- 2010/07/01
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隨著科技的進步,人類對於電子產品的依賴已越來越重,為了提升工作效率,希望能實現隨處使用電子產品,而不再侷限於室內,因此軟性電子技術(Flexible Electronics)的出現,將加速夢想的實現。軟性電子具備可彎曲、輕薄、低成本的特性,將顛覆傳統電子產品的型態,也讓創新概念在電子產品上進行無窮的發揮。軟性電子技術近年來成為世界各國的重點研發題材之一,針對此一產業未來發展,我國政府也相當重視,在學術單位及法人單位皆投入軟性電子的研發,為了解目前軟性電子工業化研發概況,本文將針對目前民營企業在軟性電子及科專技術輔導單位-工業技術研究院的研發現況做整理,透過計畫的研究內容,進一步歸納出目前我國軟性電子的研發重點及趨勢。
一、國內法人單位在軟性電子的研發現況
目前我國國內法人單位從事軟性電子的主要單位為工業技術研究院,而參與軟電研發的單位有材料與化工研究所、電子與光電研究所、奈米中心、辨識中心及顯示器中心,下列為軟電研發議題整理。
研究題目 |
研發內容 |
研發單位 |
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高溫電解質應用 |
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工研院/材化所 |
高選擇比氣體感測材料及元件模組技術應用 |
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工研院/材化所 |
可印式金屬油墨材料應用及評估技術 |
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工研院/材化所 |
壓電陶瓷纖維及複合材料應用 |
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工研院/材化所 |
高頻電力電感技術 |
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工研院/材化所 |
熱電薄膜技術 |
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工研院/材化所 |
熱電致冷模組應用技術 |
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工研院/材化所 |
大氣噴鍍氧化物技術 |
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工研院/材化所 |
奈米黏土表面改質技術 |
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工研院/材化所 |
印製有機薄膜電晶體介電材料技術 |
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工研院/材化所/電光所 |
可印式n-型有機半導體材料技術 |
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工研院/材化所/電光所 |
金屬包裝袋之RFID埋入技術 |
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工研院/材化所/電光所 |
動力鋰電池用銅箔技術 |
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工研院/材化所 |
具有降低金屬材料對射頻干擾之組成物及其結構 |
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工研院/材化所 |
軟性矽基電晶體陣列整合技術 |
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工研院/顯示中心 |
主動式軟性有機薄膜電晶體顯示器 |
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工研院/顯示中心 |
超輕量、薄形化之7吋VGA軟性彩色主動液晶顯示器 |
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工研院/奈米中心 |
軟性印製電子元件 |
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工研院/電光所 |
可撓超音波感測器技術 |
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工研院/辨識中心 |
資料來源:工研院IEK(2010/06) |
二、國內民營企業在軟性電子的研發現況
研究題目 |
研發內容 |
研發單位 |
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軟性有機電激發光材料 |
利用高分子應用於柔軟的有機電激發光顯示器材上,讓LCD不需要背光板就可以自己發光,而且不限於玻璃的材料,是極具挑戰性、前瞻性的研發工程。 |
長興化工 |
軟性記憶型顯示器材料開發驗證 |
為避免新興軟性顯示產業面臨上游材料產業與技術受限於國外材料廠商專利與技術掌控困境,造成生產製造利潤降低與產業完整性不足等問題,四家材料廠商合作開發彩色軟性記憶型顯示器所需材料。其中,新力美科技負責開發吸收層材料、長興化工負責開發厚膜光阻材料、永日化學負責開發膽固醇液晶材料、琦芯科技負責開發軟性透明基板開發,四家廠商在分別領域皆具有相當高之技術能力,並委託工研院材料所與顯示中心進行製程材料驗證與軟性顯示面版驗證,以期所開發之關鍵上游材料與製程開發產品應用相結合,建構完整材料產業。 |
新力美 (主導)/長興化工/永日化學/琦芯科技 |
連續式製程液晶顯示光電薄膜 |
此計畫為聯合申請,國森公司在材料方面、東捷在設備方面、奇美在面板製程開發、台虹提供軟板基材,以及新光合纖的塑膠基板等業界力量,共同合作透過跳脫傳統製程的軟電研發技術。 |
國森公司/東捷/奇美/台虹/新光合纖 |
軟性彩色電子紙顯示器及材料整合性技術計畫 |
以現有單色電子紙技術為基礎,結合住華科技及工研院共同合作開發PI (Polyimide,聚醯亞胺)軟性基板與白色光阻,進而研發軟性彩色電子紙顯示器,希望整合軟性電子紙顯示器(Electronic Paper Disp lay,EPD) 與超薄型軟性彩色濾光板兩大主要技術,達 到彩色化顯示功能,同時兼具高對比、高解析、輕薄及 省電等特性。 |
元太科技 |
軟性主動式顯示器用之低成型應力、高耐熱及透明PI基板材料 |
開發新型具3層結構之基板,包括塗佈型PI(聚醯亞胺)基板、離型層與玻璃載板,將透過環狀脂肪族單體與化學閉環法之導入,開發低成型應力的塗佈型透明PI基板材料,解決塗佈型PI基板塗佈於玻璃時,因為乾燥收縮所造成玻璃翹曲問題,並完成大面積化(G3.5)基板的製作。 |
長春人造樹脂 |
軟性高階主動式電泳顯示器整合 |
友達光電股聯合達虹科技、達信科技與均豪精密工業投入3.5代軟性高階主動式電泳顯示器之開發,積極發展軟性電子紙技術,欲結合優異的顯示品質及柔軟機械性質與數位電子媒體可更新資訊的特性,實現軟性顯示器的應用,並促使產業轉型。計畫完成後,預計能於近三百億產值的電子書市場中,獲廣大市佔率,且提升產業對軟性基板的需求,減少對國外玻璃基板的依存性,於國內培育出國際級的軟性基板供應商,同時建構完整的產業供應鏈。 |
友達光電 |
軟性電子產業關鍵設備技術 |
目前國內之可撓式薄膜產品所使用的材料與捲式鍍膜設備大多由美、德、日或東歐掌控,售價動輒上億元新台幣,外商對於機台客製化設計與快捷的後勤維修支援性較不足,較高階之材料偶有因無適當管道仍無法購得,讓國內廠商產品研發的腳步受到限制,進而投身技術自主設備之開發,將以捲式真空腔體、真空料捲傳輸機、軟式基材表面前處理模組等6分項計畫發展軟性電子產業關鍵性之商業化量產型捲式真空鍍膜設備。本計畫產出之技術未來將可應用於觸控螢幕所需之可撓式透明導電膜及具前瞻性之軟電產品,如軟式電路板、軟式顯示器、觸控螢幕、太陽能電板、超薄顯示型信用卡等,預估至2015年時約有40億美元產值。 |
富臨科技 |
資料來源:各大報;工研院IEK整理(2010/06) |
三、結論-研發現況統計與分析
透過上述研發各案分析,以應用作為分類,其中工研院案件統計來看,軟性薄膜(含材料)相關案件數為5件,軟性顯示器為3件,RFID應用為3件,印刷及電池應用各2件。目前軟性電子研究上最大的瓶頸就是在軟性基材上,軟性基材為了撓取效果,因此受限於無法使用玻璃或金屬等基材,必須改用高分子材料取代,但是高分子材料仍有耐熱、吸濕等問題存在,因此研發單位研究重點在材料本身的改質以及製程的改善(如:低溫製程、鍍膜製程等),所以在薄膜的研究上數目最多。而在國內業者案件來看,則幾乎皆屬於顯示器產業,其原因為目前軟性電子範疇中,就屬軟性顯示器的發展最迅速,且最接近商業化,因此目前民間企業的重點在軟性顯示器產業上。
四、IEK View
(一) 應加速軟性電子研發整合
軟性電子在產業生命週期中仍屬萌芽期,在技術上仍有相當多的問題等待克服,距離大量商品化預計仍有段時間,因此現階段的研發表現,將決定後面市場的佔有率及規模大小。目前全球軟性電子主要的市場仍在歐洲,我國政府雖然有投入研發經費,但是因為軟性電子並未納入國家研發重點,再加上軟性電子牽涉的材料和應用範圍相當大,因此需要政府的主導及整合。從工研院研究來看,軟性電子的研究內容從材料、元件、製程、設備都相當平均,但是題目應用都過於鬆散且狹隘,因此未來是否能整合擴大使用並且商業化將是後續關注重點。
(二) 我國軟性電子材料發展重心為顯示器薄膜
元太科技及友達光電透過整併分別取得電泳顯示技術及微杯顯示技術,我國掌握了這兩大關鍵技術,廠商將可在既有基礎上發展,因看好軟性顯示器未來在國內的發展優勢,所以國內材料業者目前的軟電研發重點著重於光學膜、軟板等材料,因此政府更應在此關鍵時刻,全力支持光電產業材料的研發,才可在軟性顯示器未來進入爆發成長階段後,避免這些上游關鍵性材料被國外業者壟斷,甚至在缺貨期間遭到斷貨影響營運。倘若材料研發成功,國內業者不僅自給自足,並且有助國內軟電產業的成長。