印刷新藍海

軟性電子印刷來臨了

葉文俊
(作者為小天使廣告公司負責人 TEL:02-2298-2066 、台藝大圖文系兼任講師 allen@miniangel.com.tw 、國立台灣藝術大學應用媒體藝術研究所碩士、台灣圖文傳播協會第一屆理事長)

 將來如果有人問你從事的行業時,就回答「印刷電視」,夠酷了吧!軟性電子印刷的時代已經鳴槍起跑,看到很多競相發表產品的報導經常感到興奮和心動,感覺好像印刷快要出頭天了,印刷電子將會是明星產業。

 1840 年蒸氣機的改良取代人力是人類第一次的工業革命,第二次工業革命是電力成為現代文明的主要能源,而第三次工業革命則是目前正熱門之半導體的發明和應用。有半導體元件才能製造精緻的電子產品。也因為電腦改變了資訊處理的速度和資訊傳播的技術,使人類文明演變突飛猛進。在今天半導體元件無所不在,電腦、汽車、手機、電器甚至玩具都必須使用半導體製程產品。它可以小到比米粒還小的 RFID 晶片,也可以生產大面積如 LCD 液晶電視面板之 TFT 薄膜電晶體和 CF 彩色濾色片。將來如果有人問你從事的行業時,就回答「印刷電視」,夠酷了吧!軟性電子印刷的時代已經鳴槍起跑,看到很多競相發表產品的報導經常感到興奮和心動,感覺好像印刷快要出頭天了,印刷電子將會是明星產業 ……

 矽半導體 (Silicon Semiconductor) 產業的特性是高科技、高產值 (我國三大「上兆之產值」產業之一) 高投資 (建置 32 奈米晶圓廠需投資 35 億美元) ,規模大,從業員數千人,無塵室、高溫作業、製程繁瑣,有些製程需時數週甚至數月,產品精密、價格昂貴,不斷向更精細技術挑戰,四十年一直遵循著摩爾定律 (Moore's law) 發展,也就是積體電路上可容納的電晶體數目,約每隔 18 個月增加一倍,性能提升一倍。 2007 年底, IBM 、 Intel 、台積電、力晶爭先恐後的發表 32 奈米晶圓製程,它比 45 奈米又增加一倍,這也表示人類已進入第四次工業革命─奈米科技時代。在 1950 年代沒有人能想像矽半導體技術的深入普及,同樣的我們現在是否能想像未來二十年印刷電子的可能發展盛況?!

印刷半導體趨勢

 在未來三五年之後, OLED 電視將離開桌面掛在牆壁上,就像現在投影機的螢幕,螢幕本身就是顯示器,此即為軟性電子印刷的產品。將來你坐在捷運車廂,打開的報紙不再是蘋果日報,而是一片薄薄可捲式的電子報顯示器。當你從冰箱拿出一瓶鮮奶,鮮奶盒上的包裝會顯示甚至發出聲音告訴你鮮奶已過期,這就是軟性電子時代的來臨,其以印刷的方式生產軟性薄膜電子產品。此為繼半導體、平面顯示器產業後,下一波新興的產業技術,也就是印刷產業轉型的新藍海,經濟部預估在 2008 年至 2010 年將是軟電技術的發展關鍵期。

 薄膜軟性電子時代的來臨將開啟印刷半導體 (Printed Semiconductor) 的里程碑,它使電子元件從剛硬厚重無機材料矽基板的束縛解放出來,印刷半導體的興起不是要取代矽半導體,它是因應於軟性電子的特性要求發展新的電子產品製程,這些特性有些是矽半導體不適合或不符合效益的。軟性電子的基材是薄膜塑料,印刷功能性半導體、導體油墨,且有機材料不適合高溫作業,軟性電子產品特性是超薄輕巧,可捲繞,大面積甚至是具透明性,其原料之局部佈層 (Deposit) 也正是印刷所能發揮之專長,印刷半導體投資小規模小,數十人即可生產,不需無塵室、製程簡單、生產速度快、成本低廉,適合軟性電子消費性平價產品的需求。圖一為美國 IDtechEx 研究機構預測印刷半導體 2027 年全球達 3,000 億美元市場規模,其成長比 1960 年開始之矽半導體還快。矽半導體 50 年的發展去年全球之產值約 2,000 多億美元,而印刷半導體在未來短短二十年可達到矽半導體 1.5 倍的規模。 2007 年薄膜電子印刷達 11.8 億美元, 2011 年成長至 50.6 億美元, 2017 年 481.8 億美元, 2027 年達 3,003 億美元。

軟性電子產品 佔有率
邏輯元件、記憶體和 RFID 38%
有機發光二極體 OLED 顯示器 20%
太陽電池 PV (Photovoltaic) 14%
OLED 光源 11%
OLED 看板 7%
電子紙 4%
其他 6%
2027 年軟性電子分佈圖

 美國 Quantum Paper 公司 2006 年發展量子紙顯示器,用網版或柔版印刷印 12-18 層功能性油墨。以色列 Power Paper 公司研發紙電池,員工 80 人,將無毒的二氧化鋅和二氧化錳製成類似油墨以網版印刷製作低成品薄膜電池。美國 Konarka 公司生產之薄膜太陽電池,以可捲輕薄便宜之塑膠基材採用捲對捲 (Roll-to-roll) 印刷製程,並稱可用現有之塗佈和印刷設備即可生產,在薄膜電池上還可以印刷各種色彩和圖案。 2008 年 3 月 Printed Electronics World 發表之歐士朗 (OSRAM) 之高效能 OLED 光源,並成為澳洲雪梨 Western 大學展出之室內窗戶裝飾燈板產品。另日本 Epson 公司 2004 年以噴墨印表機 (Inkjet Printer) 也噴印生產 40 吋 PLED 彩色電視。

Epson 噴印 PLED 電視

 時代在變觀念也應跟著改變,印刷不一定都印紙張,油墨也不一定都是 YMCK 四色墨,我還想建議圖文傳播系應改回「印刷系」。圖文傳播 (Graph Communication) 是二十世紀印刷的角色任務,新世紀印刷將進入 Printing Beyond Color 時代,功能性油墨、智慧型油墨、半導體油墨將使印刷未來有驚人的新應用發展機會。對經營傳統印刷廠的老闆會覺得軟性電子仍為電子產品的領域與印刷業無關,台灣文化印刷業者應參考日本之多元化經營模式,請看看日本凸版印刷公司 2002 年來台灣投資設廠,他會去搶接週刊、雜誌的印刷生意嗎?他們只生產 LCD 液晶面板之 CF 彩色濾色片,百年老店之日本凸版印刷公司,各種版式都生產,除傳統文化印刷外,與科技有關之印刷皆站在領先的地位。 E-ink 電子紙之電子墨也是凸版印刷公司用網版印刷印製的。

 台灣電子和光電產業在世界占有重要的生產力地位,國內相關產業也積極地投入軟性電子的研發和生產,初期仍以半導體製程為主,以快速和低價市場導向將來會與印刷結合。軟性電子的市場規模可謂是一片藍海,傳統印刷產業規模與之相比只能算是小池塘。 2008 年 4 月 Global Sources 報導行政院提出軟性電子技術應用與發展為未來開發三項「便利新科技」之一。這一塊與印刷有關且將來臨的大餅除了電子產業、顯示器產業投入外,應能促使部分較有企圖轉型之傳統印刷廠,脫跳出現有的競爭紅海泥沼。當今的科技新貴大都是從事半導體或光電產業,未來的新貴可能是從事印刷半導體且具有印刷背景的工程師。印刷業如何迎接印刷半導體的來臨必須做很多功課,結合產官學研針對軟性電子印刷規劃出「系列研發整合」的轉型方案,為這千載難逢的印刷新時代共展身手與努力。

(2008/5/19)