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聚焦软性AMOLED 创新应用路更广

编辑:zhanghexun 2016-01-20 15:26:00 浏览:1572  来源:经济日报

  工研院产业经济与趋势研究中心(IEK)指出,日、韩对下世代显示器投资都以AMOLED(主动式有机发光二极体)技术为显学,预计2015 年以后,AMOLED 的竞争将以软性化技术为投资重心,就连中国大陆新三年计画也宣示加入Flexible AMOLED(软性主动式有机发光二极体)战局。

  在经济部技术处的大力支持下,工研院发表了可卷曲AMOLED、三摺式AMOLED、可摺叠On-Cell TouchAMOLED、可摺叠Out-Cell Touch AMOLED 等科技成果,以及涵盖从材料、设备、制程、模组到应用的完整布局,以创新的“软”实力,协助台湾产业抢先掌握未来的应用商机。

  FlexUPTM 软性基板催生多元应用

  无论是可卷曲AMOLED、三摺式AMOLED、可摺叠On-Cell Touch AMOLED、可摺叠Out-Cell Touch AMOLED,都使用了工研院自主研发并取得专利的FlexUPTM 软性基板技术,它将功能性树脂层固定在玻璃载板,在其上制作电子元件,再以机械式的切割离型,就能将功能性树脂层连同电子元件从玻璃载板分离,完成软性电子元件的制作。

  在可摺叠On-Cell Touch AMOLED 部分,它在整片面板呈现的是一幅连续的图像,而不是由两片萤幕拼凑成一幅图像,因此中间不会留下明显的缝隙。可摺叠On-Cell Touch AMOLED 预料会是市场最主力的型态,现场展出的是七寸雏型机也宛如一个缩小版的平板电脑。

  至于三摺式AMOLED,解析度可达全高清FHD(310ppi),具有可同时向内及向外弯摺,挠曲半径仅5mm的特点,适用于手机和平板电脑的结合应用,也就是说,摺起来是手机,打开变平板。三摺比对摺更能缩小产品体积,而且最符合手机的比例,以手机和平板的结合应用来看,三摺是最合适的形式。

  可卷曲AMOLED 则大幅降低显示模组厚度与重量,面板厚度仅0.06mm,比一根头发还薄,全部卷曲起来直径只有一公分,约等同于一支笔,便于手握携带,即使尺寸加大,也能完全收纳在筒子里携带移动,适用于可卷曲的笔电、放大尺寸的可卷曲电视等新型装置。#p#副标题#e#

  克服摺痕和磨损的高难度技术

  目前穿戴式装置多半采用塑胶材质的曲面萤幕,韩国品牌的新款手机同样也采用了这种萤幕,从侧面可以看到萤幕的弧度,技术难度其实不高。但若要做到摺叠和卷曲,技术难度就非常高,必须克服的是摺痕和磨损的问题。

  现实生活里许多材质只要一摺叠就有摺痕,但这是软性AMOLED 的产品应用所不容许的状况,摺叠的部位绝不能有任何可靠度的问题,例如:在多次摺叠以后,摺叠位置的萤幕可能会变暗。因应摺痕的问题,必须进行全面的重新设计,而不是只针对特定部位强化。

  可摺叠On-Cell Touch AMOLE 只需内摺, 但三摺式AMOLED 必须兼顾内摺和外摺,也就是外摺时,萤幕是裸露在外而没有被保护的,外摺的保护程度会比内摺严苛许多,所以这个部位的保护处理必须做得更好。工研院也以测试机来确保摺叠性,设定数值为10 万次,如果以一天摺100 次计算,产品可确保以最佳品质使用长达三年。

  可卷曲AMOLED 则分为内卷和外卷两种,萤幕的卷动会产生磨擦,塑胶材质的表面又容易刮伤,必须特别进行防刮处理。要做到这一点就在于关键技术的突破,举例来说,电子元件最怕水,原本显示器都使用玻璃材质,阻水和阻氧效果都很好,但塑胶不同,所以在商品化的过程,软性封装非常重要,工研院也已克服技术挑战,让厂商能直接进入量产阶段。

  看好2017 年产品化热潮今年八月,工研院与华映已就可摺叠AMOLED 关键技术,进行技术授权暨服务合作签约。工研院技术移转软性显示器中极为关键的“多用途软性电子基板与气体阻隔技术”(FlexUPTM and Gas Barrier)、“软性触控感测技术”(Flexible Touch Sensor on FlexUPTM)、“软性显示器触控面板整合技术”(Flexible AMOLED and Touch Panel Integration)等三项成果。

  相对地,华映则是以自有的氧化物薄膜电晶体(Oxide TFT)技术为基础,结合工研院的2.5 代线,研发可摺叠AMOLED 面板整合量产制程技术;待技术成熟后,华映将再逐步导入于自身4.5 代产线。值得一提的是,在工研院先进技术的挹注之下,以一条旧产线就能做出不同规格的新产品,用于各种不同应用情境,更见其效益。

  在华映拔得头筹之后,工研院和国内其他厂商的技转授权也在紧锣密鼓洽谈之中。Flexible AMOLED 技术可针对不同应用做出不同摺叠,以及不同的产品,例如:单纯的平板电脑是对摺,手机变平板则是三摺,这也让原本泾渭分明的手机和平板的距离愈来愈拉近。来自市场和消费者的回馈,是决定产品形式的关键,工研院也根据对趋势的预想,设计出一系列的应用雏型机,预期2017 年会是真正商品化的转捩点,相关产品将会在市场蜂拥而出。#p#副标题#e#

  新创公司加速产业化进程

  为了和主要的竞争对手韩国厂商对抗,工研院在Flexible AMOLED 的技术全是自主研发,除了取得多项专利,甚至还成立衍生公司宇威材料科技,以FlexUPTM技术为核心,进行软性基材技术的应用及推广,协助厂商利用既有的设备及制程,制造出各式的软性电子元件及模组。

  目前绝大多数的显示器产品仍采用玻璃材质,它会造成很多限制,例如:太厚、不能弯曲、容易破,随着愈来愈多的电池、电路板和元件都已软性化,市场趋势也期望显示器产品能从玻璃变成软的塑胶,材质轻薄、可弯曲或变形,也不易破损。

  韩国厂商虽然已有这样的技术,但它们都是专门供给自己公司的产品使用,并没有开放给全世界。另一方面,台湾厂商现有的环境都是玻璃生产线,如何利用既有的玻璃生产线去做出塑胶元件,就是宇威材料科技公司所提供的解决方案,包括提供材料给技转厂商,加上高精密涂布技术的配合,让厂商可以自主生产,成品可涵盖软性的塑胶显示元件、触控元件、太阳能元件等,这种沿用既有生产设备的作法也是一种衍生加值。

  不过,也有厂商希望直接向宇威材料科技公司采购基板,取代自行生产,这正是该公司的另一个独特价值,成为全世界第一家供应软性基板的公司,销售给全世界所有的面板、触控、AMOLED 和PMOLED(被动式有机发光二极体)的厂商,也破除韩国厂商自产自用的桎梏。

  宇威材料科技公司展出客户端制作的雏形品,包括FlexUPTM 应用于超薄软性触控模组和软性PMOLED 显示模组。例如:科技厂商从原先制造玻璃的PMOLED,到现在已可制造塑胶可弯曲的PMOLED,实际展出的样品是大小如同手表的显示器,像纸张一样的轻薄软且弯曲性佳,有很大的空间可以增添设计,体积也比现行的穿戴式装置小很多。

  另外,FlexUPTM 基板应用于超薄软性触控模组,则可制作成照明用途。宇威材料科技展出客户制作的雏型品都即将进入量产阶段,只要完成自动化设备的最后一哩路,今年很有机会就能在市场上看到真正商品化的成果。#p#副标题#e#

  软性电子的衍生化技术和应用

  工研院在材料和触控技术的发展, 是让Flexible AMOLED 的成本持续降低的助力,整合涂布型阻气层之软性触控面板技术则是其中关键之一,它采用自有FlexUPTM 软性基板开发出具阻气性之超薄软性触控面板,在阻气层解决方案中采用独特之涂布型阻气层技术,阻气层的制程加工现多以真空镀膜的方式进行,做出来的阻气效果好,成本也比较高。工研院则和厂商合作发展整合涂布型阻气层,使用涂布型技术,效果和真空镀膜一样,不仅设备投资更便宜,制程速度也会更快,预估至少可节省一半的费用。

  此外,和软性AMOLED 的结构系出同源的可挠曲式光源,也是采用FlexUPTM 软性基板并结合昱镭光电的材料,开发出厚度小于0.1mm,而且具有轻薄及可挠曲特性的软性OLED 光源,未来可应用在腕戴行动装置的资讯显示、车用或航太指示显示、新型室内照明样态等。

  值得一提的是,继FlexUPTM 软性电子基板技术催生出宇威材料科技,工研院另一项多次获奖的TAD (Thermal Addressable Display) 可重覆使用热写电子纸技术,也即将成立衍生公司。TAD 可重覆使用热写电子纸技术的研发,是以绿色节能显示为应用导向,实验室测试可重覆使用达300次之多。

  它利用胆固醇液晶(Cholesteric Liquid Crystal)技术可反射周遭自然光及记忆的功能,让显示画面无须耗电仍可维持内容清晰。更换显示内容时,仅需放入专用的热写机中,透过“热”与“电”,便能将储存或传输的影像写在软性胆固醇液晶面板卡片上。

  这项技术不需在票卡植入任何驱动电路,就可以显现资讯影像,同时还能结合RFID 的读写机制和应用,例如:工研院的来宾证就使用了TAD 可重覆使用热写电子纸技术,显示来宾姓名和公司名称,达到安全控管的需求。

  TAD 可重覆使用热写电子纸技术,具有环保节能及可多次重覆使用的优点,再加上可客制化的影像显示功能,非常适合应用于目前消耗大量纸张的票卡市场,可在票卡上提供、更新及改变资讯,更胜于传统纸张票卡的多重效益。

  工研院经过热写入设备开发及卡片试产量阶段后,目前与厂商合作用在剧院票卡、医美VIP 等实际场域进行市场应用验证,为量产及建置产业链进行最终商品化准备,不仅为台湾厂商创造出崭新的产品线,也带动了可观的商品应用商机,开辟新的蓝海市场。

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