臺灣工業(yè)技術(shù)研究院已經(jīng)授權(quán)顯示器和電子紙生產(chǎn)商友達(dá)光電使用他們的新技術(shù)，今年年內(nèi)也許就會有柔性顯示面板產(chǎn)品上市。
“工研院的這種新技術(shù)，也許將會改變世界”—這是《華爾街日報》邀請的獨(dú)立評審團(tuán)專家做出的評價。
這種叫做“多用途柔性電子基板顯示器材料”、簡稱FlexUPD的新技術(shù)，在過去4個月中連續(xù)獲得了《R＆D》雜志的R＆D100和《華爾街日報》科技創(chuàng)新金獎兩項(xiàng)大獎。這兩個獎項(xiàng)只發(fā)給全球范圍內(nèi)最有創(chuàng)意和最具有突破性的發(fā)明。有效而低成本地改進(jìn)柔性顯示面板的生產(chǎn)效率，顯然能夠滿足這兩個條件。
目前的幾種柔性顯示面板生產(chǎn)技術(shù)雖然各有特點(diǎn)，但也有一些相同之處，例如它們都需要在一個堅硬而平坦的硬質(zhì)底座上粘合一層柔性基板，再在柔性基板上一層層地制作和放置電子元件以及各種面板，接好線路后再把完工的柔性顯示面板從底座上撕下來。之所以這樣做，是因?yàn)樵诰?xì)的顯示組件制作過程中，需要精確固定柔性基板的位置和平坦度，誤差只能以微米來計算，以讓電子元件之間不致錯位。
這就要求柔性基板要能夠穩(wěn)固地和底座相結(jié)合；而在制作完成之后把柔性顯示面板從底座上撕下來的過程，又要求基板能夠容易地脫離底座。這樣自相矛盾的要求很難達(dá)到，剝離柔性面板的時候往往會有輕微的變形，導(dǎo)致電子元件線路錯位，良品率降低，而單件成本則會一路飆升。
柔性顯示器當(dāng)然會改變世界，但是需要更成熟的技術(shù)才行。
對于這個難題，過去有過一些解決方案。例如在硬質(zhì)底座上真空沉積一層薄膜，在這層薄膜上放置基板和元件，最后連薄膜一起撕離；或者用激光從側(cè)面蒸發(fā)一整層硬質(zhì)底座以方便剝離等等。但是這些方法或者耗時過長，或者容易造成損傷，所以一直沒有獲得商品化的廣泛應(yīng)用。相比而言，F(xiàn)lexUPD技術(shù)則要方便得多。
工業(yè)研究院的李正中和李宗銘從做潤餅的過程得到靈感，“如同在潤餅與烤盤之間加入一層易撕的中介材料，讓潤餅可以順利脫離烤盤而不受損”，工研院新聞發(fā)言人介紹說。潤餅是臺灣一種薄得像紙一樣的烙餅。
潤餅皮非常薄，制作者會熟練地把軟面團(tuán)抹在熱爐板上，瞬間成型，潤餅皮既不沾鍋，又可以很快取出；除了材料本身，另一關(guān)鍵是制作者在爐板上抹面團(tuán)前，會先抹上一層油。材料與化學(xué)所組長李宗銘覺得軟性電子基板制程就要模仿這個過程。
FlexUPD通過在生產(chǎn)過程中添加一層叫做“離形層”的特殊材料，來滿足生產(chǎn)柔性顯示屏?xí)r的矛盾要求。在生產(chǎn)的時候，離形層通過粘著劑固定柔性基板和底座，以方便生產(chǎn)時的精確對位；而在完成所有的制程之后，只需要簡單的切割工序，就能容易地把柔性面板和底座分開。在柔性顯示面板的生產(chǎn)過程中，離形層的作用和紙杯蛋糕的紙杯很像。
在應(yīng)用了FlexUPD技術(shù)的顯示面板生產(chǎn)線上，首先會通過真空蒸鍍或者網(wǎng)印的方式，在硬質(zhì)底座上形成一層比面板面積略大的離形層，通常以聚對二甲基苯為原料。接著在離形層上涂刷環(huán)氧樹脂之類的粘著劑，涂刷的面積要比離形層更大一些。隨后就可以在粘著劑上放置柔性基板，進(jìn)入傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制程，直到連接好供電和信號線路為止。
在制作完成之后將進(jìn)入切割工序。只需要沿著離形層的邊緣切割，整塊柔性顯示面板就能容易地脫離底座。硬質(zhì)底座、離形層、粘著劑和柔性基板都有多種材料備選，剝離下來的柔性顯示面板可能會和離形層粘接在一起，也可能與之分離；而底座上殘留的粘著劑，可以使用激光來將之氣化。
這種技術(shù)的重點(diǎn)在于尋找和開發(fā)性能最優(yōu)的材料，不僅要能承受半導(dǎo)體器件生產(chǎn)過程中的高溫和各類化學(xué)品，還要有足夠的強(qiáng)度、足夠的柔韌性以及夠高的透光率。2006年開始，研發(fā)過程花費(fèi)了研究人員四年多的時間，解決了若干難題，申請了超過百項(xiàng)專利，而最終的效果相當(dāng)令人滿意?！斑@項(xiàng)柔性顯示器技術(shù)為制程提供了簡易又一流的解決方案?！薄度A爾街日報》的評審專家之一、英國通訊傳播委員會科技資源主席William Webb說。
除了能夠大幅提高柔性顯示面板的良品率之外，F(xiàn)lexUPD技術(shù)還有一個相當(dāng)有吸引力的特性：傳統(tǒng)的顯示面板生產(chǎn)商不需要采購額外的設(shè)備就可以應(yīng)用這套技術(shù)。它不僅可以用于柔性液晶面板，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示面板和電子紙面板也將會從這種技術(shù)中獲益。
柔性顯示器與傳統(tǒng)顯示器相比有很多優(yōu)勢：單位面積比較輕并且不容易損壞等等。
在最近的一次展示中，我們已經(jīng)看到了使用這種技術(shù)生產(chǎn)的柔性超薄TFT液晶面板，使用聚酰亞胺基板，厚度只有0.1毫米，彎折半徑可以小于5厘米，能夠經(jīng)歷過萬次的彎折而不受損。
看起來，卷軸式的PDA或者電子書閱讀器已經(jīng)不再遙遠(yuǎn)，而大幅面的壁掛柔性顯示器也將會很快成為現(xiàn)實(shí)。
液晶顯示面板大廠友達(dá)光電已經(jīng)獲得了工研院的授權(quán)，開始設(shè)計和生產(chǎn)柔性顯示面板產(chǎn)品。友達(dá)光電已經(jīng)在去年3月收購了美國電子紙技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)商SiPix，將它的專利“微杯”技術(shù)收入囊中。