為了打造如科幻電影中透明、可拉出捲曲的可撓性顯示器，關鍵材料供應商正積極從玻璃薄型化、無鹼化，以及金屬箔、PET/PEN/PC塑膠膜等基材著手，連0.1mm厚度也錙銖必較；當具備超薄、透明與可撓性顯示面板技術普及時，將為行動裝置呈現出小還要小、大要更大的視覺震撼…


兼顧體積與顯示區域的可撓性顯示面板

華映(CPT)股份有限公司先端技術中心處長黃彥餘，提到從背蓋面板(SubPanel)、功能型手機(FeaturePhone)、智慧型手機(SmartPhone)、Note Phone、平板電腦(Pad)、筆記型電腦(Notebook)、顯示器(Monitor)到電視(TV)一路排開，往往越方便隨身攜帶的裝置體積越小，呈現的資訊也就最小。人們期望裝置越小越好攜帶，但又希望螢幕越大、能呈現的資訊越多越好，這種「小要更小、大要更大」的矛盾需求，促使當前智慧型手機的螢幕越做越大，從過去3.5吋做到5吋甚至5.5吋，但平板卻越做越小，從10吋做到7吋。

華碩Padfone2手機可插入螢幕背後成為一部平板電腦，是一種尋求兩者兼顧的中間概念性產品，但人們會期望未來會有像捲筒般可捲曲／抽取的顯示幕，行動裝置可以做得更輕薄短小，容易放入口袋、背包內，有需要時將顯示區域抽出來放大，甚至做成報紙一樣可折疊，或做成手提袋甚至衣服外觀可供穿戴，都是未來可撓性顯示器的發展方向。


平面顯示器的發展軌跡

過去平面顯示器(FPD)發展軌跡，從第一代長時間顯示器(Durable Display)具備輕薄化設計且易於攜帶，剛開始跨入第二代可彎曲顯示器(Bendable Display)，具備一定程度的彎曲性，無邊框外觀加上多樣化的造型設計；第三代邁入真正的可撓性顯示器(Flexible Display)，以塑膠薄膜基板為材質，顯示器將像紙一樣可以被捲曲、折疊與從捲筒內被拉出來，同時具備大面積顯示與便於攜帶的特性；等可撓式顯示器量產化且成本大幅下降後，到第四代拋棄式／可回收顯示器(Disposable Display)，則會用來取代目前的報紙。

可撓式面板的市場潛力像是：1.行動與可攜裝置如手機、電子書、可穿戴式顯示器，到小至記憶卡上的應用；2.安裝應用：如車用電子顯示幕、大尺寸螢幕與電視等；3.號誌、公共交通資訊系統，與生活上的應用。據Displaybank估計，2015年全球可撓式顯示器市場約20億美元，2020年將成長到460億美元。屆時平面顯示器市場中，可撓式螢幕佔37%，透明螢幕佔20%，可撓透明螢幕佔43%。


關鍵材料供應商與材料特性

黃彥餘提到，可撓式顯示器的關鍵材料中，薄玻璃具備超高透光率、500°C耐溫，跟既有TFT LCD製程相容的優點，但其仍有易碎、無法撓曲的缺點；金屬箔具備1,000°C耐高溫與高阻氣性，但不透明、易永久變形，且表面粗糙度大；至於PES/PC/PEN/PET/PI塑膠基板，透光率可達88%~92%，最大耐溫從120~350°C，優點在於比重小、可撓曲，缺點則是不耐高溫、阻氣性差、熱膨脹係數大。其中以PI是最可能成為未來可撓性顯示器的關鍵基材。

目前純TFT-LCD製程需要在2片玻璃基板之間薄化並灌入液晶，製程困難度極高，且無法設計透明的TFT顯示器，這部份AMOLED比較佔優勢，只需要一側基板進行薄化即可，且可以設計透明形式；EPD顯示器多年前曾經是各顯示器廠商的最愛，但目前大多數面板廠商朝向以AMOLED技術來開發可撓性面板。


薄化玻璃的S2S、GoG製程分析與挑戰

由於薄玻璃的好處在於透光度最佳、耐高熱且抗水氣效果不錯，若將玻璃厚度減薄至0.1~0.05mm時，將開始出現可彎曲的特性。而可撓式玻璃面板製程分為S2S(Sheet to Sheet)以及GoG(Glass on Glass)，前者像捲筒一樣將薄玻璃基板捲出攤開後進行切割，後者需把薄玻璃置於較厚的基載玻璃(Carrier Glass)上進行加工，最後再與基載玻璃剝離分開。在SID2012展中，像AGC、NEG與Corning都展示了S2S或GoG製程，並提供是否加鍍ITO鍍膜的選項。

黃彥餘指出，無論是S2S或GoG製程，均可分為有塗膠(w/i Bonding Layer)或不塗膠(w/o Bonding Layer)兩種方式。無膠合層製程上再細分為直接貼合(Direct Bonding)或面板表面處理(Surface Treament)，採取無膠直接貼合的特性是Particle控制容易，但解壓合(De-Lamination)難度高，同時有氣泡問題；採取無膠合之表面處理貼合，則Particle控制難但解壓合難度次之，也有氣泡問題。至於採取膠合層連接，則比較沒有表面氣泡問題，解壓合程序也容易，但需要面對殘膠與回收等問題。

台灣工研院電光所以康寧(Corning) 0.1mm薄化玻璃研發的R2R(Roll-to-Roll)捲筒製程，可應用觸控面板、觸控螢幕(加貼CL)、4-Piece Touch Structure。目前僅能做ITO表面處理，產製可撓性觸控面板；將來將繼續尋求全段TFT製程R2R化，來製造可撓性AMLCD。

由於PET/PI會有軟板孔洞過多易通過水氧，使OLED產生黑點，業界採取多層膜塗佈阻障膜(Barrier Film)來隔絕水汽與空氣間隙，而阻障膜材質分別有非有機(Inorganic)與有機(Organic)材料的分別，前者阻水氣效果好但可撓性稍差容易碎裂，後者阻水氣效果稍差但可撓性加，業界正積極尋求能兼顧這兩種特性的阻障膜材料的研發。


各國可撓性顯示器技術發展目標與現況

台灣、日本、南韓的短期目標，皆以薄化玻璃為基礎的中小型AMOLED面板，以可攜式裝置為主要應用。台灣在中後期轉向研發中小尺寸Flexible AMOLED面板研發，仍然以可攜式裝置為主要應用，但韓國在後期則進一步轉向大尺寸AMOLED，朝OLED電視研發邁進；日本則是後期繼續朝向大尺寸OLED電視機以及OLED照明產品的應用。三星曾發表一款主打可撓性應用的Galaxy Skin概念手機，手機外觀、表面上可作不同扭曲的奇特變化，Google也為三星可撓型手機量身訂作了Android.Flexy作業系統。

三星發表的YOUM可撓性顯示面板，其結構上將傳統TFT面板的上下兩層ITO玻璃，以整合觸控及AMOLED發光基材的薄膜基板給取代，強調超輕薄、不會破裂的特性。以4.65吋觸控面板為例，三星從過去2.3m/30g的LCD，進化到2.1mm/23g的OCTA，再來是1.88mm/22g的Slim OCTA。預定在2013年Q4量產的YOUM P面板僅1.2mm/9g的輕薄水準，2014年Q3推出YOUM B可彎曲面板，及YOUM F可撓性面板。三星預估配置YOUM面板的2013年出貨量達到2.66億隻，到2014年出貨量達4.03億隻，跟Displaybank預估的相當接近。

黃彥餘提到，康寧(Corning)在SID2012揭櫫的薄化玻璃發展藍圖中，正致力於將整個面板總厚度從2010年的28mm/112g，到2013年縮減到1.4mm/56g，下一步2015年薄化到0.85mm/34g。而華映(CPT)在2011年Q3開發以0.07英吋超薄化玻璃，加上0.55吋Cover Glass的Super Slim CG+TP，可應用於3.5/4.3/10吋，外掛面板厚度為1.2mm/100g，將來再縮減至0.62mm/50g。

華映在2012年Q1發表以0.07吋TFT玻璃加0.2吋EPD薄膜的Flexible EPD，應用於6吋顯示，整個可撓性模組總厚度3mm，未來將進一步薄化至0.3mm。預定2013年Q2開發出以0.07吋防護玻璃加0.07吋OLED薄化玻璃的Flexible Super-AMOLED顯示器，顯示尺寸／解析度為3.2吋HVGA(320x480)，總模組厚度為0.8mm，最小彎曲半徑10cm，將來將進一步縮減至0.15mm。

在2012年8月Touch Taiwan展覽中，華映展示0.3mm厚度、6吋大小的Bendable EPD顯示器，並成功的開發出可分離0.1mm厚的薄化玻璃的GoG基載玻璃分離製程，並展出全球第一片僅0.1英吋厚的TFT玻璃基板。