AMOLED 未來的軟性顯示技術(shù)

OLED的亮度對(duì)水氣與氧氣極為敏感，傳統(tǒng)AMOLED技術(shù)使用玻璃基板就可以有效阻擋水氣、氧氣對(duì)OLED組件的傷害，而現(xiàn)行塑料基板阻水氧特性皆在1g/m2/天以上，因此軟性AMOLED須再搭配阻隔結(jié)構(gòu)與薄膜封裝技術(shù)，才能達(dá)到有效的阻水氧穿透特性。如何在軟性顯示器上制造出類似玻璃封裝的高信賴性封裝結(jié)構(gòu)且具備撓曲特性是提高軟性AMOLED壽命最重要的課題。

采用現(xiàn)有半導(dǎo)體制程技術(shù)，直接將電子組件制作在塑料基板上仍有相當(dāng)困難。較容易的做法是將塑料基板固著于支撐的玻璃載板上，再進(jìn)行后續(xù)的組件制作，可行的技術(shù)包括貼附法以及直接涂布法。貼附法是利用貼合膠材或靜電吸附將塑料基板貼附于玻璃載板，可使用的基板包括PC、PET、PEN、PES、PI等;直接涂布法則使用涂布型的PI塑料基板，直接涂布于玻璃載板之上，中間夾以離型層以利于組件制程完成后取下塑料基板。以上技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，差異在于靜電吸附法須全程使用采印方法制作組件，制程較受限制;貼附法則須使用貼合膠材，膠材易受組件制程溫度影響產(chǎn)生形變，導(dǎo)致組件對(duì)位誤差而影響電子組件的特性表現(xiàn);直接涂布法可利用塑料基板與玻璃載板間良好的附著特性，故無須使用膠材，但衍生的問題是在離型層與電子組件制作完成后面板如何完整取下，目前較為成功的有飛利浦的接著犧牲層與激光取下方式組合和工研院的特殊離型層結(jié)構(gòu)與直接切割快速取下方式組合兩種技術(shù)。

另外，軟性TFT背板是驅(qū)動(dòng)軟性AMOLED面板最為關(guān)鍵的技術(shù)，現(xiàn)階段研發(fā)中的技術(shù)包括硅基晶體管(Si TFT)、有機(jī)晶體管(OTFT)，以及最近熱門的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。以上三種技術(shù)都可以在不同低溫下制作，故可與前述軟性塑料基板搭配。

軟性TFT背板開發(fā)需解決兩大技術(shù)瓶頸，即低溫制程與無應(yīng)力薄膜技術(shù)。一方面，為了將TFT制作于軟性基板，制程溫度需符合基板所能承受的耐溫極限，而低溫制程TFT將使組件特性面臨極大挑戰(zhàn);另一方面，低溫成長的薄膜其本質(zhì)應(yīng)力較小，更適合于軟性組件所使用，然而，低溫沉積的薄膜其膜內(nèi)缺陷較高溫沉積的薄膜高，從而影響到組件的電性與可靠度表現(xiàn)，因此制程溫度也要兼顧薄膜的電氣特性而不能無限制地降低。

軟性基板必須考慮到組件各層薄膜的應(yīng)力影響，因此無應(yīng)力薄膜技術(shù)的開發(fā)成為軟性TFT背板制作必須優(yōu)先考慮的環(huán)節(jié)，減少接口之間的應(yīng)力可以提升TFT特性。因此在軟性TFT背板技術(shù)的開發(fā)上，不僅基板材料、制程溫度，甚至連基板處理與制程中產(chǎn)生的本質(zhì)應(yīng)力等都要互相配合才能制作出適用于軟性顯示器的軟性TFT背板。

由于硅基技術(shù)比其他材料更為成熟，目前仍以軟性硅基TFT背板技術(shù)最為普遍，其中a-Si TFT具有制程簡單以及組件均勻性優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，但電流驅(qū)動(dòng)可靠度較差。此外開發(fā)高載流子遷移率技術(shù)將有助于AMOLED所需的高穩(wěn)定性電流，如微晶硅TFT與低溫多晶硅(LTPS)TFT等，就材料而言兩者具有較佳的硅結(jié)晶質(zhì)量，但需克服制程溫度與塑料基板制程兼容性的問題。

另一研發(fā)重點(diǎn)為撓曲操作下軟性TFT出現(xiàn)的臨界電壓漂移現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因首先是外加應(yīng)力造成門極絕緣層與主動(dòng)層內(nèi)產(chǎn)生深層缺陷所致，其次是載流子移動(dòng)率與次臨界斜率等特性較不為外加應(yīng)力而改變。這些TFT特性的變化對(duì)于整合到軟性TFT背板十分重要，如何避免因軟性撓曲而造成TFT背板電性變化將是軟性AMOLED面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)之重點(diǎn)。

結(jié)語

與其他軟性顯示器技術(shù)如EPD、Ch-LC電子紙相比，軟性AMOLED顯示器在顯示畫質(zhì)上具有全彩顯示與高對(duì)比度等優(yōu)點(diǎn)，可播放多媒體影音等動(dòng)態(tài)視頻內(nèi)容，適合高端智能移動(dòng)裝置應(yīng)用，其可彎卷軟性面板與現(xiàn)有玻璃基板顯示器具有明顯的差異。DisplaySearch對(duì)全球軟性O(shè)LED顯示器成長趨勢的預(yù)測(如圖4)顯示，2011年將開始有相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)入市場，出貨量于2013年超過千萬片，而在2015年軟性O(shè)LED面板將達(dá)到十億美元的產(chǎn)值規(guī)模。

雖然現(xiàn)在軟性O(shè)LED仍處于技術(shù)研發(fā)與樣品研制階段，但隨著軟性基板、TFT背板與OLED及封裝等相關(guān)技術(shù)發(fā)展，目前除了日韓廠商均積極開發(fā)技術(shù)，臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)也持續(xù)加大相關(guān)的研發(fā)力度，這意味著未來軟性AMOLED產(chǎn)品化的可能性日益增高。此外，軟性AMOLED將有助于臺(tái)灣地區(qū)顯示器上中下游產(chǎn)業(yè)持續(xù)升級(jí)，除了將較不具競爭力的五代以下生產(chǎn)線重新轉(zhuǎn)型到發(fā)展具高附加價(jià)值的軟性AMOLED顯示器，也可協(xié)助臺(tái)灣地區(qū)其他產(chǎn)業(yè)，如塑化、設(shè)備等跨足電子顯示領(lǐng)域，并加速材料廠商提升技術(shù)競爭力，為顯示產(chǎn)業(yè)帶來智能化生活與節(jié)能減碳的新契機(jī)。