軟性電子
iBeam技術大躍進 Micro LED顯示器有望2022量產
三星投資的新創Micro LED顯示器技術商iBeam Materials(iBeam)日前宣布,已成功展示一項可直接在纖薄、柔性且可彎曲的金屬基板上製造高效氮化鎵(GaN)場效電晶體(FET)的技術。將這項技術與該公司先前發表的MicroLED搭配使用,製造商可以在省去巨量轉移製程,直接將MicroLED與場效電晶體以並排的方式整合在一起。該公司預估,這項直接在金屬基板上製造GaNFET的技術,可望在2022年進入大規模量產。
iBeam透過GaN元件為產品帶來新面貌。
MicroLED顯示器技術可突破傳統顯示器的外觀尺寸限制,為手機、可穿戴式裝置、照明及儀器等產品外觀帶來轉變的可能。新技術製造的大面積MicroLED顯示器具有韌性但外形纖薄,且其可彎曲、凹折及適應各種形狀的特性,能與傳統的顯示器產生明顯的市場區隔。此外,相較傳統LCD和OLED顯示器,該Micro LED顯示器具較高亮度及效率。
Micro LED顯示器能否普及的關鍵取決於量產技術的成熟度,及應用設計是否有足夠的實用性,本次iBeam技術的突破,克服了量產技術方面的瓶頸。而該公司早期技術發展亦著重於柔性基板,如其專利製程可使製造商直接在薄、柔性大面積金屬基板上生產產品。透過直接於金屬基板上生產Micro LED顯示器面板,可以捲對捲(Roll-to-Roll)製程大量生產,而該公司精進製程的同時,亦能使生產資金與營運成本較傳統顯示器來得低。
心率/呼吸/血氧偵測三合一 新款健康監測貼片問世
愛美科(imec)與荷蘭應用科學研究機構TNO在國際消費性電子展(CES)期間聯合發表一款新型健康監測貼片,該貼片具備心率、呼吸與血氧濃度監測功能,且所有電子電路均包覆在柔軟、不會刺激皮膚的材料中,外觀令人聯想到處理小傷口用的ok蹦。這款新型健康貼片由兩家研究機構在荷蘭埃因霍溫共同設立Holst Center開發完成,除了舒適之外,該貼片的電池續航力可長達7天,這在此類設備中也是前所未見的。另外,由於製造成本比前幾代產品大幅降低,因此這款貼片的定位是拋棄式產品,不必重複使用,對講求衛生的醫療產業而言,是十分理想的患者監護方案。
愛美科聯網健康解決方案系統架構師Bernard Grundlehner表示,與前幾代健康貼片相比,最新款健康貼片最大的改良在於增加了血氧濃度監測功能,並導入愛美科自行研發的MUSEIC V3系統單晶片,使得系統功耗明顯降低,而且成本變得十分低廉,可以當作拋棄式產品來使用。TNO印刷電子專案總監Jeroen van den Brand則補充,該貼片的基板材料是非常薄而且有伸展性的TPU材料,電路功能則是用印刷電路技術印在基板上,並整合了乾式電極,可以在人體和貼片之間建立起穩定的電子連結,從而實現感測功能。
目前市面上的健康監測貼片,電池續航力通常只有3~4天,但愛美科與TNO聯手開發出來的新一代貼片,電池續航力可以超過7天。對病患來說,這意味著上醫院更換新貼片的頻率可大幅降低,且透過聯網技術,醫療人員可以遠端監控病患的重要生命特徵。此外,目前的健康貼片無法直接量測血氧濃度,必須在病患的指尖上連接額外的設備才能量到相關數據,但對於病患的日常生活來說,這種量測方式會造成很大的干擾。因此,愛美科發展出新的量測技術,藉由反射式光體積變化描記圖法(Reflective Photoplethysmography),當貼片貼在胸口上時,可以取得血氧飽和度的讀數。這是目前的貼片無法做到的量測功能。
工研院/SEMI結合產學研 發展軟性混合電子應用
工研院與SEMI國際半導體產業協會、長庚大學、國立體育大學於6日簽約,共同開發「軟性混合電子」,並制定相關產業技術發展藍圖,以精準運動科學的智慧穿戴產品為標的,協助體育界以實際的數據分析,作為精準發掘潛力選手、提供教練調度、甚至戰術應用的依據,並鏈結國內外廠商,建立台灣在軟性混合電子產業之自主供應鏈,前進運動科技龐大市場。
工研院電光系統所所長吳志毅表示,智慧穿戴式裝置市場近年來持續成長,帶動穿戴式設備模式更加多元。軟性混合電子結合了重佈線層(RDL)技術與軟性電子基板材料,可在軟性基板材料上整合現有的半導體元件,卻又具備軟性、服貼、可拉伸的特性,能夠有效貼附於身體部位,提升整體穿戴的舒適度與生理訊號量測的精準度,未來對於運動與健身等穿戴裝置之應用有極大幫助。工研院此次在SEMICON Taiwan展出的軟性混合電子之精準運動偵測系統,利用無線傳輸技術即時將使用者身上的肌電訊號傳輸至電腦,並藉由演算法判讀其肌肉用力程度及疲勞度,結合運動訓練的知識,未來可作為運動員訓練或是教練調度選手的依據。
SEMI台灣區總裁曹世綸表示,台灣具備完整且高度垂直分工的微電子產業鏈與高度水平整合的能力,是掌握這波軟性混合電子龐大商機的關鍵優勢。透過與工研院的共同合作,SEMI-FlexTech (國際半導體產業協會策略夥伴ᅳ軟性混合電子產業聯盟),將於10月3日正式成立軟性混合電子產業委員會,期望透過結合產學研建立並強化台灣軟性混合電子產業供應鏈,以精準運動與健身領域的智慧穿戴裝置為標的,協助制訂軟性混合電子產業技術發展藍圖,共同推動國際標準,藉由SEMI-FlexTech的全球平台串聯國內外廠商,促進更多的國際交流與合作,並透過FLEX Taiwan軟性混合電子國際論壇暨展覽,強化台灣軟性混合電子技術優勢與國際能見度。
長庚大學校長包家駒表示,長庚大學甫獲2018「世界一流學科排名」的肯定,生物醫學工程(全台第三)、護理學科(全台第一)雙雙入榜世界百大的學術排名。生物醫學工程領域的研究已經成功整合物理感測的生理訊號以及生物標幟的生物訊號,並且實務應用於智慧衣、心震圖研究、超音波腦部藥物釋放系統開發等,由工學院賴朝松院長所率領的團隊,更爭取到科技部「半導體射月計畫」補助,研發帕金森氏症臨床需求之工程技術,預期可以達成大量快篩與高風險年長者的精準測量,為病程輔助判斷的數位醫學科學提供一個準確的依據。藉由此次結盟,能夠將工學院賴朝松院長所率領工學院團隊,結合長庚大學在醫學領域健康老化生活品質的提升以及老人照護成果,並整合由物理治療系主任張雅如的疲勞研究及穿戴式研發能量,期盼有效地應用於個人化精準運動的提升。
國立體育大學表示,現階段發展競技運動科學的重要課題之一,就是如何精準輔助競技訓練, 提升運動表現。然而,目前國內不但缺乏競技運動科學資料庫,對於各種數據的整合與判讀缺乏經驗,更遑論執行大數據分析預測選手表現這項重要的工作。此外,隨者感測元件產業的蓬勃發展,穿戴式科技應用在運動上的產品如雨後春筍般出現。雖然市面上所販售的商品林立,但真正經過科學方法驗證,俱有良好信、效度者卻寥寥可數。再者,由於比賽規則限制,大部分穿戴式科技產品只能在練習時使用,無法在運動員比賽的過程中做出立即回饋,提供教練調度、甚至戰術應用的依據。 綜合上述幾點,發展更服貼與舒適的感應器,並且能精準地蒐集不同運動項目中所需要的訓練內容,最後能在比賽則許可下仍可使用之智慧型裝置,紀錄下所有訓練、比賽的歷程,將資料傳輸至雲端資料庫進行分析運算、即時回饋,成為我國當前發展競技運動科學刻不容緩的課題。國立體育大學團隊期盼能藉由參與此一計畫,第一線融合教練與運動員之需求,使研發之產品更具國際競爭力。
未來四方的合作將以教練、選手之需求為主要導向,透過「精準定位潛力選手」、「精準訓練介入監控」、「精準預測準備狀態」、「精準調控競賽過程」、「精準收集運算分析」五大面向,由國立體育大學團隊選擇長跑,籃球,自行車,跆拳道為目標項目,進行短至長期的訓練介入與監控,搭配長庚大學在物理、生物智能、運動訓練上的專業知識,特別是疲勞的偵測,提供工研院進行軟性混合電子技術開發,並藉由SEMI鏈結相關的供應鏈廠商,提供運動競技上精準的推進方案,共同將相關成果應用至國內頂尖選手上,達到精準發掘潛力選手、精準監控、精準預測、即時回饋,以及精準收集運算分析之目標,在專業的運動科學的助攻下,達到事半功倍的訓練效果。長期來說,也希望將相關成果推展至紡織產業以協助智慧衣技術的發展,以協助紡織產業進攻高附加價值市場。