形成剝離層，并在上面涂覆聚酰亞胺薄膜，然后將該聚酰亞胺薄膜作為基板，在其上制造TFT及傳感器等元件。該方法可高精度形成元件，另外還可使用使元件特性穩(wěn)定所需要的高溫工藝。憑借這一研究成果，我們獲得了《R&D Magazine》的“2010年度百大科技研發(fā)獎(jiǎng)(2010 R&D 100 Awards)，以及《華爾街日?qǐng)?bào)》的“2010年度科技創(chuàng)新獎(jiǎng)金獎(jiǎng)(2010 Technology Innovation Awards：Gold Awards)”。

在支持影像顯示的有源矩陣型柔性顯示器方面，我們首先于2007年開發(fā)出了7英寸TFT液晶面板。然后又在2008年開發(fā)出了4.1英寸單色有機(jī)EL面板，2009年開發(fā)出了4.1英寸彩色有機(jī)EL面板和單色電子紙，2010年開發(fā)出了6英寸彩色有機(jī)EL面板和組合使用柔性觸摸面板的6英寸彩色有機(jī)EL面板。2011年利用耐水性較差的有機(jī)EL面板進(jìn)行了水中顯示的演示，這也是一款6英寸的柔性有機(jī)EL面板。

——工研院的研究所有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)?

工研院在世界上也是獨(dú)一無二的研究所。研發(fā)資金有50%為政府提供，剩余50%為自籌，是一所半官半民的研究所。除了對(duì)自己的專利實(shí)施授權(quán)之外，也轉(zhuǎn)讓自主開發(fā)的技術(shù)。在技術(shù)開發(fā)上，企業(yè)一般只考慮1～2年后，而工研院則瞄準(zhǔn)了3～5年后。臺(tái)灣有很多小公司，這些公司無法擠出費(fèi)用來開展瞄準(zhǔn)3～5年后的研究。因此，臺(tái)灣“行政院”設(shè)立工研院，實(shí)現(xiàn)了這些研究，之后再向工業(yè)界轉(zhuǎn)讓技術(shù)。這樣一來，工研院不再是單純的研究所，而是變成了將技術(shù)與工業(yè)聯(lián)系起來的組織。因此，工研院的名稱以“工業(yè)”打頭。

臺(tái)灣工研院設(shè)立于1973年，總部位于新竹。在2012年4月時(shí)擁有5743名員工，其中有博士學(xué)位的有1296人。主要研究領(lǐng)域?yàn)樾畔⑼ㄐ?、電?middot;光電子、材料·化學(xué)·納米技術(shù)、清潔能源·環(huán)境、機(jī)械·系統(tǒng)以及醫(yī)療·生物。

——顯示中心的定位是什么?

工研院有涉足各領(lǐng)域的多種研究中心，其中之一就是我所在的影像顯示科技中心。顯示中心的主要任務(wù)是在顯示器方面構(gòu)筑研發(fā)戰(zhàn)略，開發(fā)工藝及系統(tǒng)以及進(jìn)行技術(shù)整合。員工數(shù)量為230人。

顯示中心設(shè)在工研院的15號(hào)樓，這是一棟對(duì)工研院甚至臺(tái)灣都十分重要的建筑物。這棟樓里設(shè)有半導(dǎo)體試產(chǎn)線，臺(tái)灣的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)就發(fā)祥于此，臺(tái)灣代表性半導(dǎo)體廠商臺(tái)積電及聯(lián)華電子可以說就是在這里誕生的。

我們一直致力的柔性顯示器定位于實(shí)現(xiàn)“數(shù)字生活(Digital Life)”和“走向綠色(Go Green)”所必需的技術(shù)。工研院擁有可為新一代顯示器開發(fā)提供支持的多種資源(人才、設(shè)備、資金等)和渠道(人脈等)，而且還擁有顯示器研究設(shè)施和卷對(duì)卷制造設(shè)備。工研院十分歡迎以雙贏為目的的國際合作。