软性显示器技术及其发展潜力

文章摘要： 从2006年日本横滨展会场上我们可以清楚看到，许多厂商目前正积极开发超薄化TFT LCD薄型化的技术包含了超薄背光板开发与超薄玻璃基板开发，以夏普的产品为例，LCD的面板厚度为0.89mm，若扣除背光板的厚度约为0.3mm～0.4mm， 玻璃厚度估计只有0.2mm，已经达到具备弯曲的特性。 2、薄型金属基板技术（Metal-Foil） 所谓的薄型金属基板，其基板厚度低于0.1mm，采用这样的基板主要在于金属基板具备以下几个优点： 耐高温制程：目前金属基板的耐温性远高于塑料与玻璃，至少有1000℃以适合各种高温的制程，与塑料相比，热

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        从2006年日本横滨展会场上我们可以清楚看到，许多厂商目前正积极开发超薄化TFT LCD薄型化的技术包含了超薄背光板开发与超薄玻璃基板开发，以夏普的产品为例，LCD的面板厚度为0.89mm，若扣除背光板的厚度约为0.3mm～0.4mm，

玻璃厚度估计只有0.2mm，已经达到具备弯曲的特性。

        2、薄型金属基板技术（Metal-Foil）

        所谓的薄型金属基板，其基板厚度低于0.1mm，采用这样的基板主要在于金属基板具备以下几个优点：

        耐高温制程：目前金属基板的耐温性远高于塑料与玻璃，至少有1000℃以适合各种高温的制程，与塑料相比，热膨胀系数（CTE）更为接近玻璃，因此在电路图样定位方面比较不容易发生问题。

        具备阻水阻氧的功能：由于金属基板本身无法穿透空气与水气，不似塑料材料易让水气及氧气穿透的问题发生，所以并不需要进行任何阻水阻氧镀膜处理，降低处理步骤。

        具备R2R(Roll-to-Roll)的制程可能性：金属本身已经具备极佳的延伸性，因此极为适合利用R2R的生产流程。

        成本低廉与取得方便：在材料成本方面，目前金属的价格要远比特殊耐高温的塑料材料来得低（约是塑料的30％），而且用在平面显示器上时，不需要镀上许多特殊的防水气防氧气保护层，实际运用成本会比用塑料更低。

        目前，采用此种基板的研究单位就属美国的普林斯顿大学及里海大学最为积极，其中里海大学曾发表出利用金属为基材并在上面进行TFT电路的制造，并且证实所得到的组件性能将更为优良，也实际展出在不锈钢上软性显示器成品及电性数据。然而，以金属基板做为软性显示器最大的挑战，就是材料表面粗糙度的克服，未来如果能克服表面粗糙度的问题，将可使采用金属基板的相关研究成果大幅成长。

        3、塑料基板材料进展

        虽然薄型化玻璃几乎已经达到可以商品化的阶段，然而过高的抛光成本与无法搭配R2R的制程方式却是严重的致命伤。金属基板受限于表面处理技术仍有待开发，塑料基板则成为最多厂商选择的材料。然而要达到可以商品化的阶段，塑料基板须具备下列要求：

        光学透射率须达到90％：须具备高的光学透射率，至少需要达到90％以上，同时希望在进行ITO层等镀膜之后，透射率还能够达到80％以上。

        耐高温与抗UV特性：能够具备抗高温的制程与抗UV老化的特性要求。

        硬度要求（Hardness）：通常需要达到6H以上的要求。

        ITO阻抗：对于AMOLED来说ITO阻抗须低于50欧。

        氧阻水气特性要求：阻氧特性至少须达到标准大气压下每天10-5cc/m2，阻水气要求则是要达到每天1ug/m2。

        表面平滑度（Roughness）：须达到2nmRMS之下。

        低成本：我们预估最少在2010年须达到每平方米40美元～60美元的程度才具备价格竞争力。

在上述的基板特性要求中，其中最需要解决的问题在于提升塑料基板的耐热性，以TFT LCD制程为例，整个过程中基板需要面临300℃～400℃的高温制程，每道制程对于塑料基板来说都是一大考验，解决这个问题除了开发低温薄膜制程之外，开发能够耐高温的塑料基板材料也是选择方案。传统TFT LCD在部分制程中会遇到一系列高温挑战，比如:激活过程(Activation Process)可能会面临到高达700℃，或在Gate Insulator D

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