光電特刊
隨著半導體集積化技術提升，大幅拓展了智慧型手持裝置的功能，但在可閱讀性與攜帶便利性上卻始終處於互相妥協的狀態。因此，對於顯示的方式
便有許多發想，如捲軸式或摺疊式螢幕、微投影、空間成像等技術都試著解決該議題。科研界歷經多年的研發，在解決了基板材料、製程、機構設計與封裝等問題後，可摺疊的顯示器技術Micro LED及OLED終於露出曙光。其中又以OLED螢幕技術設計逐漸明朗，商品化機會大為提高。各大系統公司如Apple、Samsung、LG、華為等，也在供應鏈及專利上進行相關的技術開發整合與布局。
這波商品化的突破，預期將帶動軟性電子上游材料與零組件供應鏈的建立。透過以軟性基板為平台所設計出的薄膜系統(System on Foil)，可以整合太陽能電池、薄膜二次電池、感測器、CPU、可摺疊/軟性Display、記憶體等各種分離式元件，開創出更貼近日常生活、可任意構型的光電電子產品。應用在如汽車內部氣氛營造、曲面儀表板、提供即時行車資訊的車窗透明顯示器、感測、安全防護、娛樂載具等產品；還可應用在穿戴式智慧型裝置，不僅提供通訊、即時資訊，更可作為健康照護的生理監測；未來則更可望成為仿生機器人的重要構成元件。本期光電特刊特別選擇了先進光電顯示器產品所需的相關材料技術與主流顯示器—LCD的新技術與市場發展作介紹，期對可摺疊光電元件材料技術與市場有興趣的讀者有所助益。
OLED面板市場成長快速，預期2021年全球市場值可高達8百億美元。近年來OLED被廣泛地應用在顯示以及照明中，相較於第一代的螢光材料以及第二代的磷光材料，第三代「熱活化延遲螢光」(Thermally Activated Delayed Fluorescence; TADF)材料的發光效率表現較第一代材料高，且可與第二代材料相抗衡。同時熱活化延遲螢光材料不含價格高昂的銥或鉑等貴金屬，因此成本比第二代磷光材料低。除了上述優點外，其合成步驟較少、容易快速生產，未來若能順利量產且壽命表現驗證良好，將成為極有競爭力的OLED材料。「熱活化延遲螢光材料之最新發展」一文對目前第三代熱活化延遲螢光材料的發展、近況、商業化進程有詳細的報導。
歐美及日韓等國皆已開始切入OLED利基型照明市場，但仍有許多如更優異的色彩表現、更高效率、更長壽命等性能待提升。低成本、可大面積製造、高效率的OLED燈具技術開發與量產導入，已成為OLED照明目前最重要的顯學。而如何讓OLED光取出材料及技術能加速導入產線的應用，是國內/外OLED照明產業最重要的開發目標及待突破重點。「OLED照明用光取出材料」一文介紹之OLED光取出材料，主要係應用在OLED照明元件上。其功能除可提升OLED燈源的取光效率外，同時也可達到降低OLED隨視角變化所產生的色偏現象。另外，透過光學模擬的分析，搭配不同材料特性、擴散層的厚度與調整表面微結構，可協助釐清問題，並找出最佳取光參數。
一般顯示器的塑膠表面蓋板目的僅是為了替代玻璃，但是新一代更高階的軟性、可摺疊塑膠薄膜表面蓋板直接對應的終端產品為軟性觸控AMOLED，除了類玻璃特性之外，還需兼顧可重覆摺疊性，因此除了需要超低吸水率、高耐熱性、更薄型的塑膠基材，由於一般傳統硬化樹脂無法被彎曲摺疊使用，很難直接應用，因此需要另行開發。為回應軟性觸控顯示器之需求，新一代高階軟性可摺疊的塑膠薄膜表面蓋板受到矚目，「軟性、可摺疊表面蓋板材料簡介」一文從技術與市場需求角度出發，介紹最新的塑膠薄膜表面蓋板用塑膠基材與硬化材料發展現況，內容包含材料設計概念與加工方式。相信隨著軟性觸控AMOLED顯示器技術日趨成熟，會有更多的上游基材、硬化樹脂原材料供應商投入塑膠薄膜表面蓋板領域。
面板廠積極發展廣色域面板相關技術，其中三星、友達力推量子點(Quantum Dot; QD)，市場預估量子點電視的出貨量會由2017年的5百萬台增加至2020年的5千萬台，預估收益106億美元，前景看好。鎘系量子點顯示器雖然表現亮眼，但是鎘對人體及環境的危害是不容忽視的。尤其是當三星推出無鎘量子點顯示器後，各家競爭者為了取得優勢定會加速開發無鎘技術。磷化銦和鈣鈦礦量子點在光電特性和穩定性上各擅勝場，「無鎘量子點在顯示技術的發展現況與趨勢」一文分別針對其劣勢的本質原因和研究現況進行分析。此外，混搭窄波寬螢光粉和無鎘量子點膜也是實現廣色域無鎘顯示器一個不錯的選擇。
Micro LED是最近兩年興起的顯示器技術，其為微型化LED陣列結構，具有自發光顯示特性，每一畫素都能單獨驅動，具有高亮度、高對比、低耗電、高解析及高色彩飽和度等特性。相較於同是自發光的OLED顯示器，Micro LED更具效率高、壽命長、環境耐受性佳等優勢，非常適合運用於穿戴式的手錶、手機、車用顯示器、擴增實境/虛擬實境、顯示器及電視等領域，已被視為最具發展潛力的下世代新型顯示技術。「Micro LED關連材料」一文指出Micro LED巨量轉移技術與定位固晶技術的成功與否，將是影響Micro LED顯示器能否商業化大規模製造與最終產品信賴性的關鍵技術。在台灣面板廠商OLED技術落後韓廠的情況下，Micro LED有機會成為台灣下世代面板廠的新出路。
液晶彈性體兼具了橡膠彈性與液晶的順向性，可藉由分子在多疇(Polydomain)與單疇(Monodomain)組態或異向性(Anisotropy)與等向性(Isotropy)切換，具有熱致動、光/電刺激響應、能記憶形狀、可逆性等功能，可謂是最獨特的彈性體材料，是相當具潛力的新材料。「刺激響應功能性液晶彈性體」整理其製備與研發的現況，而液晶彈性體可透過光、熱、電、磁甚至機械外力來達到多樣化的調控，文中介紹了形狀記憶/響應、太陽電池轉換膜、類虹膜以及觸控等，相信都是極具潛力的應用發展，值得研究與探討。
針對市場商情趨勢，「TFT-LCD零組件先進技術與廠商現況分析」一文指出，蘋果的iPhone X導入OLED使其成為平面顯示器產業的熱門議題，雖從出貨面積與比例上來說AMOLED將有機會分別成長2倍，但估計在2022年AMOLED的出貨面積也僅成長至整體平面顯示器的9.4%，TFT-LCD仍是平面顯示器的主流技術。TFT-LCD結構複雜，使用許多零組件與材料，為與AMOLED競爭，LCD玻璃基板、偏光板與背光模組等零組件仍持續有新技術推出，以更薄、色彩飽和更佳的LCD面板與OLED競爭。相關國際大廠配合中國大陸在各地方廣設面板廠的趨勢下，紛紛前往投資設廠；短期間國內的面板廠商雖無意願與財務能力可大舉投資進行AMOLED產線設廠，但在平面顯示器主流技術仍以TFT-LCD為主下，政府與廠商仍應投入資源對於相關零組件與材料進行新技術的研發與投資。
此外，本期也介紹了光電產業生產用的許多大型尖端半導體設備與電力設備所使用之絕緣材料與結構設計技術，可確保電力設備呈絕緣狀態，降低設備故障發生率，防止無預警的停電及其所帶來之損失。「絕緣礙子外型優化模擬」藉由有限元電場模擬，分析絕緣礙子表面電場強度與電通量密度，並進行幾何優化，由於閃絡最易發生位置在底部轉角處，藉由增加此處之曲率半徑，提高沿面電通量密度均勻度，確可大大降低閃絡發生機率。
主題專欄
太陽能是一種綠色能源，但是太陽能也會產生大量的廢棄物。某些種類的太陽能電池在材料上使用稀有元素或貴金屬，因此太陽能廢棄物的回收除了具有環保上的考量，經濟上的效益也是值得考慮的。太陽光電模組的回收使用到各種化學與物理的處理程序，這些處理程序其實早已實際應用在其他種類廢棄物的回收程序上，例如電子產品廢棄物或五金的回收處理，因此使用這些處理技術將有助於進行太陽光電模組的分解及回收。太陽光電模組中含有多種塑膠類封裝材料，例如聚乙烯-乙酸乙烯酯及聚氟乙烯，回收程序上首先要將塑膠材料移除，才有辦法進行後續的分解回收處理程序，然而當相同材料使用在不同種類的太陽光電模組時，所對應到的回收處理方式仍然會依不同的模組結構特性而有所差異。綠色環保專題「太陽光電模組之材料回收與資源循環技術」，將分兩期介紹幾種已經實際使用在大型發電站的太陽光電模組產品及其回收處理方法，並探討各種回收材料之經濟效益與環保效益。
燃料電池因其能量轉化效率高，具有清潔、無污染、能量密度高、啟動快、連續供電時間長等優點，被認為是未來可兼具能源與環境要求之理想發電裝置與能源自主的戰略選項。在定置型燃料電池發電應用上，以家用熱電共生系統最具商業化，且當建置量達規模時，亦可達到藏電於民的功效；而結合再生能源與儲能相關技術形成分散式發電系統，將是未來建構穩定的電力供應網路之趨勢。「定置型燃料電池發電應用之發展現況（下）」延續上期解析國際燃料電池發電系統應用之發展現況，除研究定置型燃料電池在分散式電力、熱電共生外，本期繼續探討在備用電力系統領域之應用，並概述定置型燃料電池產品之市場發展現況、技術進展與主要國家之政策導向。
燃料電池車具有行駛距離長、可快速充填燃料的優點，被視為是未來車輛的技術主流之一。潔淨零碳排的燃料電池車不再是遙不可及的夢想，隨著燃料電池技術精進，燃料電池車的普及化指日可待。而中國「十三五」規劃強力推動的燃料電池車與加氫站，也提供全球能源界新的競技舞台大展身手，各大車廠皆已深耕下世代新能源車輛的技術開發，「燃料電池車發展近況(下)」承上期報導GM、Volkswagen、Daimler、Hyundai、Nissan在燃料電池車的目前發展近況，這期繼續有日本Honda、Toyota、中國上海汽車集團最新燃料電池車的發展動態，也探討加氫站設置的策略。
「ITRI F-finder智慧管路劣化診斷系統（下）」也接續上期討論，針對廠區製程管線，透過智慧管路劣化診斷系統量測分析製程管線振動頻率變化，透過時間域與頻率域訊號的解析技術以及其與管線材料劣化間之特徵模型，可大範圍/長距離有效監測腐蝕劣化發生及定位，有效在管線洩漏前提出材料腐蝕劣化預警。這項工研院研發的系統可彌補定期非破壞檢測單點資訊不足之缺點，只要監測物件可觸發振動反應，如橋樑、鋼結構、吊車、桶槽、軌道以及轉動設備組件等，均可採用本系統進行劣化監測，輔助現場人員劣化診斷之能力，提升安全。
其他專欄
面對高值化的轉型挑戰， 跨入知識經濟、掌握智慧財產，是轉型的入場券。材料化工等產業在此部分的著墨與電子、資訊等產業相差甚遠；而在工業4.0、萬物皆聯網的浪潮下，不但有更多智慧的領域要探索，因應而生的科技法律問題，更將成為材料化工產業需面對的議題。材料補給站「蹲穩高值化的馬步 專訪資策會蕭博仁副執行長」，透過國家政策智囊的高度，分享知識經濟的戰略、新產業發展的機會，以及政府政策的對應，期為台灣整體創新增添動能。蕭博仁提出從法人革新、法規鬆綁、平台性法人三個面向落實，來建構能讓知識經濟與智慧財產蓬勃發展的環境。
熱門專利組合則推出工研院材化所在「OLED」、「顯示器」兩大類八項優質專利組合。「OLED專利組合」包括顯示器用發光元件、彩色濾光片技術、照明用發光元件、磷光有機發光材料；「顯示器專利組合」精選量子點應用技術、黑色矩陣材料應用技術、膽固醇液晶光學膜應用技術、電濕潤顯示技術。資料豐富多元，有興趣合作之讀者請與材化所智權室聯繫。
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