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　　為了讓曲面顯示器應(yīng)用更加成熟，面板廠無(wú)不積極投入研發(fā)資源，以克服制程、材料、設(shè)備及驅(qū)動(dòng)技術(shù)等方面的挑戰(zhàn)；目前軟性塑膠基板制造與封裝技術(shù)已有長(zhǎng)足進(jìn)步，可大幅提升曲面顯示螢?zāi)坏膿锨芰εc耐用性，降低破碎風(fēng)險(xiǎn)。

　　顯示器技術(shù)從陰極射線管(CRT)開始，即持續(xù)追求畫質(zhì)改善，以顯示更逼真的畫面。但早期CRT顯示螢?zāi)粸橥馔?，?dǎo)致顯示邊緣容易呈現(xiàn)嚴(yán)重畫面扭曲現(xiàn)象，有鑒于此，產(chǎn)業(yè)界已進(jìn)一步開發(fā)出平面CRT顯示技術(shù)，并改善顯示邊緣影像扭曲現(xiàn)象。

　　現(xiàn)今平面顯示技術(shù)，不僅面板尺寸增加，且更為輕薄，顯示器更進(jìn)一步開發(fā)曲面、可彎曲、可摺疊甚至可卷曲型態(tài)，以滿足未來(lái)不同使用情境的多樣性產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求。

　　目前已有試水溫的小尺寸曲面顯示器產(chǎn)品問(wèn)世，如2013年底，三星(Samsung)搶先推出Galaxy Round；樂(lè)金(LG)隨即推出G Flex與之分庭抗禮。此外，在大尺寸電視市場(chǎng)，樂(lè)金推出曲面有機(jī)發(fā)光二極體(OLED)電視，三星、索尼(Sony)與Panasonic也分別推出相對(duì)應(yīng)的技術(shù)與之抗衡，目前仍屬試產(chǎn)及展示階段。在大尺寸的應(yīng)用上，三星于2014年國(guó)際消費(fèi)性電子展(CES)發(fā)表全球首款真正可彎曲電視，按下切換鈕，電視面板兩側(cè)會(huì)自動(dòng)彎折，變身成曲面電視，號(hào)稱彎曲的角度是最適合人類視域的角度，盡量讓畫面上每個(gè)點(diǎn)與眼睛的距離都相等，以呈現(xiàn)完整的色彩及視覺(jué)效果。

　　軟性AMOLED開發(fā)面臨諸多挑戰(zhàn)

　　目前國(guó)內(nèi)外研發(fā)機(jī)構(gòu)、面板廠、智慧手持裝置的品牌或系統(tǒng)廠商，針對(duì)曲面顯示技術(shù)都已投入相當(dāng)多資源進(jìn)行研發(fā)，包括面板制程、材料、設(shè)備、觸控面板及其驅(qū)動(dòng)技術(shù)等。目前，曲面顯示面板技術(shù)主要可以分為軟性主動(dòng)式矩陣(AM)OLED、軟性AM電泳顯示器(EPD)、薄膜電晶體液晶顯示器(TFT LCD)等(表1)。其中，軟性AMOLED最受矚目，主因系A(chǔ)MOLED顯示技術(shù)除具有優(yōu)異影像品質(zhì)、輕、薄之外，且AMOLED為無(wú)機(jī)薄膜與有機(jī)薄膜所組成，面板結(jié)構(gòu)具有較佳的可撓性與耐沖擊特性。

　　智慧手機(jī)、平板裝置等行動(dòng)裝置市場(chǎng)日益擴(kuò)大，結(jié)合具高影像品質(zhì)、高反應(yīng)速率的AMOLED顯示技術(shù)，以及具輕薄、耐摔及可彎曲功能的軟性基板技術(shù)所發(fā)展的主動(dòng)式軟性顯示技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成為各國(guó)廠商和研究單位追求的目標(biāo)，且愈來(lái)愈多的廠商投入相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。

　　表2整理目前各家技術(shù)領(lǐng)先廠商所展示的試制品與發(fā)展現(xiàn)狀，其中，三星率先在國(guó)際資訊顯示學(xué)會(huì)(SID)2010及SID 2011分別展示出多款利用多晶矽及金屬氧化物(Metal Oxide)TFT基板技術(shù)，制作于塑膠基板上之軟性AMOELD面板；樂(lè)金顯示(LGD)則于SID 2010發(fā)布以金屬箔片做為基板，加上非晶矽TFT技術(shù)驅(qū)動(dòng)的4.3寸金屬軟性AMOLED面板。另一方面，日本索尼、東芝(Toshiba)、SEL與工研院亦相繼于SID中展現(xiàn)其最新的研發(fā)成果。

　　軟性AMOLED技術(shù)開發(fā)系為降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與未來(lái)量產(chǎn)成本，各家技術(shù)皆盡量與既有面板制程方法與設(shè)備相同。不過(guò)，相較于玻璃基板之AMOLED，仍有軟性基板技術(shù)、軟性電晶體技術(shù)、軟性O(shè)LED技術(shù)等，須要進(jìn)一步研發(fā)。以滿足未來(lái)產(chǎn)品對(duì)于面板可撓曲與壽命的要求，技術(shù)挑戰(zhàn)說(shuō)明如下。

　　軟性PI基板量產(chǎn)瓶頸待解套

　　針對(duì)軟性顯示技術(shù)之開發(fā)，國(guó)內(nèi)外各研發(fā)單位評(píng)估驗(yàn)證各種塑膠基板材料，其基本特性如表3。但因應(yīng)AMOLED產(chǎn)品規(guī)格需求，必須制作高性能電晶體于軟性基板，因此軟性基板材料要能符合耐高溫、耐化學(xué)藥劑、低膨脹系數(shù)、輕薄、表面平整、易撓曲、低金屬離子濃度等條件。目前以聚醯亞胺(Polyimide, PI)最被看好，PI目前已廣泛應(yīng)用于電子構(gòu)裝、軟性印刷電路板(PCB)等應(yīng)用。

　　PI基板材料輕、薄、軟，如何進(jìn)行面板制程，為首要解決的重要課題。目前較為可行的方式為枚葉式(Sheet-to-Sheet)，至于卷對(duì)卷(Roll-to-Roll)生產(chǎn)方式，由于設(shè)備的制程解析度與生產(chǎn)良率短期間，尚無(wú)法發(fā)展到滿足量產(chǎn)制造的需求。

　　Sheet-to-Sheet生產(chǎn)方式必須要克服塑膠基板進(jìn)入既有TFT與OLED相關(guān)制程設(shè)備所面臨的挑戰(zhàn)，以降低面板廠進(jìn)入軟性顯示器的技術(shù)障礙。有鑒于此，在主動(dòng)式軟性面板的制程開發(fā)方面，各研發(fā)單位一開始均采用最簡(jiǎn)單的塑膠基板貼合技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，但由于此技術(shù)有許多障礙，包括膠材(Glue)耐熱性不佳與高的熱膨脹系數(shù)，造成TFT黃光制程對(duì)位精度差、限制TFT制程溫度、與塑膠基板背面有殘膠等問(wèn)題；在進(jìn)行塑膠基板貼合時(shí)，塑膠基板的平整性不易控制；進(jìn)行TFT制程時(shí)，膠材易產(chǎn)生外氣釋放(Out Gassing)現(xiàn)象，使得塑膠基板有氣泡現(xiàn)象。考量到上述因素，目前主流制程方式采用高分子溶液直接涂布于玻璃基板，將溶液移除后形成塑膠基板取代膠材，以解決上述制程技術(shù)問(wèn)題。在完成面板制程后，將軟性面板從玻璃基板上離型取下(圖1)。 圖1　塑膠基板Handling技術(shù)

　　為滿足高效能TFT制程所需的制程溫度(400?450℃)，涂布Polyimide之前驅(qū)物聚醯胺酸型(Poly Amicacid)溶液，先以較低溫度移除溶劑(200?250℃)，然后再于高溫(?400℃)環(huán)化(Imidization)后，在玻璃基板上形成塑膠基板。以此方法進(jìn)行TFT與OLED制程，除可符合制作高效能TFT所需的耐熱性(>400℃)，重要的是可以滿足高解析度(>300ppi)面板制程所需的制程對(duì)位精度(

　　目前三星與樂(lè)金顯示以此方式進(jìn)行小量生產(chǎn)，并積極提升良率與降低成本，其中三星在初期更與日本宇部興產(chǎn)(UBE)合作生產(chǎn)Polyimide之前驅(qū)物Poly Amicacid溶液，布局上游產(chǎn)業(yè)鏈，日后將再扶值其國(guó)內(nèi)自主供應(yīng)鏈，此借力使力之價(jià)值鏈建構(gòu)，值得我國(guó)產(chǎn)業(yè)借鏡。

　　此外，以塑膠基板涂布技術(shù)完成軟性主動(dòng)面板后，要如何從玻璃基板上取下面板為另一個(gè)重要議題。目前三星與樂(lè)金顯示采用Laser Lift-Off制程方式，以波長(zhǎng)308 奈米的雷射從玻璃基板背面照射。而工業(yè)技術(shù)研究院(ITRI)同時(shí)間開發(fā)成本更低的軟性通用電子基板(Flexible Universal Plane, FlexUP)技術(shù)，搭配離型層材料以機(jī)械方式即可取下。

　　[@B]軟性電晶體技術(shù)各有優(yōu)劣[@C] 軟性電晶體技術(shù)各有優(yōu)劣

　　電流驅(qū)動(dòng)的OLED需要高效能電晶體，其中高載子移動(dòng)率的TFT可提供高驅(qū)動(dòng)力，并可縮小TFT，以滿足高解析度面板設(shè)計(jì)之需求。此外，TFT可靠度必須考量，例如非晶矽(a-Si)TFT在驅(qū)動(dòng)OLED時(shí)，臨限電壓(Threshold Voltage)有嚴(yán)重飄移現(xiàn)象，造成面板亮度控制不易的問(wèn)題。而對(duì)于面板均勻性問(wèn)題，在AMOLED面板設(shè)計(jì)中，畫素結(jié)構(gòu)有別于TFT LCD，只有1T+1C (一個(gè)電晶體與一個(gè)電容)，必須設(shè)計(jì)2T+1C、4T+2C、或6T+2C等。表4為各種TFT之特性比較。

　　由于低溫多晶矽(LTPS)TFT具有高于a-Si百倍的電子移動(dòng)(Mobility)與穩(wěn)定性，得以滿足產(chǎn)品高畫質(zhì)、高解析度的需求，因此現(xiàn)今三星與樂(lè)金顯示在應(yīng)用于智慧手機(jī)產(chǎn)品的小尺寸AMOLED面板，無(wú)論是玻璃基板或塑膠基板，皆選用LTPS TFT技術(shù)。至于金屬氧化物TFT技術(shù)未來(lái)也相當(dāng)被看好，主因系其制程設(shè)備近似于a-Si TFT，投資成本較低。此外，其制程溫度較低(?300℃)，因此可制作于透明塑膠基板上，做為透明顯示器的TFT下板，為另一個(gè)延伸應(yīng)用范疇。

　　軟性O(shè)LED封裝技術(shù)窒礙重重

　　OLED發(fā)光方式可以分為下發(fā)光與上發(fā)光(Top Emission, TE OLED)。其中下發(fā)光由于制程較簡(jiǎn)單與成本較低，適用于被動(dòng)式矩陣(PM)OLED或大尺寸OLED TV。而上發(fā)光方式，則因位在TFT電路上方，可提供較高的開口率，以滿足中小尺寸高解析度之需求。但TE OLED結(jié)構(gòu)中必須制作透明陰極，此陰極須考量光學(xué)穿透度與導(dǎo)電性，因此通常采用薄金屬加上ITO，制程技術(shù)較BE OLED高。圖2為BE OLED與TE OLED之結(jié)構(gòu)比較。 圖2　OLED之發(fā)光方式

　　此外，OLED技術(shù)另一個(gè)關(guān)鍵是彩色化，目前分為兩個(gè)主流技術(shù)，分別為利用高精細(xì)金屬主遮罩(Fine Meta Mask, FMM)技術(shù)之Side-by-Side結(jié)構(gòu)，以及白光OLED整合彩色濾光片技術(shù)(White OLED+CF)(圖3)。其中FMM Side-by-Side OLED技術(shù)為目前量產(chǎn)技術(shù)主流，具有優(yōu)秀的發(fā)光效率，三星、樂(lè)金顯示、友達(dá)皆采用此技術(shù)。但其解析度的提升與大尺寸制程技術(shù)具有挑戰(zhàn)性，主因系高精細(xì)金屬主遮罩制作困難，且面板廠必須建置高精度的張網(wǎng)機(jī)，將FMM固定于框架(Frame)，以及必須有高對(duì)位精度制程能力OLED設(shè)備，建立FMM清洗機(jī)、FMM與檢測(cè)設(shè)備等。

圖3　OLED彩色化技術(shù)

　　至于白光OLED整合彩色濾光片技術(shù)，目前技術(shù)尚未成熟，主因系發(fā)光效率較差，以及光學(xué)特性問(wèn)題有待克服，因此尚未有智慧型手機(jī)采用此面板技術(shù)。不過(guò)此技術(shù)可藉由TFT LCD制程技術(shù)基礎(chǔ)，如彩色濾光片、面板組立技術(shù)，較容易達(dá)到高解析度面板需求，目前日本SEL、索尼與群創(chuàng)皆已開發(fā)此技術(shù)。

　　軟性AMOLED與玻璃基板AMOLED技術(shù)最大之差別，在于軟性AMOLED封裝技術(shù)更具有挑戰(zhàn)性。在玻璃基板的AMOLED封裝技術(shù)，上下基板為玻璃，而側(cè)邊可藉由Laser Curing玻璃材質(zhì)(Frit)(圖4)，形成具有優(yōu)秀之阻水、阻氧功能(Water Vapor Transmission Rate,WVTR 圖4　玻璃基板之AMOLED Laser Frit封裝技術(shù)

　　現(xiàn)階段軟性AMOLED封裝技術(shù)主流為有機(jī)/無(wú)機(jī)薄膜多層堆疊(圖5)，其中無(wú)機(jī)膜大都為氮化矽(SiN)、氧化矽(SiO)、藍(lán)寶石(Sapphire，又稱Al2O3)等，制程方法有濺鍍(Sputtering)、電漿輔助化學(xué)氣相沈積(PE CVD)、ALD(Atom Layer Deposition)等方法。其中Sputtering方式雖然鍍膜速度快，但是薄膜的致密性不佳，且容易造成微粒(Particle)而形成缺陷；ALD鍍膜機(jī)制是以單一原子層沈積形成薄膜，因此具有最佳之薄膜致密性，但是其量產(chǎn)性仍需要改進(jìn)；而PE CVD制程，具有不錯(cuò)之薄膜致密性，目前為主流技術(shù)。

圖5　有機(jī)/無(wú)機(jī)薄膜多層堆疊薄膜封裝技術(shù)　資料來(lái)源：三星

　　未來(lái)軟性AMOLED封裝技術(shù)，除薄膜封裝技術(shù)須再改善其制程良率、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)與制程之外，對(duì)于面板側(cè)邊之封裝技術(shù)，須注重開發(fā)。此外，針對(duì)面板撓曲能力之要求，封裝膠材在顧及黏著性之余，亦必須兼顧撓曲性；以及各層材料之應(yīng)力匹配。

　　大尺寸曲面顯示技術(shù)興起

　　目前大尺寸曲面顯示技術(shù)，包括LCD TV與OLED TV曲面顯示技術(shù)，基本上與一般TFT LCD或OLED TV技術(shù)相似，并以玻璃為基板，藉由玻璃基板可局部彎曲特性，以機(jī)構(gòu)固定彎曲。

　　不過(guò)，LED背光模組必須新設(shè)計(jì)與制作彎曲之導(dǎo)光模組。目前已經(jīng)有接近產(chǎn)品的展示，如恩益禧(NEC)的CRV43，面板尺寸為43寸的曲面LCD TV與樂(lè)金OLED TV。

　　曲面顯示技術(shù)，除桌上型顯示器與電視應(yīng)用之外，車用顯示器為另一個(gè)應(yīng)用可能性。日本顯示器(Japan Display, JDI)以橫向電場(chǎng)效應(yīng)(IPS)液晶技術(shù)開發(fā)出應(yīng)用于車用儀表板的高亮度、高演色性面板，未來(lái)將整合觸控功能，為汽車的車內(nèi)設(shè)計(jì)提供寬廣的發(fā)揮空間。

　　跳脫平面顯示器性能限制　軟性AMOLED應(yīng)用想像無(wú)限

　　觀察目前產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)行動(dòng)智慧生活與綠色節(jié)能減碳成為未來(lái)要的發(fā)展趨勢(shì)之一。資通訊技術(shù)(ICT)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)將由過(guò)去的高效能訴求，轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單高穩(wěn)定、輕巧低耗電與高環(huán)境容忍的技術(shù)發(fā)展新路徑。針對(duì)強(qiáng)調(diào)互動(dòng)連結(jié)及取得資訊便利性的行動(dòng)智慧生活型態(tài)，勢(shì)必有愈來(lái)愈多的終端產(chǎn)品有搭載顯示器的需求，也帶動(dòng)顯示器朝輕薄、堅(jiān)固、高畫質(zhì)及多功能整合等方向發(fā)展。

　　但目前以玻璃基板為基礎(chǔ)的平面顯示器依舊無(wú)法完全滿足人類的生活情境需求，例如僵硬的顯示器尺寸與外觀，造成終端產(chǎn)品可視區(qū)域與攜帶方便性需求無(wú)法同時(shí)滿足、玻璃基板不耐摔且易破裂等，相對(duì)使顯示器的應(yīng)用情境受到限制。而透過(guò)使用軟性基板之軟性AMOLED顯示器具有高畫質(zhì)、輕薄易攜帶、耐摔不易破等特性，可望突破現(xiàn)有平面顯示器幾何形狀、機(jī)械特性的限制與性能瓶頸。顯示器型態(tài)呈現(xiàn)可摺疊(Foldable)甚至可卷曲(Rollable)，可以顛覆目前產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使得未來(lái)ICT產(chǎn)品更符合人性需求。