軟性電子的應用具有輕、薄、不易破碎、可任意彎曲等優異的特性，且為 了提高產量與降低成本，最好還能用連續捲對捲(roll-to-roll)方式生產，產品部 分以軟性顯示器、智慧標籤為初期的驗證平台，未來計畫朝太陽光電、 軟 性感測系統、軟性光源等方向發展。（可與第二章 2.3.6 對應）
3.4.1 關鍵材料發展
本節以使用的材料來做為軟性電子的區分依據，將其分為軟性的導體、半 導體、基板、介電層與保護層等，以下我們對每一類型的材料做一簡單的介紹。
3.4.1.1 導體
在導體的部份，它必須要具有高導電性、可以製作高解析度圖案 及均勻性等。傳統電子是以金屬作為導線，雖然它的導電性高、阻值 極低，但是無法以濕製程進行鍍膜，因此在軟性電子領域可能須以其 他材料來取代。而另一種傳統電子常見的導電材料則是氧化銦錫透明 導電膜，通常是以濺鍍方式成膜，阻值則是較一般金屬為高，目前已 有一些氧化銦錫濕製程成膜的技術出現，唯其阻值仍高，未來若有機 會大幅降低其阻值，不失為一個很好的導電材料選擇。其他還有一些 新興的導電材料，例如以金屬奈米粒子做為導電材料、以及用高分子 材料作為導電材料。其中金屬奈米粒子可以相容於濕製程技術，且阻 值極低，預期其未來可能會是最重要的軟性電子導電材料之一，而他 尚待克服的問題則是包括均勻性、製程穩定性的相關問題。而高分子 材料所碰到的問題與氧化銦錫類似，高分子材料雖可用濕製程成膜，
但阻值較高是它最需要克服的問題。
3.4.1.2 半導體
在半導體的部份，過去技術較成熟的多晶型矽技術，因為需要的 製程溫度明顯高於軟性基板所能承受的溫度，因此並不適合應用在軟 性電子上面，需要尋求其他替代材料。目前主要的研發多在於非晶型 矽技術與有機半導體的開發，另外則是有一些新穎的材料像是奈米碳 管、氧化鋅為主的半導體氧化物等，也展現出可以應用在軟性電子的 潛力。要成為未來在軟性電子中的半導體材料的主流，首先它必須具 有高載子移動率、良好的穩定性、製程溫度低、所需濕製程之溶液沒 有毒性、基板附著性佳等等之特性。非晶型矽技術由於製程溫度遠低 於多晶型矽技術，已可相容於目前軟性基板所能承受的溫度範圍，因 此是目前相當常見的軟性半導體材料，但其問題是載子移動率低、製 程較複雜、設備昂貴，恐不符合軟性電子欲以印刷技術降低成本的預 期，未來是否以此技術製作軟性電子產品仍有待觀察。而有機半導體 包括分子較小的 pentacene 與一些高分子材料，則是目前許多研究單位 研發的重點，其中 pentacene 是已知的有機半導體材料中載子移動率最 高的一個，約已與非晶型矽相當，但 pentacene 對大部分溶液的溶解度 都相當低，因此開發穩定的濕製程成膜技術是 pentacene 目前最需要克 服的問題。而高分子半導體材料則大多可以相容於濕製程技術，且載 子移動率亦不差，目前最待克服之處則是均勻性與穩定性的問題，且 有機材料大多會受到水氧嚴重的影響，因此也還需要封裝層或保護層 技術的配合。另外有機半導體材料多為 p 型半導體，因此開發 n 型有 機半導體技術亦是相當重要的一個課題。而其他一些新穎的材料像是 奈米碳管、氧化鋅為主的半導體氧化物等，雖然都剛發展不久，但卻 已展現可實用的潛力，可室溫成長，載子移動率也都相當高，甚至可 比有機材料與非晶型矽高上一、兩個數量級，未來都有可能在軟性電 子扮演重要角色。
3.4.1.3 基板
軟性基板的發展最早可以追溯到 1980 年代中期，當時由於 LCD 玻璃面板容易破裂損壞，一些公司因而開始研發軟性塑膠基板作為替 代，但當時軟性塑膠基板終究無法走入量產，最主要是其溫度穩定性 差、抗水氧能力不足，而時至今日，這些特性仍然是作為一個軟性基
板最重要的考量。軟性基板幾乎可說是軟性電子中最重要的一環，要 作為一個優良的軟性基板，其考量包含溫度穩定性、抗水、氧、化學 腐蝕之能力、基板的可撓曲度、韌性、不易破裂、以及成本等。目前 軟性基板依材料可再分四大類，即薄玻璃基板(thin glass substrate)、不 鏽鋼金屬薄基板(thin metal foil substrate)、塑膠基板(plastic substrate) 與紙基板(paper substrate)：
3.4.1.3.1 薄玻璃基板
薄玻璃基板特性與目前平面顯示器量產所用的玻璃基板特性 最為接近，但因為太薄而容易碎裂，製程並不容易掌控。
3.4.1.3.2 金屬薄基板
金屬薄基板可承受的製程溫度最高，且隔絕水氧特性佳，但 缺點是不能承受多次撓曲。
3.4.1.3.3 塑膠基板
塑膠基板不易碎裂、適合捲對捲製程，且透明度通常不錯，
但缺點則是不耐高溫、熱膨脹係數差。
3.4.1.3.4 紙基板
紙基板同樣適合捲對捲製程、且成本更為低廉，但容易碎裂、
抗水氧能力極差、表面粗糙度大，目前應用性極低。
綜合以上可知目前尚未有任何一種軟性基板具備所有的優點，金 屬薄基板與塑膠基板較具優勢，不過也都需要進一步的研究與改良，
未來如能研發出具備高耐熱性、抗水、氧、化學能力佳、熱膨脹係數 低、以及成本低廉的基板材料，才能夠真正符合軟性電子的需求。
3.4.1.4 介電層
介電層需要具有高介電係數、低漏電流、形成薄膜時無孔洞、以 及具有抗水氧穿透之能力。未來目標將會是發展具有可以濕製程成 膜、製程溫度低、介面平整、高介電係數、低漏電流等優良特性的介 電層材料。
3.4.1.4.1 無機介電層材料
常見的無機介電層材料如 AlOx、SiOx、TaOx等，這些材料通
常具有高介電係數、低漏電流、與高抗水氧能力，但缺點是這些 材料大多需要真空製程、且製程溫度高，不見得能夠完全符合軟 性基板的要求。
3.4.1.4.2 有機介電層材料
常 見 的 有 機 介 電 層 材 料 如 polyimide 、 polymethyl 、 methacrylates 等，它們的一些優點是均勻、可撓曲、可大面積製 作、可以濕製程成膜，而缺點則是它們大多屬於低介電係數材料，
對於元件特別是電晶體將會有很大的影響。
3.4.1.5 保護層
保護層的作用，針對基板而言，主要是要能提供隔絕水氧、表面 平坦化、與保護基板等功能；而對電子元件而言，則是要保護其不受 到外界環境的影響。保護層的材料主要可分兩大類，包含有機材料的 parylene，以及無機材料的 SiNx、AlOx、SiOx、SiOxNy、等。
其中無機材料大多是採物理沉積方式鍍膜，雖然這些無機膜層已 具有不錯的水氧阻擋特性，且水氧穿透率會隨著無機膜層厚度的增加 而降低，但是有其極限，超過某厚度後水氧穿透率便無法再降低，這 主要是因為膜層表面粗糙、以及膜層中有孔洞所造成的缺陷。以化學 氣相沉積方式成長 parylene 等有機保護層，則恰好可以彌補無機保護 層的缺點，它除了同樣具有不錯的水氧阻擋特性之外，還有一些化學 氣相沉積普遍具有的優點像是成長速度較快、可成長較厚的膜層、可 在室溫成長等，而 parylene 更可在任意形狀的基板上成長非常均勻之 膜層並且無孔洞。因此目前許多研究是以有機材料與無機材料交替鍍 膜方式成膜，取此兩者的優點，並使水氧穿透率大幅降低。
3.4.2 關鍵技術
在半導體方面，除了各種軟性電子材料以外，關鍵製程技術也是亟待 研發的重點之一，傳統半導體所用的微影製程將不再適用，目前取而代之 的技術包括像是 Screen Printing、Jet-Printing、Microcontact Printing 等技術，
而未來則是希望能夠導向捲對捲(roll-to-roll)製程。其他未來的軟性顯示主 流技術，如有軟性有機發光二極體、軟性液晶顯示器、電泳顯示器、扭轉 球顯示器、電致色變顯示器、電濕潤顯示、快速應答電子粉流體等請參閱 2.3.2。