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FLEX Taiwan 連結產業 軟性混合電子開創新商機

  • 許嘉妡
FLEX Taiwan活動現場展示廠商設備模組

新竹訊

軟性混合電子(Flexible Hybrid Electronics)的輕薄、可彎曲的特性,被視為未來電子產業最受矚目的新技術,亦是未來產業發展之重要方向與機會, 隨著太陽能電池、觸控面板、智能包裝、RFID標籤、穿戴式設備等產業的需求與日俱增,印刷電子技術近年蓬勃發展,帶來高價值的產業效益,除了持續優化各種印刷技術之外,其對應各種印刷電子技術之導電油墨開發更是各產業投入研發的目標。

中國科學院(Chinese Academy of Sciences)印刷電子技術研究中心Dr. Zheng Cui表示,印刷電子技術(Flexible Printed Electronics)以具導電性溶液為墨水,採用印刷技術生產微電子產品,起源於可彎曲的電晶體背板顯示器、觸控面板、可撓式電路板、感測器應用及低價的RFID標籤,可大批量製作,製作大面積可撓曲線路元件的製程能力,具備柔性化、低成本等優點,可望改變傳統電子產品僅能以昂貴設備進行生產的模式。

印刷與軟性電子產品正從實驗室走向市場,可撓、可伸縮、可印刷與感測之新材料與技術即將顛覆傳統電子產品的型態與設計,現正大量應用於感測器與穿戴式裝置。

芬蘭技術研究中心(VTT Technical Research Centre of Finland)Dr. Terho Kololuoma分析,軟性電子設備要大規模走向市場和商用,低成本高品質的量產製造十分關鍵。透過連續捲軸式(Roll-to-Roll, R2R)傳輸及製程技術,將大面積的超薄基板製造工藝轉型成如同印報紙般的滾筒模式,克服了設備與製程整合的技術瓶頸,連續卷軸式製程技術具有產製速度快、製品長度不受限等優勢。其他發展中的重要製程技術還包括雷射蝕刻、網版、塗料及噴墨印刷等技術,技術的革新將引領下一代軟性電子科技風潮。

以軟性電子為基礎的各種元件與裝置開始普及於市場上,汽車領域也不例外。博世集團(Robert Bosch GmbH)Dr. Istvan Denes 剖析,在車輛中整合軟性電子除能讓重量更輕、更堅固,在許多情況下還能在設計與外形上展現多種變化,如汽車內部氣氛營造、曲面儀表、提供即時行車資訊的車窗透明顯示器、感測、安全防護、娛樂載具。

車用電子所需使用感測器種類相當多,透過軟性電子技術,感測器可撓曲、耐用性高、可覆蓋於任何形狀之表面、且製造成本低等特性,在未來車用電子市場如先進駕駛輔助系統(ADAS)、動力傳動系統、控制系統、感測系統等應用領域都具備龐大成長動力。

受惠於軟性電子的發展,感測器技術已可開發出寬廣範圍的產品,包含觸控解決方案、機器製程控制、消費性電子產品到可攜式醫療裝置等。Interlink Electronics Dr. Albert Lu 指出,HMI(人機介面,Human-Machine Interface)是工廠自動化基礎,得力於面板與半導體技術的精進,HMI的輕薄螢幕已成趨勢,再加上多點觸控的技術與應用逐漸成熟。

HMI未來可採用曲面的新觸控介面,取代目前的主流平面面板,可撓式觸控感測器可讓電容式觸控包覆設備的邊緣部分,省去容易在潮濕和污垢環境中磨損的機械按鈕,展望未來,具有更高靈敏度及抗擾性的觸控感應技術將成為應用範圍更廣泛的理想技術。

布魯爾科技(Brewer Science)Dr. Dominic Miranda 表示,物聯網將持續推動感測器市場,預計到了2032年連接感測器的裝置將達到50萬億個,物聯網平台的市場規模預計2021年將達到16億美元(複合年增長率為33)。

良好的感測器需要高靈敏度與精準度穩定性,透過軟性電子技術,採用軟性、快速反應的奈米碳管材料,可開發出靈敏度高,反應速度只需不到10毫秒的柔軟透明,體質纖纖的感測器,連精密的溫度、濕度變化,都能迅速瞬時檢測,除了造型輕巧,製程適應性強之外,更具超低功耗的省電表現。軟性電子技術的革新,有助於發展創新的電子材料,製程以及設備,用於製造尖端微型元件供電子產品如智慧型手機、LED照明使用。

比利時微電子研究中心(imec)Dr. Wei-Lun Sung 指出,手機、AI、物聯網大整合三者齊聚打造未來生活,包含未來虛擬實境(VR)與擴增實境(AR)等次世代應用,超高解析度顯示技術都是重要的關鍵。

看好AMOLED顯示器技術在解析度、螢幕亮度與可靠度優勢,使用微影技術OLED並排式(Side-By-Side)像素製程來實現超高解析度全彩顯示器,畫素大小、位置可精準的控制,更減少精密金屬光罩(Fine Metal Mask;FMM)製程所造成的混色等問題,亦可避免脆弱的有機半導體在製程過程中損壞,更有機會在大尺寸基板上,實現製成簡便與優化良率控制等各種優點,使高解析度OLED面板的量產可行。

隨著移動式裝置及可穿戴裝置越來越受歡迎,軟性顯示器的需求也大幅成長。康寧公司(Corning)林仁傑博士表示,未來顯示器將會逐漸朝向輕、薄、軟、不易破的「軟」性訴求發展。

這類的高階顯示器必須擁有耐受高溫製程的能力,而為聚合物膜材難以達到之製程溫度,透過超薄可撓式玻璃對電子產品的形狀及款式帶來革命性變化,具有高強度,有使顯示器「捲繞」於裝置或結構體上之潛力。玻璃本身耐熱、膨脹係數相對較低特性,更可讓螢幕內部無需特別保留均光的空間,讓螢幕厚度更薄,散熱表現更佳。未來產品朝抗刮防摔防護的玻璃材質、可隨裝置折疊等應用展望。

軟性電子發展已超過20年,這幾年的技術與應用陸續突破,市場成長已然加速,台灣向來在電子產業扮演重要的角色,在歐、美、日等國家已有17年歷史的軟性混合電子國際論壇暨展覽(FLEX Conference and Exhibition),於2018年6月7日首次移師來台舉辦為期一天的FLEX Taiwan。

展會中舉行會議以「The Next Big Thing-開創軟性混合電子新紀元」為主題,邀請以上重量級講師分享下午議程-軟性混合電子先進製程技術、產品應用商機為主題,期望連結半導體、顯示器、感測器等重要產業生態系及電子紙與其他相關新興應用業者,藉由完整且豐富的論壇議程及展覽內容刺激研發技術的演進,促進跨領域交流合作。

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