目前大多數的顯示器，都是采用TFT-LCD，若想做到輕薄短小，方便隨身攜帶，屏幕顯示的信息量就不夠；若想一次顯示足夠信息量，體積就太大而不易攜帶，也可能耗電太大。對于未來的顯示器，消費者希望能夠顯示信息量夠大，收藏起來方便，并且低耗電、摔不破、可彎曲折迭或收卷容易之產品。

    除了優異的畫質表現，由晶體管驅動的AMOLED，具備以上特質，完全符合未來信息社會對于行動裝置顯示器的需求。若與TFT-LCD技術比較，AMOLED結構簡單，不須背光、擴散板、配向膜、間隙子等繁復零組件，同時有機發光層之機械特性較接近柔性基板，因此更適合用于制做可彎可卷的柔性顯示器。

    柔性AMOLED顯示器市場前景廣闊

    當前，柔性AMOLED顯示器產品的市場占有率接近0，不過從2013年起，接下來的7年內它將會獲得巨大的增長，涵蓋手機到建筑物外墻的大屏幕。至2020年間它的出貨量將會達到250倍的增長。

    柔性AMOLED顯示器有著巨大的發展潛力，能創造新產品，帶來新的應用。IHS iSuppli的資料指今年柔性AMOLED顯示器產品的出貨量預計為320萬臺，而2020年將達到7.92億臺，另外市場收入也會從現在的10萬美元升至2020年的413億美元。Displaybank也表示，柔性AMOLED顯示器2015年出貨量約2500萬臺，2020年約擴大到8億臺的規模，約占整體顯示器市場的13%。

    不過，Displaybank認為“柔性顯示”廣義的定義為，使用不易破碎的柔軟材料基板，替代易碎的玻璃基板的顯示產品。狹義的定義柔性顯示器，是一種統稱不同于目前的產品，擁有輕薄、不易破碎、可彎曲或卷曲的顯示產品，設計上的自由度高，且可替代紙張的信息顯示產品。

圖：全球柔性顯示器市場出貨量預測 (單是10億美元及百萬個)

    柔性顯示器潛力巨大，將創造出全新的產品，并幫助實現激動人心的應用，而在以前，這些應用都是不切實際或不可能的事情。從顯示器圍繞各面的智能手機，到采用包裹式顯示屏的智能手表，到顯示屏可以卷曲的平板電腦和PC，以及貼在天建筑物曲面墻壁上面的巨型視頻廣告，柔性顯示器的潛在應用將只受限于設計者的想像力。

    IHS公司把柔性顯示器技術分成四代。第一代耐用的顯示器面板目前正在進入市場。這些面板采用柔性基板，厚度極薄而且不易破損。但是，這些顯示器是平坦的，不能彎曲或卷起來。第二代柔性顯示器可彎曲并可隨形，可以塑造成曲面，可以讓智能手機等小尺寸產品的顯示面積最大化。第三代是真正的可卷式柔性顯示器，可以由最終用戶隨意彎曲。利用這些顯示器將來能夠打造節省空間的新一代產品，并且會模糊各類產品之間的傳統界限，比智能手機與媒體平板。第四代由一次性顯示器構成，成本極低，可以用于代替紙張。

    由于具有更薄、更輕和不易破損的特點，預計柔性顯示器最初將用于比較小的產品之中，比如智能手機。但是，一旦可以做成大尺寸顯示器，則柔性顯示技術就會用于尺寸更大的平臺，比如平板電腦、筆記本電腦、顯示器和電視。

    未來幾年，柔性顯示器的最大型應用將是個人電子產品。這些產品將以智能手機為主，2020年出貨量將增至3.51億臺，而2013年預計還不到200萬臺。IHS公司認為，在可預見的將來，OLED每年都將是領先的柔性顯示技術，2020年將占出貨量的64%。

    柔性AMOLED顯示器的關鍵開發技術包括柔性基板、柔性TFT背板、柔性OLED發光層與封裝及保護層等（如圖），以下即針對這幾個關鍵技進行深入探討。

    柔性基板包括金屬箔、薄化玻璃、與塑膠基板，金屬箔因不透光使用上較具限制，薄化玻璃最大的問題在于易碎裂；以柔性的塑膠基板來取代傳統如玻璃與金屬基板，將面臨兩個重大技術問題。首先是基板本身的耐熱、光學、機械以及阻水氧穿透等特性能否滿元件應用需求，其次是TFT與OLED制程的兼容性。

    塑膠基板的耐熱特性包括熱裂解溫度、玻璃轉移溫度、熱膨脹系數等，在TFT制程中，塑膠基板必須歷經多次至少200℃以上的溫度考驗以及在真空鍍膜時的電漿轟極，具備耐熱穩定與本身化學性表現是成功的關鍵；光學特性則包括光穿透度、光色澤、折射系數等，作為顯示器的顯示面基板，優異的光學特性是成像質量的要件；機械特性包括表面平坦性與粗糙度、表面硬度，機械強度等，因為顯示器必須能承受人為的使用觸碰，收納攜帶等嚴苛環境考驗，所以使用過程能夠不受損傷而有良好壽命也是重要的一環；至于阻水氧穿透特性，則包括水氣穿透率（Water Vapor Transmission Rate；WVTR）及氧氣穿透率OTR（Oxygen Transmission Rate），此兩個參數最常被用來說明基板與薄膜封裝阻水能力的好與壞，例如文獻即指出OLED壽命要達到10000小時以上，薄膜封裝的WVTR須小于1×10-6g/m2.day，而OTR則須小于1×10-5g/m2/day。

    OLED的亮度對水氣與氧氣極為敏感，傳統AMOLED技術使用玻璃基板，可以有效阻擋水、氧氣對OLED元件傷害，而現行塑膠基板阻水氧特性皆在1g/m2-day以上，因此柔性AMOLED須再搭配阻隔結構（Barrier）與薄膜封裝（Thin Film Encapsulation）技術，達到有效的阻水氧穿透特性。如何在柔性顯示器上制造類玻璃封裝般之高信賴性封裝結構與具備撓曲特性的制程，是提高柔性AMOLED壽命最重要的課題。

    采用現有半導體制程技術，直接將電子元件制作于塑膠基板上仍有相當困難。較容易的作法，是將塑膠基板固著于支撐的玻璃載板（carrier glass）上，再進行后續的元件制作，可行的技術包括貼附法、以及直接涂布法。貼附法是利用貼合膠材或靜電吸附將塑膠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塑膠基板，直接涂布于玻璃載板之上，中間夾以離型層以利元件制程完成后塑膠基板之取下。以上技術各有其優缺點，差異在于靜電吸附法須全程采印方法制作元件，制程較受限制，貼附法須使用貼合膠材，膠材易受元件制程溫度影響產生形變，導致元件對位誤差而影響電子元件之特性表現。直接涂布法則可透過塑膠基板與玻璃載板間良好的附著特性，故毋須使用膠材。衍生的問題是在離型層的技術與電子元件制作完成后的面板如何能夠完整取下，目前較為成功的有Philips的接著犧牲層與雷射取下方式之組合和工研院的特殊離型層結構與直接切割快速取下方式之組合兩種技術。

    另外一重要技術，柔性TFT背板是驅動柔性AMOLED面板最為關鍵的技術，現階段研發中的技術包括硅基晶體管（Silicon TFT；Si TFT）、有機晶體管（Organic TFT；OTFT）、以及最近熱門的金屬氧化物半導體晶體管（Metal-oxide TFT；MOx TFT）。以上三種技術，可在不同低溫下制作，故可與前述之柔性塑膠基板搭配。

    柔性TFT背板的開發須解決兩大技術瓶頸，即低溫制程與無應力薄膜技術。為了將TFT制作于柔性基板，制程溫度須符合基板所能承受的耐溫極限，低溫制程TFT將使元件特性面臨極大挑戰。另一方面，低溫成長的薄膜其本質應力較小，更適合于柔性元件所使用。然而，低溫沉積的薄膜其膜內缺陷較高溫沉積的薄膜來的高，而影響元件的電性與可靠度表現，因此制程溫度也須兼顧薄膜的電氣特性而不能無限制的降低。

    柔性基板必須考慮到元件各層薄膜的應力影響，因此無應力（Stress-free）薄膜技術的開發成為柔性TFT背板制作必須優先考慮的環節，減少界面之間的應力可以提升TFT特性。是故在柔性TFT背板技術的開發上，不僅是基板材料、制程溫度，甚至連基板處理與制程中產生的本質應力等彼此間都要互相配合，才能制作出適用于柔性顯示器的柔性TFT背板。

    由于硅基技術相較于其他材料較為成熟，目前仍以柔性硅基TFT背板技術最為普遍，其中a-Si TFT具有制程簡單以及優越的元件均勻性的優點，但是電流驅動的可靠度較差。此外開發高載子遷移率（Carrier C-Si）Mobility）技術將有助于AMOLED所需的高穩定性電流需求，如微晶硅（Micro-Crystalline Si）、TFT與低溫多晶硅（LTPS）TFT等，就材料而言具有較佳的硅結晶質量，但需克服制程溫度與塑膠基板制程兼容性。

    另一研發重點為撓曲操作下，柔性TFT會出現臨界電壓瓢移（Threshold Voltage Shift）的現象，主要是因為外加應力造成閘極絕緣層與主動層內產生深層缺陷所致。其次是載子移動率與次臨界斜率等特性則較不為外加應力而改變。這些TFT特性的變化對于整合到柔性TFT背板十分重要，如何避免因柔性撓曲而造成TFT背板電性變化，將是柔性AMOLED面板結構設計與驅動電路設計的重點。

    全球AMOLED顯示屏制造技術的競爭并不僅僅存在于傳統的平面超薄產品顯示屏領域，圍繞可靈活彎曲的柔性OLED顯示屏的實用化，日韓臺及大陸廠商等展開了激烈的開發競爭。未來柔性AMOLED顯示屏將成為一個巨大的新市場，對各廠商來說是個大金礦。

    無論大尺寸OLED還是柔性顯示，韓國企業欲憑借自身零組件與品牌的垂直整合優勢率先進入市場卡位。近年來，韓國三星LG在柔性顯示屏的研發方面都進行了積極布局。據傳，三星將投資2兆韓元(約18億美元)用于OLED的研發，其中3000億韓元用于強化柔性面板的生產。而LG除了開發AMOLED柔性屏之外，還在開發采用EPD技術的可繞式電子紙產品，宣布以電子紙技術為主的6英寸柔性塑膠顯示器將進入量產階段。LG Display Mobile/OLED事業部長呂相德副社長表示：“LG量產全球首款塑料電子紙屏，將極大地推動電子書市場的快速發展。同時，塑料電子紙屏的量產也必將加速OLED產品與柔性顯示屏的開發進程。”業內人士表示，未來EPD將逐漸退場，難以有所發展。韓國廠商基本上仍以AMLOED為產品研發的主軸。

    目前全球實現真正意義上AMOLED量產的企業只有韓國三星一家，三星之所以獲得了成功，一定程度上得益于此前該公司在PMOLED和TFT-LCD領域的經驗積累。在柔性面板材料方面的研發，三星在歷年的顯示器展會上均展出過相關產品，如三星電子為平板電腦“Galaxy Note 3”采用了在2013年1月舉辦的展會“2013 International CES”上公開的柔性OLED顯示屏“Youm”。而LG也將在2013年底推出采用柔性OLED顯示屏的智能手機。5月于溫哥華舉辦的國際信息顯示協會(SID)顯示周活動上，三星顯示器總裁兼首席執行官Kinam Kim討論了三星的柔性OLED顯示技術。LG顯示器在SID活動上展示了一款用塑料制成的5英寸OLED面板。LG還表示將在2017年開發出“60英寸可彎曲透明顯示屏”，具備超高清(UD)級畫質，透光度可達40%以上。該產品所采用的顯示技術將以AMLOED為主要研究方向。

    無論是積極擴張G5.5與G8.5的AMOLED產線建設，還是柔性技術的研發，韓國企業欲憑借自身零組件與品牌的垂直整合優勢率先進入市場卡位。

    日本在柔性AMOLED顯示技術研發方面也積極跟進，雖然落后韓國，在研發實力很強，未來不免逆襲的可能。如夏普、索尼、東芝、松下等日企都積極在這一領域積極研發。

    在OLED及柔性顯示領域，TrendForce副總張小彪表示：“目前柔性AMOLED面板并不是中國臺灣和大陸面板廠商首先開發的目標，但是在實驗室都有進行研發。現在大家都在積極拉高平面式AMOLED的良品率。對于柔性顯示而言，柔性技術與材料端仍存在量產的瓶頸，面板廠的量產能力仍是其發展的關鍵。”

    實際上，維信諾幾年前在實驗室內就已經實現了單色和彩色柔性OLED產品的研發，其中單色顯示效果已經不錯，但目前尚未實現商品化。對維信諾而言，布局大尺寸AMOLED是現階段發展的重點；深天馬柔性AMOLED顯示屏生產線試生產，很快將出樣品；廣州新視界和華南理工大學合作研發出4.8英寸柔性AMOLED顯示屏；臺灣面板廠商友達在柔性AMOLED顯示屏的研發上也進展頗多。

    美國亞利桑那大學柔性電子與顯示中心(FEDC)利用混合氧化物薄膜晶體管(TFT)成功制造出了世界上最大尺寸的OLED彩色柔性顯示器樣機。該顯示器由柔性電子與顯示中心與美國陸軍研究實驗室聯合開發，尺寸為 14.7英寸，達到了該中心此前創造世界紀錄型號的兩倍。

    這種新型柔性顯示器樣機采用了新型OLED材料，增強了性能，改進了封裝工藝，具有厚度小、重量輕、可任意彎曲、堅固耐用的特點，可滿足美國國防部對全彩色動態視頻柔性OLED顯示器的需求。其中的混合氧化物薄膜晶體管可在現有的非晶硅生產線上制造，無需專用設備和工藝，與其他同類技術相比具有顯著的成本優勢，為制造多色彩、高響應度、低功耗的柔性顯示器提供了一種高效費比制造方法，可滿足下一代消費級柔性顯示器的需求。

    美國康寧今年5月份在溫哥華舉辦的SID上展出了其Willow Glass，它可以與OLED及液晶面板配合，用于智能手機、平板電腦和筆記本電腦等產品之中。由于其很薄、強度高而且容易彎曲，Willow Glass可使未來的顯示器能夠包在產品或結構的周圍。