FlexUPD

什麼是FlexUPD

FlexUPD，即“多用途柔性電子基板”，是一種以製造超薄軟性螢幕的技術。

獲得榮譽及意義

“多用途柔性電子基板顯示器材料”、簡稱FlexUPD的新技術，在2010年的4個月中連續獲得了《R&D》雜誌的R&D100和《華爾街日報》科技創新金獎兩項大獎。這兩個獎項只發給全球範圍內最有創意和最具有突破性的發明。有效而低成本地改進柔性顯示面板的生產效率，顯然能夠滿足這兩個條件。

“FlexUPD新技術，也許將會改變世界”—這是《華爾街日報》邀請的獨立評審團專家做出的評價。

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“FlexUPD”獲華爾街科技創新獎金牌

華爾街日報27日公布2010年“科技創新獎”得獎名單，台灣工研院以製造超薄軟性顯示器的技術“多用途軟性電子基板（FlexUPD）”，擊敗近六百個競爭者，拿下最高榮譽金牌獎。這是台灣首度獲得此獎項的首獎，也是工研院連續兩年獲獎，2009年以“超薄軟性音響喇叭”獲得消費性電子類首獎。

華爾街日報指出，許多研究者企圖研發出像紙一般能彎曲、捲起和摺疊的軟性顯示器，而工研院的製造技術，可望為商用高品質軟性材質顯示器理出一條路。

評審團成員之一、Booz&Co.顧問公司合伙人賈魯塞斯基表示：“有了穩定、可發展和高成本效益的軟性顯示器後，消費者電子產品和介面的新用途將敞開大門”。軟性顯示器可用於製造更大尺寸的電子書和平板踏說汽電腦，以及可以像印刷本報紙一樣摺疊和攜帶的可互動報紙。

華爾街日報指出，工研院的創新技術難能可貴。評審之一、英國電信監理機構Ofcom的付格科技資源部門主管韋伯表示：“這看來是解決製造問題的一個簡單而優雅的辦法。”

華爾街日報指出，工研院在軟質的塑膠基板上製作顯示器，再把製作好的軟性顯示器從臨時的硬玻璃板上取下而不受損。

工研究院的李正中和李宗銘從做潤餅的過程得到靈感，“如同在潤餅皮與烤盤之間加入一層易撕的中介材料，讓潤餅可以順利脫離烤盤而不受損”。

這項技術可用於多榆敬漿道種顯示器，包括目前的液晶顯示器和新一代的有機二極發光體（OLED）顯示器。工研院已做出像紙一樣薄的軟性顯示器原型，並授權友達製造，預計年底製造出第一個使用這種科技的軟性顯示器。

華爾街日報科技創新獎2010年為第十屆，共有來自卅國的五九七個研究機構、個人競逐，其中不乏是諾基亞、微軟和福特等大公司。2010年頒發四十九個獎，銀牌獎由Zoom Focus Eyewear的可調焦距眼鏡TruFocal拿下，銅牌獎頒給Counsyl公司的低價基因檢測法。獨立評審團由研究機構和創投公司成員組成。

FlexUPD：很軟很創新

雖然大概從十年前開始，柔性顯示器就已經成了電子產品和技術展會上的常客，但是直到今天，我們還從沒囑只和有在商店的櫥窗里看到過真正的產品。不過，這回它真的要來了：台灣工業技術研究院已經授權顯示器和電子紙生產商友達光電使用他們的新技術，2010年年內也許就會有柔性顯示面板產品上市。

“工研院的這種新技術，也許將會改變世界”—這詢詢微是《華爾街日報》邀請的獨立評審團專家做出的評價。

這種叫做“多用途柔性電子基板顯示器材料”、簡稱FlexUPD的新技術，在過去4個月中連續獲得了《R&D》雜誌的R&D100和《華爾街日報》科技創新金獎兩項大獎。這兩個獎項只發給全球範圍內最有創意和最具有突破性的發明。有效而低成本地改進柔性顯示面板的生產效率，顯然能夠滿足這兩個條件。

目前的幾種柔性顯示面板生產技術雖然各有特點，但也有一些相同之處，例如它們都需要在一個堅硬而平坦的硬質底座上粘合一層柔性基板，再在柔性基板上一層層地製作和放置電子元件以及各種面板，接好線路後再把完工的柔性顯示面板從底座上撕下來。之所以這樣做，是因為在朵獄棄乃精細的顯示組件製作過程中，需要精確固定柔性基板的位置和平坦度，誤差只能以微米來計算，以讓電子元件之間不致錯位。

這就要求柔性基板要能夠穩固地和底座相結合；而在製作完成之榆寒檔後把柔性顯示面板從底座上撕下來的過程，又要求基板能夠容易地脫離底座。這樣自相矛盾的要求很難達到，剝離柔性面板的時候往往會有輕微的變形，導致電子元件線路錯位，良品率降低，而單件成本則會一路飆升。

柔性顯示器當然會改變世界，但是需要更成熟的技術才行。

對於這個難題，過去有過一些解決方案。例如在硬質底座上真空沉積一層薄膜，在這層薄膜上放置基板和元件，最後連薄膜一起撕離；或者用雷射從側面蒸發一整層硬質底座以方便剝離等等。但是這些方法或者耗時過長，或者容易造成損傷，所以一直沒有獲得商品化的廣泛套用。相比而言，FlexUPD技術則要方便得多。

工業研究院的李正中和李宗銘從做潤餅的過程得到靈感，“如同在潤餅與烤盤之間加入一層易撕的中介材料，讓潤餅可以順利脫離烤盤而不受損”，工研院新聞發言人介紹說。潤餅是台灣一種薄得像紙一樣的烙餅。

潤餅皮非常薄，製作者會熟練地把軟麵團抹在熱爐板上，瞬間成型，潤餅皮既不沾鍋，又可以很快取出；除了材料本身，另一關鍵是製作者在爐板上抹麵團前，會先抹上一層油。材料與化學所組長李宗銘覺得軟性電子基板製程就要模仿這個過程。

FlexUPD通過在生產過程中添加一層叫做“離形層”的特殊材料，來滿足生產柔性顯示屏時的矛盾要求。在生產的時候，離形層通過粘著劑固定柔性基板和底座，以方便生產時的精確對位；而在完成所有的製程之後，只需要簡單的切割工序，就能容易地把柔性面板和底座分開。在柔性顯示面板的生產過程中，離形層的作用和紙杯蛋糕的紙杯很像。

在套用了FlexUPD技術的顯示面板生產線上，首先會通過真空蒸鍍或者網印的方式，在硬質底座上形成一層比面板面積略大的離形層，通常以聚對二甲基苯為原料。接著在離形層上塗刷環氧樹脂之類的粘著劑，塗刷的面積要比離形層更大一些。隨後就可以在粘著劑上放置柔性基板，進入傳統的半導體製程，直到連線好供電和信號線路為止。

在製作完成之後將進入切割工序。只需要沿著離形層的邊緣切割，整塊柔性顯示面板就能容易地脫離底座。硬質底座、離形層、粘著劑和柔性基板都有多種材料備選，剝離下來的柔性顯示面板可能會和離形層粘接在一起，也可能與之分離；而底座上殘留的粘著劑，可以使用雷射來將之氣化。

這種技術的重點在於尋找和開發性能最優的材料，不僅要能承受半導體器件生產過程中的高溫和各類化學品，還要有足夠的強度、足夠的柔韌性以及夠高的透光率。2006年開始，研發過程花費了研究人員四年多的時間，解決了若干難題，申請了超過百項專利，而最終的效果相當令人滿意。“這項柔性顯示器技術為製程提供了簡易又一流的解決方案。”《華爾街日報》的評審專家之一、英國通訊傳播委員會科技資源主席William Webb說。

除了能夠大幅提高柔性顯示面板的良品率之外，FlexUPD技術還有一個相當有吸引力的特性：傳統的顯示面板生產商不需要採購額外的設備就可以套用這套技術。它不僅可以用於柔性液晶面板，有機發光二極體（OLED）顯示面板和電子紙面板也將會從這種技術中獲益。

柔性顯示器與傳統顯示器相比有很多優勢：單位面積比較輕並且不容易損壞等等。

在最近的一次展示中，我們已經看到了使用這種技術生產的柔性超薄TFT液晶面板，使用聚醯亞胺基板，厚度只有0.1毫米，彎折半徑可以小於5厘米，能夠經歷過萬次的彎折而不受損。

看起來，捲軸式的PDA或者電子書閱讀器已經不再遙遠，而大幅面的壁掛柔性顯示器也將會很快成為現實。

液晶顯示面板大廠友達光電已經獲得了工研院的授權，開始設計和生產柔性顯示面板產品。友達光電已經在2009年3月收購了美國電子紙技術開發及生產商SiPix，將它的專利“微杯”技術收入囊中。

以友達光電最近的表現來看，我們懷疑很有可能，在2011年之前就能看到的那款柔性顯示設備，它很可能會是一部令人耳目一新的電子書閱讀器；而在所有的IT產品中，沒有比它更適合用來迎接新年的了。也許我們能夠像攜帶普通報紙那樣把它捲起來或對摺。