再造顯示產業榮景 台灣積極研發軟電技術

很快地，顯示器將不再受限於大型且笨重的外殼，也不必再安放在固定角落，背後還連接著一大堆複雜的訊號及電源線──得益於軟性顯示技術的迅速進展，具有‘輕薄短小’及可撓曲等優勢的軟性電子技術，正自主流的LCD之外，發展出全新的顯示應用空間。 消費市場是最早展現出軟性顯示技術價值的應用領域，從智慧卡、電子書、電子紙、POP/POS、PDA到行動電話，軟性顯示已開始嶄露頭角。“經過多年的發展，目前軟性顯示器應用市場已開始起飛，特別是隨著消費者對於可攜式設備與永不斷電的電子看板應用等需求的大幅成長，”iSuppli公司顯示技術研究副總裁Paul Semeza指出。 從美國、歐洲、日本到韓國，全球各地都有廠商傾全力開發軟性顯示技術。而在上一波LCD顯示潮流中佔據了領導地位的台灣顯示器產業，也在整體產值突破兆元台幣後，致力於在此一領域探索更多的新興應用與技術開發。 台灣相關產業與研發單位已紛紛投入新世代軟性顯示技術的研究。工研院在去年集合產官學研成立了‘軟性電子產業推動聯盟’與‘軟電實驗室’，並整合材料、基板、設備、元件系統及應用服務業者，成立了‘連續式軟性液晶薄膜研發聯盟’。 目前台灣在軟電已形成了初步的上、中及下游產業鏈佈局，上游包括國森、遠紡、新纖、長春、東捷、恩德與志聖等公司提供材料與設備；中游提供LCD面板製造技術、OLED、電泳技術與軟板基材的廠商包括SiPix、元太、台虹、奇美與友達，以及下游針對消費與軍事應用的奇菱等公司。 吸引著從民間到官方單位如此高的興趣，主因就在於軟性顯示所展現的龐大商機。據工研院預估，全球軟性電子相關市場將在2010年後迅速成長，產值估計可達20億美元，2015年將達到1,60億美元的市場規模；其中，軟性邏輯、記憶體元件與軟性顯示器將是最主要的應用。 有鑒於此，台灣政府將在2007～2015年間投資40億台幣於軟性電子產業。根據行政院科技顧問組的資料，未來在2015年時，台灣在軟性電子的材料、基板、設備、元件系統與應用服務等領域方面，預期將會有15家以上的廠商，並可創造出32億美元的產值，約佔全球20%的規模。 軟性顯示技術 軟性顯示器由於採用塑膠或金屬基板作為主要顯示面板，因此不但既輕且薄，而且是摔不破的，並且能夠根據其特性製作一個可捲曲或收納的顯示器，或設計成一件衣服或大尺寸的電子看板。此外，由於具備可攜帶的特性，因此，功耗與成本也必須相當低。 目前可撓曲的主要的軟性顯示技術包括膽固醇液晶(ChLCD)與雙穩態等液晶顯示技術、有機電激發光二極體(OLED)、以及電泳(EPD)與電激發光顯示器(ECD)等粒子移動顯示。採用傳統LCD技術面臨單元間距變異性、背光與彩色濾光片等挑戰。因此，相較之下，Semeza表示，“雙穩態的LCD技術較傳統LCD具有更多的優點，而OLED結構簡單、高對比且自發光，最適合發展彩色產品，”但該領域的商品化時程慢，目前仍處於原型實驗階段。 Semeza進一步指出，“採用雙穩態顯示技術的電子顯示器可在無需耗用電源的情況下，持續顯示下載至裝置的影像，”而這一市場估計可自2007年的2,900萬片成長至2012年的3.5億片出貨量。 製程方面，目前除了東芝和Sony使用將玻璃蝕刻後再貼回塑膠的間接製程以外，其它廠商多半直接在塑膠基板上進行TFT的開發。唯一的差別僅在於夏普(Sharp)與三星電子是在玻璃載具和塑膠基板中間使用了一個有膠的製程，而飛利浦(Philips)與工研院則採用以直接鍍膜取代膠的過程，把塑膠基板鍍在玻璃基板上來製作。 然而，工研院指出，“有機的塑膠基板與無機的薄膜電晶體在整合上會遇到一些問題，如捲曲應力過大將使基板整個捲起導致其上的元件或薄膜因而破裂，因而如何配合應力、材料、溫度與製程等各要素的權衡折衷，成為軟性電晶體陣列整合時的一項挑戰。” 此外，工研院表示，連續式(roll-to-roll)製程的軟性液晶薄膜具有輕薄、耐衝擊、高生產率及低製造成本等優點；這種連續式製程以及塑膠基板上列印聚合物材料的技術將在未來主流的低成本應用上扮演關鍵性的角色。 軟電應用起飛 目前已經商用化的軟性電子技術是透過全印刷式製程的無線射頻辨識系統(RFID)標籤，未來將可直接印製在物品的包裝上，以取代傳統的條碼系統。工研院日前展示出台灣首顆利用印刷製程生產的全印式軟性整流器，將可運用在軟性RFID標籤及軟性無線能量傳輸系統。此外，工研院軟電實驗室也與美國的廠商合作，共同開發以捲軸式連續生產的塑膠電極生產的紙喇叭、塑膠電極、軟性天線等軟性顯示器與‘電子護照’。 軟性顯示器產品方面開發進展最快的要算是三星電子，該公司已在2006年開發出一個7吋的AM LCD；而Sony改變了LCD介質而採用了電子紙的EPD製程，開發出一款14.3吋的AM-EPD。此外，還有Seiko的手錶，以及Moto的超薄手機顯示面板均是軟性電子技術的應用。 工研院顯示中心主任程章林強調，“全彩的軟性顯示器才是軟性示器領域的‘殺手級應用’”。他表示，工研院在去年與美國柯達公司合作已取得200多項的專利授權與技術轉移，現已開發出以全塑膠基板製作的可撓曲彩色軟性顯示器。 然而，全彩的軟性顯示器商業化上市仍有待時日，其價格也將比現有電子紙產品高出一倍以上，因此，如何有效克服過高的生產成本，成為廠商在推動彩色電子紙技術普及的關鍵。 此外，工研院指出，軟性電子技術目前仍在創新與開發的早期階般，還必須投入更多的研發資源與資金。特別是台灣在顯示器技術上的發展起步較晚，現有技術仍依靠國外廠商的技術移轉，關鍵材料也多掌握在國外大廠，因而同樣深受專利質量不足而必須付出不少代價的窘境。 因此，在未來發展新興顯示技術之路時，工研院建議，台灣廠商應可結合學研領域的研發人才，持續專注於焦點領域與軟電技術的研發，以及切入優質專利佈局。 資料來源: eetTaiwan 2008/3/25