Finetech Japan 2013 Live系列報導一

刊登日期:2013/4/11
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林顯光、張德宜、謝添壽、趙志強、何世湧、陳品誠、劉子瑜、曾寶貞寄自東京

堂堂邁入第23屆的Finetech Japan 今天(4/10)在日本東京國際展覽中心隆重登場了。這場吸引全球40個國家,871家參展廠商共襄盛舉的全球最大顯示器展將為顯示業界帶來一場科技與商談的交流盛會(圖一、二)。與Finetech同步登場的還包括第4屆高功能膜展(Film Tech Japan)、第2屆高功能塑膠展(PLASTIC JAPAN)和Photonix 2013,四大展會同台演出,帶給相關業界最新商品展示與研發成果。材料世界網/工業材料雜誌特別邀請工研院內的市場、技術專家,在東京現場提供展場參觀心得和研討會內容精摘,以第一手即時資訊分享國內讀者。


圖一、Finetech Japan 2013  4月10日在東京Big Sight 隆重登場

2013年的顯示業界有哪些新議題?數百家賣力演出的參展廠商又將在2013 Finetech 推出甚麼樣的新內容?關心觸控面板、OLED最新發展;想了解高功能膜、塑膠技術最新趨勢與商機的朋友,敬請鎖定材料世界網一連三天為您提供的Finetech Japan 2013 Live系列報導。

開疆拓土---台灣廠商競參展
國內廠商在貿協(TAITRA)號召下,共有30餘家廠商赴日參展。台灣廠商的攤位分在三區,不論是參展規模或參展商數都遠超過中國大陸和韓國。在高功能塑膠展區,設攤的有尚宏機械、唐聚、地球綜合工業、藍諠、隆志、英太與長億機械;在Finetech 專區有群翊、兆邦、韶陽、宏益、良英、唐威、坤輝、科嶠、同昌和千得等公司;另外,在光通訊技術展區的則有正達、品傑、前鼎、聯超、誼虹、奕葉、歐銥、上詮、宏明、環隆、祥茂和波若威等公司。台灣專區的統一標誌在展場獨樹一格(圖二)。


圖二、台灣專區標誌閃耀在Finetech Japan

國內吹袋機專業廠尚宏機械公司在總經理黃敏仁領軍下,繼元月參加杜拜、孟加拉展、3月參加南非、墨西哥展之後,這回也在日本的Plastic Japan 2013設攤,積極推介該公司自行研發、設計的JIT整合式背心袋製造設備(圖三)。根據黃總經理表示,這款整合式背心袋製造設備具備押出吹膜、雙色印刷、封切製袋至打孔回收四合一功能,過去要由四部機器才能完成的作業,可在這部第四代的吹袋機上一氣呵成,以單一製程即可做到即時生產、即時管理、降低生產時程、節省電費和人工成本。同時,打孔料還可即時回收再利用,對減碳排放綠色環保亦助益良多。據云此款設備已獲國內3項專利,而中國大陸的2項專利也正核准公告中。


圖三、尚宏機械公司研發、設計的JIT整合式背心袋製造設備

展場巡禮---看國際產品走向
以TEMPLOC Adhesive為材料的OGS觸控面板製造技術
Denka公司今年延續去年的One Glass Solution製程技術,以大面積製作觸控圖案化後,才進行切割、磨邊及化學強化等製程,具有效率高、Throughput快、減省化學品使用等優勢,繼續吸引眾多廠商、參觀者駐足圍觀。其製程包含大面積強化玻璃的觸控圖案化製作、液態黏著劑塗佈、大面積玻璃多層壓合及硬化、切割、磨邊、離子置換、水煮分開單片OGS玻璃等。與去年不同的地方是原先的液態黏著劑僅具有UV硬化功能,部份色框遮蔽UV使硬化不足,造成磨邊及離子置換的缺陷,今年則將液態黏著劑改為Dual cure功能,UV遮蔽硬化不足的部份,可以常溫自行反應達到完全硬化的需求,避免了缺陷產生的問題。表一和圖四是其Dual cure液態黏著劑的物性表及流程圖,表中可見此膠改為A、B兩劑型,雖具有較好的製程耐化性,但操作時間僅有15分鐘,所幸因是連續製程,點完膠立即進行玻璃貼合及紫外線硬化,故對Throughput應該沒有影響。(圖五~六)

表一、Denka公司的Dual cure液態黏著劑物性表


圖四、TEMPLOC的製作流程


圖五、A、B兩液型黏著劑的塗佈設備


圖六、研磨後的板邊平滑的狀況

Denka公司今年也推出多色色框的產品應用樣品,其元件結構是Glass/黑框/色框,也就是每一個色框底下,都先有黑框,可以避免透過的光又反射回來使色框的色純度降低。圖七是其展示的多種色框樣品。由圖八的邊框放大圖在橘框下可見黑框的off set圖形。


圖七、Denka公司展示的多種色框樣品


圖八、邊框放大圖

Denka除了將TEMPLOC接著劑應用在觸控面板之外,也嘗試以此技術製作特殊形狀的加工零件,如圖九。


圖九、TEMPLOC接著劑應用在特殊形狀的加工零件

根據Denka公司現場的解說人員表示,其在日本、韓國及中國大陸都已成立委託觸控面板代工工廠或研發中心,但台灣目前相對推廣較慢,但已有數家台灣TP公司在評估該公司的製程技術,若有機會,該公司也很願意來台灣進行推廣及說明。

富士商工的新型觸控面板製作技術
富士商工今年展出一種新型態的觸控面板,其將黑框(或色框)先製作(印刷)在PET膜上,並以UV膠將其整平,消除了以往黑框有斷面的現象,如此OCA膠可以不必像以往需求較厚。將印刷好的Roll-to Roll PET沖壓出具有黑框的塑膠片,如圖十 ~ 十三所示。


圖十、印刷好黑框的Roll-to-Roll PET薄膜(設備正面)


圖十一、沖壓出黑框後的Roll-to-Roll PET殘餘薄膜(設備後面)


圖十二、沖壓塑膠片的模具


圖十三、沖壓出的各種色框塑膠片

將沖壓出的色框塑膠片以下列元件結構疊合: Cover glass/ OCA/色框塑膠片/ OCA/Touch sensor/LCD,即完成觸控顯示器的製作。此方法也有機會應用在OGS,甚至in cell/ on cell元件製作,是一個全新製作黑框的技術。現場廠商提到,其製作白框時,是採用一黑三白的多層印刷方式進行色框圖佈,他們很自豪的是,由其所製作的樣品來看,完全沒有off set的問題。

SiliconSign公司的165吋LED TV
SiliconSign公司今年展出一個165吋的LED電視,此顯示器pitch與去年一樣,都是1.9mm,由5米外看,小片LED拼接的接縫已改善很多,但仍可看到細的接縫線,顯示其在片與片的亮度均勻性上,仍有提升的空間,但165吋已非一般LCD可以做到,這是其產品區隔之處。此外,其面板解析度為3840 *1080,非一般正常的16:9尺寸,但165吋也算夠大了,一般若要以LCD製作,一定會有明顯拼接的接線。此顯示LED直接發光,亮度達到1500 cd/m2。此顯示器是由單片模組拼接而成,其解析度為320 * 240,尺寸則為304 mm * 228 mm,由現場的說明強調,因為放熱量改善很多,此顯示器可以放在室內觀看。(圖十四、十五)


圖十四、SiliconSign 展出的165吋LED電視


圖十五、SiliconSign的單片LED顯示板

日本電氣硝子公司的超薄玻璃先進加工技術
日本電氣硝子發展最新一代超薄玻璃的加工技術,此技術的關鍵部份如圖十六,利用電腦3D模擬熔化過程提供玻璃熔化時的熱管理技術。


圖十六、電腦3D模擬熔化過程

圖十七的溢流熔融法是目前面板用的無鹼玻璃與超薄玻璃都採用的加工方法,搭配整個製程都在無空氣、無塵Chamber中完成。如圖十八,玻璃表面不會受到空氣擾動或灰塵產生瑕疵,可以使表面平坦度達到Ra=0.2nm,較傳統流孔法的玻璃經表面研磨平坦化後的平坦度Ra=0.5nm還要平坦。


圖十七、溢流熔融法


圖十八、無空氣無塵chamber中拉玻璃

此溢流熔融法還有一大優點,就是玻璃截面的瑕疵非常少,這對可撓式的玻璃加工性能極其關鍵,可使收捲的超薄玻璃有完全彈性,在用雷射打孔加工時不會有應力或裂痕產生(一般樹脂薄膜會產生前述缺陷)。目前超薄玻璃的加工膜厚可以做到35微米,幅寬700mm,每捲500米,如圖十九所示。超薄玻璃的裁切是用熱應力法加上鑽石刀切割技術,可以得到非常完美的切面,表面破壞強度可以大於500MPa,曲率半徑可以到10mm左右。目前可撓超薄玻璃有客戶以GOG(Glass On Glass)的方式做可撓式電子產品驗證,雖然此法可大幅降低生產時超薄玻璃的破裂,但經過熱製程後有玻璃間不易分離的問題,目前仍在解決中。此外可撓超薄玻璃與樹脂結合成的複材具有可撓、不易破損的優點。可撓超薄玻璃目前主要的應用領域是在OEL、Solar Cell、二次鋰電池與太空科技等。


圖十九、可撓的超薄玻璃

Novaled的OLED展出
Novaled以PIN結構製作高效率、低驅動電壓之OLED元件,未來適合作為信號燈(不同色系)(圖廿)、照明或顯示器背光源。該公司在展會現場展示出以四片15 cm5cm白光OLED照明所組成之OLED檯燈的使用情境(圖廿一)。而在材料方面,Novaled發表新的電子傳遞兼電洞阻擋層材料NET-164、NDN-45、NDN-77、NDN-87等,上述材料之HOMO/LUMO分別為-6.1ev/-2.6ev、-4.4ev/n.a.、n.a./n.a.、n.a./-2.0ev。其它電子傳遞兼電洞阻擋層材料為NET-18、NDN-26等;電洞傳遞兼電子阻擋層材料為NHT-5、NHT-18、NHT-49、NHT-51等;摻雜材料如NDP-2、NDP-9等;p-n-junction材料如NET-39;光取出材料為NLE-17、NET-61等。Novaled是會場上唯一一家展示自己製作的OLED面板的公司。(另外一家LAN TECHNIVAL公司雖然也在現場展示5 cm5cm的 OLED元件,但是此元件是由山形大學製作,LAN驗證室溫封裝製程技術)。


圖廿、Novaled展示之不同色系OLED Signage


圖廿一、Novaled以PIN結構製作之OLED檯燈

高功能薄膜的多項突破展出
日本的塑膠高分子材料與加工能力素來領先全球,薄膜材料在顯示器技術演進的年代一直扮演著關鍵材料的角色。薄膜的光學特性包含增亮、補償、勻光與反射等十分受到器重,但在普遍量產規格化之後,薄膜材料從高毛利產業變成燒錢的事業,尤其在顯示器產業西移化與對岸策略威脅下,如何尋找更多元的應用,讓高分子薄膜的價值再次彰顯成為業界關心的議題。

今年的Filmtech Japan和 Plastic Japan 展會上,日本各薄膜大廠紛紛展出努力的方向與最新的結果,對國內廠商應極具參考價值。從會場可以清楚看出,各家薄膜大廠均延續往年的展出陣容,跨領域的應用示範同時呈現在與會參觀的專業人員與買主上,軟性顯示技術在許多顯示器公司的研發藍圖中成為重要的一環。例如,去年住友公司的透明高溫SUMILITE 高功能薄膜尚在開發中,而今年的展場就已出現由此基材製作的小尺寸軟性超薄顯示器樣品(圖廿二)。另外,Kuraray公司開發出Fill Factor 號稱100%的微透鏡薄膜,應用在LED照明上(圖廿三)。至於在民生用途方面,不同的光學結構可以有不同的點光源擴散效果,可以解決LED照明的刺眼問題,利用吹膜方式可以製造3D的立體光學燈罩。另一家材料大廠TORAY公司則利用奈米混摻延伸造孔技術,成功製造出高透氣性、可自然分解的PLA聚乳酸孔隙薄膜,透濕度達1800g/m^2/day,可以利用在尿片與清潔用品上(圖廿四),藉以達到無汙染的綠色材料。另外,多孔隙的應用也包含封裝、反射與光回收的薄膜材料。


圖廿二、SUMILITE TTR 高透光性高溫基材所製造的100μm超薄軟性顯示器栩栩如生


圖廿三、Kuraray LED點光源解決方案Fill Factor 達100%無間隙堆積透鏡


圖廿四、TORAY 多孔隙PLA環保材料民生應用

基調演講---探全球技術趨勢
輕薄化是未來產品的發展趨勢之一,從主辦單位結合塑膠、薄膜兩大項作展會整體規劃可看出,薄膜相關產品在將來市場必將持續擴大。雖然在製程與材料上仍有許多問題尚待克服,但為了刺激整體消費市場的銷售,以往日本以技術為導向的思維,已悄然改變,重新審視技術的必要性與方向,並開始注重終端使用者的體驗。今年的基調演講中,技術最先進的日韓兩大面板主體均不約而同的指出,唯有改變公司策略與思維才能渡過現今面板產業面臨的困頓與瓶頸。

今年FPD的基調演講是由日本顯示器(JDI)、LGD及BOE三家公司的代表來演講。首場是由日本顯示器(JDI) 社長大塚周一擔綱,發表面板產業的趨勢與展望。大塚社長特別強調JDI並非”再生”,而是一間具創造性和成長性的公司,已於今年開始轉虧為盈,未來發展將不再以技術為導向,而是站在客戶的立場來發展技術。他於演講中指出,未來面板產業主要的應用產品成長動力將來自於平板電腦與智慧型手機,其市場規模2012-2016年的年複合成長率分別為33%與24%。JDI正好處於這兩項高成長的產品當下,提出公司將以LTPS的技術優勢基礎,結合多項自主性研發的技術,持續發展出更具創新、更高附加價值產品,日本顯示器(JDI)將此類產品簡稱為IV(Innovation Vehicle)。其中多項自主性技術包括:IPS廣視角、低耗電技術(White Magic)、In-Cell觸控技術(Pixel Eyes)、薄化背光、OLED技術、反射式顯示器、可撓式顯示器等,如圖廿五所示。至於個別技術類別則為:LTPS高解析度產品、White Magic低耗電技術、Pixel Eyes 內嵌式觸控技術和IPS廣視角技術,如圖廿六所示。


圖廿五、日本顯示器(JDI)之發展策略


圖廿六、日本顯示器(JDI)主要發展技術種類

JDI的LTPS高解析度產品方面,背板技術皆採用LTPS為主,由於整個手持式裝置對解析度要求逐年攀升,以致LTPS的產能需求持續增加。JDI 2013年茂原G6 產能將開出,整體JDI在LTPS產能將倍增。目前已達量產階段的產品為5吋手機用面板,解析度1080X1920 (443ppi)。另外,還有超高解析度的Demo品,更高達500ppi以上。White Magic低耗電技術方面,一般面板的彩色濾光片由RGB三種顏色構成,而White Magic顯示技術是由RGBW畫素構成,提高彩色濾光片光的穿透度,主要運用在行動裝置上。該技術不但能提升面板兩倍亮度,在室外也易於讀取,可應用於各種解析度面板(qHD、720HD、FHD)。與未採用此技術的面板相比,將降低近五成的耗電量,適合用於智慧型手機或平板電腦等。以此技術製成之FHD面板,其背光的耗電量等同於傳統式的QHD面板。Pixel Eyes 內嵌式觸控技術方面,JDI在觸控產品發展以in-Cell技術為主,與GG外掛式的觸控面板比較,厚度省去一片玻璃,但若沒有貼合Cover Glass改以Film替代,其厚度將不到1mm。

另外,於演講中再次強調,2013年的智慧型手機面板解析度將正式進入400ppi以上的時代,且預估5吋FHD 400ppi其出貨量占比將超過七成。而在平板電腦面板的解析度方面,2013年將超過300ppi,2014年更將達到400ppi水準。在中長期的策略上,將以IV-LCD、IV-反射型、IV-OLED為發展主軸。其中IV-LCD代表更進化的LCD,其技術方向為4K2K、低耗電、超輕薄。IV-反射型即發展反射型全彩電子紙,零耗電,可減少眼睛的疲勞。IV-OLED是在以LTPS為背板的基礎下,結合UI與可撓曲的設計,創造出高解析度整合多功能的面板。

LGD提出顯示器產業的幾項挑戰,包括大環境不景氣及消費者習慣改變,因而造成市場大者恆大及上中下游的界線越來越模糊等現象。未來持續成長的產品主要是在電視(尺寸變大)、Tablet和Smartphone(需求量變大)、車用(需求量變大)及大型看板(需求量變大)。LGD認為IPS技術具備色彩優及高精細等好處,未來將主宰LCD市場,VA技術族群勢必要往IPS靠攏,而該公司持續將In-cell Touch及OLED視為重要的發展策略。

另外,在高功能膜開發及製造最新動向SESSION中,台灣BenQ的郭真寬博士介紹了應用在顯示器的光學膜材料。該公司的產品主要都是偏光板相關的膜材,如補償膜、表面機能膜、圓偏光板、Pattern retarder等。其中特別提到取代TAC膜的技術已有相當高的成熟度(圖廿七),如PET或壓克力系材料都很有機會被使用。此外,在補償膜或圓偏光板產品方面都有提到需控制好材料的波長色散因子(Wavelength Dispersion)才能得到較佳的色彩品質。


圖廿七、取代TAC膜之可能材料

第二位講者DAIKIN的小澤香織小姐介紹了觸控螢幕用表面改質技術的最新動向。該公司是全世界供應氟化物的前幾大企業,對抗指紋膜(AF Film, Anti-Fingerprint, Anti-fouling)技術研發投入甚多,尤其在產品評價及加工技術上有相當深入的研究,針對耐久性及觸感滿意度建立其評價方法。因此,若對開發此產品有興趣之業者可參考其評價方法(圖廿八)。


圖廿八、DAIKIN的AF膜觸感滿意度評價方法

最後一位講者係FUK的原浩司先生,他介紹了觸控產品的貼合技術。FUK開發多種貼合設備,可滿足軟對軟(Film to Film)、軟對硬(Film to Glass)及硬對硬(Glass to Glass)等貼合需求,不過此演講主要像在介紹其設備而對其關鍵技術未詳細說明,殊為可惜(圖廿九)。


廿九、觸控螢幕使用之貼合製程

匯聚各項新產品、新技術的Finetech Japan 2013正在日本東京展出,更多相關現場情形將在明天的材料世界網刊出,敬請持續關注。以上是材料世界網/工業材料雜誌編輯群:林顯光、張德宜、謝添壽、趙志強、何世湧、陳品誠、劉子瑜、曾寶貞來自東京 Finetech Japan 2013現場的Live 報導。 

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Finetech Japan 2013 Live系列報導二
Finetech Japan 2013 Live系列報導三 

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