台灣製造TFT LCD擁有國際龍頭地位,如何在全球建構軟性顯示器關鍵技術尚未成熟時刻,善用TFT LCD既有實力,延用台灣已存在的龐大面板生產線,建立國內產業鏈的自主性?友達光電在發展過程中肩負顯示面板量產重任,經過一年多的努力,該公司Array & Cell技術處處長黃偉明,分享技術研發的成果及多項專利的佈局,並提醒欲投入者仍有努力及需突破之處。
軟性顯示器的發展方向確立 輕薄、可撓、不易破
在微軟下一代電腦設計比賽(Microsoft Next Generation PC Design Competition)中,背包客日誌(The backpacker’s Diary)得獎作品之一,充分表現出“軟性顯示器的願景”。從照明、旅遊導覽地圖及太陽能充電等實際運用,都利用到軟性顯示器或軟性太陽能電池技術。然而,現今軟性顯示器仍充滿了挑戰,除了主動式基板待開發外,顯示媒體(Media)選擇也很多,不管是EPD電子紙,還是膽固醇液晶顯示及OLED,無不想突破,儘速實現使用者對未來軟性產品的期望。
軟性顯示器,在歐洲的先驅者Plastic logic,已產出A4以上尺寸EPD電子紙概念產品,採用主動式有機元件製程技術;另一家先趨者Polymer Vision強調可卷性(Rollable)。從使用者對產品的期待,及先驅者的努力,軟式顯示器應用需求可能已經出現,如電子紙、電子標籤、窗簾、手錶軟性顯示等。在今年(2010)日本光電展中,台灣、韓國有幾家公司也展出軟性顯示產品。從這些資訊,我們瞭解軟性顯示器的發展方向,輕薄、可撓、不易破等特性已經確定,但主動式、全彩、高解析仍待突破。
3.5代軟性高階主動式電泳顯示開發的方向
友達去年(2009/11)開始這個很大型的整合計劃,整合集團上中下游的力量,友達負責基板開發,達虹負責厚膜製程技術,均豪負責相關設備,尤其軟性封裝生產效率非常重要。卷對卷(Roll to Roll)生產技術尚未準備好(ready),既有廠商先從大片玻璃製程(Sheet Process)著手,而同時要如何提升大片玻璃製程生產力?這在設備方面仍有許多需要學習的。材料方面也相當重要,也是整個科專計劃想要達到的目標方向。
Demo實作載具共分三階段,主要是電子紙顯示器媒體(EPD Media),主要是從6寸放大到14.1寸,從G1放大到G3.5。在FPD International 2010(2010國際平面顯示器展)上,雖然看到韓國有類似的技術,但是我們做到了G3.5 Line的實作,在效率上
是較大的突破。各位,或許覺得3.5代沒有什麼,實際上,這些研發過程,就是這個產業能不能走得更長、更遠的重要學習。
執行過程經驗分享
進3.5代生產線,整段製程(Full Process)仍存在許多挑戰,如化學、材料等的不同,用這些進入實際的生產線,存在著許多實際的問題需要克服,例如傳送等問題。日前,我們已經利用3.5代實作出9寸Demo載具,並在2010 FPD展出。
圖說:友達光電以3.5代實作出的9寸Demo載具,在2010年FPD中展出。
同時在3.5代基板上,進行了許多離型(De-bonding)的開發,材料沒有問題,但整體基板應力(Stress)仍是較大的問題。進入軟性開發時,尺寸越大,應力問題越多。元件設計方面仍有部分需要學習,尤其是剛才強調的應力部分。
雖然用3.5代生產出9寸產品,但是面對的挑戰是製程流程很長且技術複雜,硬對軟,軟對硬,仍有許多東西需要開發,並竭盡所能符合市場需求。我們都是未來實際的使用者,應不會為了軟性,犧牲掉任何原有的功能需求。為了實踐這些規格需求,未來需要努力的地方仍多。
實踐夢想的創新產業
從發想,市場需求,技術開發,資源(Resource),友達到底想得到什麼及產出什麼?
或許軟性基板的備製可能就是一個產業。除了供給生產軟性顯示器之外,是否也可以運用於軟性太陽能基板呢?友達投入之後,IP陸續在發,已有4、50篇以上。例如,均豪團隊的投入,也讓我們快速瞭解軟性機台的概念及需求是什麼?
軟性顯示器、電子紙等到底是創新市場,還是替代產品?我們認為是創新市場。這些是市場上目前沒有的!軟性技術可以達到,就能創造新需求,是個新機會。希望藉由這個新機會,大家可以實踐夢想!
科專執行成果
軟性基板與取下技術開發,已可在友達3.5代線上,開發出具離型層之PI塗佈玻璃基板,並在PI基板上製作完成低溫非晶矽薄膜電晶體陣列,電泳顯示介質貼合。開發常溫切割取下(De-bonding)製程,完成可撓式軟性電子紙顯示器(AMEPD)顯示模組製作。
軟性電晶體技術開發,友達3.5代線上,研發具備穩定性,大面積化均勻度及製造可行性可撓式低溫非晶矽薄膜電晶體陣列,採用現有製程設備與材料,不需額外大量的投資。
貼合技術開發後,與設備廠共同開發,將陣列製程完成後的PI塗佈玻璃基板,直接送進大片貼合機台進行自動貼合與封裝,最後送入後段的切割流程。本技術的開發將解決現行貼附製程發生的問題與提升穩定性。
延伸閱讀
此計劃,友達光電著重於TFT方面,具有深厚Device開發能力,計劃執行至今已有40篇以上與Flexible相關專利。達虹負責大面積厚膜塗布製程開發,有厚膜塗布與量產實際經驗。均豪精密獲得97年優良產品創新獎,太陽能電池全自動化生產設備開發經驗,具有大尺寸貼附機台能力、具有量產顯示器測量機台能力、自動化、機電整合與創新開發機台能力。明碁材料負責光學膜設計與量產、黏著性膠材開發與塗布技術研發。