電子紙開先河 OLED搭塑材曲面觸控大進化

採可撓式電子紙技術的PaperPhone原型機。加拿大皇后大學Human Media Lab

穿戴式裝置的流行，帶動了曲面與可撓式顯示面板的市場需求，而智慧行動裝置所必備的觸控功能，各廠商也使出渾身解數，發表自家的曲面(Curved)、可捲曲式(Rollable)、可彎曲(Bendable)、可摺疊(Foldable)等可撓式(Flexible)面板技術與觸控解決方案，使得曲面觸控功能得以在中小尺寸終端產品中實現。接下來我們來看看這些曲面及可撓式觸控面板的技術與發展趨勢。

曲面顯示技術  電子紙開啟先河

曲面顯示技術，可以讓智慧行動產品賦予更多想像空間。據調研機構Touch Display Research的研究顯示，平面或曲面的穿戴式裝置將於2023年突破3千萬部，其中曲面觸控顯示市場將於2023年突破270億美元大關。因此曲面觸控顯示技術，近年來又成為各界開始注重的話題。

早在1974年，Xerox(全錄)的PARC研究中心(現為PARC研究中心公司)的研究員Nick Sheridon，開發了第一代電子紙(ePaper)顯示技術，開創了曲面顯示技術的先河。其原理與特色就是在帶電荷的小球中，一面塗上白色，另一面塗上黑色，透過電場改變來使小球上下轉動，以呈現黑白兩色的畫面。該技術一直到2003年，Xerox才創立Gyricon子公司來將其電子紙技術商業化，亦為後續所知的Gyricon技術；但其商業化腳步太慢，2005年Gyricon公司即結束營運。

而2004年美國陸軍在ASU(亞利桑那州立大學)設置了FDC(柔性顯示器中心)，並與HP(惠普)技術合作，在2008年首度發表了柔韌不易碎的電子紙顯示器原型。ASU FDC後來轉向投入OLED顯示，隨後於SID 2012發表最大的OLED可撓式全彩顯示面板，尺寸為7.4吋，由混合氧化物薄膜電晶體(Mixed Oxide TFT)研發而成。

ASU強調，該面板材料可讓生產廠商能重複使用既有生產線來生產，不需額外投資其他設備，更符合成本效益。其面板的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)薄膜基材，便是採用日本Teijin DuPont Film(帝人杜邦薄膜)公司的Teonex產品，具耐熱性和表面平滑性，並快速導入量產。

在2000年成立的英商Plastic Logic，專精於聚合物電晶體與塑膠電子領域，並生產彩色和單色的塑膠可撓式顯示器，採自家專利的有機TFT (OTFT)技術，具摔不破、可扭曲等能力。該公司於2004年推出自己的塑膠螢幕，可應用在報紙、電子書等產品，並在2010年宣佈將推出自己的QUE電子書(但後來計畫取消)。

隨著公司策略改變，2013年Plastic Logic開始推出單色電子紙技術(即元太科技的E Ink技術)與彩色OLED顯示技術的各種軟式顯示產品，並於東京展示出由16片10.7吋的單色可撓式顯示器所組出來的42吋超大軟式螢幕原型產品。

在前面幾家公司研發成果的累積下，2004年加拿大皇后大學Human Media Lab(人類媒體實驗室)開始進行PaperWindows開發計畫，並於2007年公佈有機人類介面(Organic UI；OUI)新名詞，用以形容操控非平面？非剛性顯示技術的電腦產品，此名詞亦被納入ACM(電腦協會)的期刊內。

該實驗室於2010年與ASU FDC合作，開發出PaperPhone——全球首支電子紙顯示的手機，透過手勢來操控。該實驗室亦與Paper Logic及Intel合作，在CES 2013發表可撓式PC與多螢幕電子紙平板電腦原型機PaperTab；隨後4月再加碼發表MorePhone——世界第一支可撓智慧原型手機，可透過觸控或彎曲螢幕的方式來操控電腦。

其他可撓電子紙技術研發部份：友達在2009年曾發表其與SiPix(達意科技，2012年已併入元太科技)合作的可撓電子紙技術；LG也在2010年展出其19吋可撓式E-Paper原型產品；而Sony則是在2014年發表13吋電子報紙(採E Ink Mobius技術)。

OLED搭配塑材  曲面顯示大進化

在行動裝置大量採用Flexible PCB(軟式印刷電路板)時，也有廠商嘗試以塑膠代替TFT的玻璃，讓既有的TFT LCD、OLED也具備可撓特性，成為2005年之後各科技大廠競相投資的顯示面板技術，正式產品在2010年之後才陸續上市。

2011年Nokia展示其Kinetic可撓式OLED面板以及概念手機，可透過彎曲的幅度來控制手機，但未正式量產。隨後在SID 2014展與SEL(半導體能源研究所)和AFD(Advanced Film Device)公司展示其可雙折、三折的5.9吋手機OLED顯示面板，解析度達1280x720, 249ppi。

該產品採用特殊面板製造技術，在彩色濾光片、OLED和TFT面板層之間夾入密封劑和可彎曲底層基板，使其彎折時最短半徑達2mm、4mm，並可承受10萬次折疊。雖然產品比兩大韓系面板廠還晚到，但據悉蘋果將可能採用其技術，應用在穿戴式產品上(如iWatch)。

Sony早在2005年便與理研(RIKEN)合作，投入可撓式顯示技術的研發。自2007年推出世界首部OLED TV之後，其在2010年展示其4.1吋可捲曲式的以OTFT驅動之OLED顯示面板，隨後2012年展示9.9吋OLED可撓式面板，具960x540, 111ppi解析度。曲面顯示技術練兵成熟之後，便在IFA 2013展出世界首部65吋曲面LED電視，搭配自家Triluminos原色顯示技術，呈現出更逼真的畫質。但手機則尚未有曲面螢幕的推出計畫。

三星(Samsung)取得OLED技術後，其Contour Display曲面玻璃螢幕於2010年首度出現在與Google合作的Nexus S曲面手機上，採4吋Super AMOLED平面面板，配置曲面玻璃來達成。隨後三星於CES 2011首度發表了真正可撓式AMOLED 4.5吋面板。

三星曾於2010年併購具EWD(Electrowetting Display，電濕潤顯示)技術的Liquavista公司，因遲遲無法將EWD技術商業化，後來於2013年再轉售給Amazon，自己則專注在OLED的研發。其可觸控小尺寸產品命名為Super AMOLED；至於可撓式觸控面板則命名為Youm，於CES 2013首度公開；隨後在8月發表KN55S9C曲面電視(55吋OLED)；10月發表全球第一支Galaxy Round曲面手機(採5.7吋AMOLED多點觸控面板)，並在MWC 2014展發表Gear Fit智慧手環(採1.84吋曲面AMOLED觸控面板)。但其面板雖可彎曲，但機身卻不可彎曲，故不能稱為可撓手機？手環。近期於2014年7月再發表U7800(78吋)與U6000(55吋)系列的曲面電視，具有曲面與平面兩種選擇，採4200R黃金曲率設計。

後發先至的LG，在可撓式面板的研發上主要以POLED (Plastic OLED)為主，具備超輕薄特性，展現其曲面顯示技術的領先地位。在CES 2013發表55EA9800曲面電視(55吋OLED)，以僅4.3mm的機身厚度贏得市場驚豔；在10月也發表G Flex可撓式手機(採6吋POLED多點觸控面板)，700R的曲率半徑，其機身具備曲面韌性抗壓且有自癒能力，搭配可彎曲電池設計，故LG稱之為世界首支可撓式手機。

LG近期2014年7月發表105吋的21:9弧形電視，採高超寬螢幕顯示，以回敬對手。此外，LG在2014年7月更發表18吋「半透明」OLED可撓式顯示面板，解析度1200x810，具30%透明度，撓曲半徑達3mm，將帶動未來透明可撓顯示面板的新應用。

至於華碩則是在COMPUTEX 2014展示世界首部32吋LED曲面顯示器概念產品，具2560x1440 WQHD解析度，跟大廠一同加入曲面顯示的熱潮。

可撓式觸控技術  軟板替代性方案

自2013年起，曲面螢幕產品正式開打，各業者便提出不同的觸控解決方案。以三星Galaxy Round為例，其採用On-cell觸控技術，搭配玻璃基板。而LG G Flex則是搭配塑膠基板。蘋果則在2010年申請「曲面觸控感應器」製作工法專利，並在2013年底正式公佈。該技術採自家薄膜導體疊層設計，在基板上先覆蓋導體薄膜，然後透過壓印程序，將基板改變成弧形之後，再經高溫加熱固定成曲面形狀，這種工法可確保觸控感應層不易變形，以生產波浪狀的可撓式觸控螢幕，並應用在自家的手機、平板、電腦等產品上。

除了上述大廠的解決方案以外，各業者也提出各種曲面觸控技術，像是採用ITO(氧化銦錫)替代品，來降低材料成本，同時以薄膜軟板來提供可撓式解決方案。例如：宇辰光電(eTurboTouch)和明興光電(UniDisplay)皆發表OFS(One Film Solution，單薄膜方案)的可撓式觸控面板，採用Cambrios的奈米銀來取代ITO材料；宸鴻(TPK)則是透過導入可撓式基板，搭配OGS模組技術，以實現在不同曲度下展現高畫質圖像的能力。