3.3 柔性TFT背板制造工艺

从以上讨论可以看出，要实现在聚合物塑料衬底上的柔性TFT背板制造，可以通过以下两个基本途径。

（1）保持在玻璃衬底上的制造工艺参数不变，开发具有足够好的耐高温性的塑料衬底材料。LTPS TFT 工艺过程中到达衬底的温度可达到 450℃，a-Si：H TFT和AOS TFT的最高工艺温度达到350℃。根据表3-2，在塑料衬底材料中，只有PI能够较好地满足耐高温性的要求。目前，所报道的有色PI薄膜最高耐温已经超过 500℃，但由于透光率的限制，只能用作顶发光 AMOLED显示和反射型显示的衬底。透明PI薄膜的耐高温性还需要进一步提升，但已经可以满足柔性AOS TFT背板的工艺要求。塑料衬底的选择还需要考虑CTE。在各种塑料衬底材料中，PI具有最接近玻璃的 CTE，这是其作为柔性衬底材料首选的原因之一。

（2）降低TFT背板制造过程中衬底承受的温度，以便选用普通的耐高温性较差的塑料衬底。例如，对比LTPS TFT，AOS TFT具有较低的工艺温度，从而可以采用透明PI薄膜作为衬底。为了能够采用更低工艺温度的普适性衬底材料，如PEN和PET，工艺温度需要降到200℃甚至150℃以下。然而，降低无机 TFT 膜层（包括半导体层和介电层）的工艺温度，会影响器件的迁移率、亚阈值摆幅、稳定性、漏电流等。因此，其工艺温度的进一步降低（＜300℃）存在很大挑战，但是这为可低温加工的半导体和介电材料带来了机遇。

柔性TFT背板的制造可以采用以下三种方式。

（1）涂布-剥离：如图3-3（a）所示，涂布-剥离工艺先将塑料衬底的前驱体溶液涂布在玻璃载板上，固化成膜后，进行 TFT背板的制造，最后进行剥离。目前，该方法已成为产业界柔性显示制造所采用的主流方案，利用耐高温、低CTE的PI作为衬底。为了形成厚度均匀可控、表面粗糙度低的衬底薄膜，前驱体溶液的特性及涂布与退火工艺的控制非常重要。由于衬底与基板之间具有较大的黏附力，因此发展高效无损的剥离方法，并且克服剥离工艺对器件性能的影响，是实现柔性TFT背板制造的关键。

（2）黏结-剥离：黏结-剥离工艺直接将塑料衬底薄膜贴合到涂有黏附胶的玻璃载板上，进行TFT背板的制造，在完成黏结工艺后进行剥离，如图3-3（b）所示。该方法主要用于PEN、PET等耐高温性较差的柔性衬底。如何实现大尺寸塑料衬底薄膜与玻璃载板的紧密贴合是首要的工艺步骤。在制造工艺完成后，同样需要解决高效无损剥离的问题。

（3）卷对卷（Roll to Roll，R2R）：R2R利用卷轴的转动实现TFT背板在长卷柔性衬底上的连续制造，可以避免使用载板玻璃，提高生产效率、降低成本，如图3-3（c）所示。然而，面向柔性TFT背板的制造，需要集成不同的工艺步骤，在每一步进行有效的热应力和机械应力的管理，实现不同层之间的高精度对准，存在非常大的挑战。目前，R2R工艺只能满足较低分辨率的集成，如 LG 采用 R2R 工艺，基于 PI 衬底制备了柔性 IGZO TFT 背板，并实现了20inch 50PPI分辨率的电子纸显示。

图3-3 柔性TFT背板的三种不同制造工艺方式的示意图