提要: 反射型雖然率先實現瞭實用化,但在亮度、對比度和響應速度等方面存在課題,顯示性能受限。因此,要想支持彩色視頻,很有可能需要自發光型OLED。随著工藝溫度比矽類低的氧化物類TFT技術的進步,採用OLED的柔性顯示器的開發日益活躍。實現4K×2K等高精細化的試制品也已經面世。
可彎曲的4K×2KOLED
反射型雖然率先實現瞭(le)實用化,但在亮度、對比度和響應速度等方面存在課題,顯示性能受限。因此,要想支持彩色視頻,很有可能需要自發光型OLED。随著(zhe)工藝溫度比矽類低的氧化物類TFT技術的進步,採用OLED的柔性顯示器的開發日益活躍。實現4K×2K等高精細化的試制品也已經面世。
開發4K×2K高精細柔性OLED顯示器的是半導體能源研究所(SEL)與夏普和Advanced Film Device Inc(AFD Inc.)組成的研究小組。該研究小組試制出瞭(le)13.5英寸的3840×2160像素OLED顯示器。分辨率爲326ppi。背闆採(cǎi)用具備結晶性的氧化物半導體“CAAC-IGZO”(圖7)。
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圖7:開發(fā)分辨率高達(dá)326ppi的柔性OLED
日本半導體能源研究所等開發瞭(le)分辨率高達326ppi的可彎曲OLED顯示器。2013年7月發布的13.5英寸産品支持4K×2K影像(a)。另外,2012年10月還在展會上展示瞭(le)3.4英寸産品。2013年5月發布瞭(le)同爲3.4英寸、強調側面可折疊的“無邊(biān)框”試制品(b)。(攝影:半導體能源研究所)
該研究小組還開發出瞭(le)分辨率高達326ppi的3.4英寸可彎曲OLED顯示器,並(bìng)在2013年5月的學會“2013 SID International Symposium, Seminar & Exhibition”(SID 2013)的會場進行瞭(le)影像顯示。試制品的制造品質非常高,畫面幾乎看不到缺陷。該研究小組爲實現高精細和高品質,選擇瞭(le)在玻璃基闆上形成氧化物TFT的方法(圖8)。通過消除工藝溫度的制約,能利用精細的半導體膜形成高性能氧化物TFT。然後,通過從玻璃基闆上轉貼到塑料基闆上,實現瞭(le)柔性。
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圖(tú)8:在玻璃基闆(bǎn)上形成高性能TFT
本圖爲半導體能源研究所等開發的柔性OLED的工藝流程。爲消除工藝溫度的制約,該研究小組選擇瞭(le)在玻璃基闆上形成氧化物TFT的方法。由此,能利用精細的半導體膜形成高性能氧化物TFT。另外,採用瞭(le)以鈍化層夾住氧化物TFT和OLED的構造,確(què)保瞭(le)高可靠性。
在聚酰亞胺上形成全高清OLED
東芝通過在聚酰亞胺基闆上直接形成TFT和OLED層,省去瞭(le)從玻璃基闆向塑料基闆轉貼的工序。估計省去該工序有助於(yú)降低制造成本。該公司在玻璃基闆的支持基闆上塗布聚酰亞胺,在其上形成TFT和OLED層。然後剝離支持基闆。也有在支持基闆上粘貼一定厚度的塑料闆的方法,不過此次的方法易於(yú)減輕熱收縮的影響,還适合制造高精細顯示器(圖9、圖10)。
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圖9:利用塑料基闆開(kāi)發(fā)支持全高清的OLED顯示器
東芝開發出瞭(le)10.2英寸的1920×1200像素可彎曲OLED顯示器(a、b)。OLED前闆組合使用瞭(le)白色OLED和彩色濾光片。背闆採(cǎi)用瞭(le)a-InGaZnO。基闆採(cǎi)用塗布型透明聚酰亞胺(c)。(圖和照片由《日經電子》根據東芝的資料制作)
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圖(tú)10:採(cǎi)用在支持基闆上塗布聚酰亞胺的方法
東芝採(cǎi)用瞭(le)在玻璃支持基闆上塗布聚酰亞胺,然後在其上形成TFT和OLED層的方法。形成TFT和OLED層後,剝離支持基闆。(圖由《日經電子》根據東芝的資料制作)
該公司試制的是可用於(yú)全高清平闆終端的10.2英寸柔性OLED顯示器。前闆的OLED組合瞭(le)白色OLED和彩色濾光片。背闆採用非晶氧化物半導體“a-InGaZnO”。
實現的關鍵在於(yú),“利用柔性基闆可使用的低溫工藝,制作瞭(le)除中小型外,還可用於(yú)大型OLED驅動的高性能氧化物TFT”(該公司)。最高工藝溫度比較高,約爲300℃。估計該公司重視通過退火確保InGaZnO TFT的品質。
有機TFT全部採用印刷工藝
爲實現終極的低成本化,還出現瞭(le)可全部採(cǎi)用印刷工藝制造的柔性顯示器的開發動向。
日本山形大學有機電子研究中心副中心長、教授時任靜士的目标是使Ag電極、有機TFT和OLED層全部採(cǎi)用印刷法制作,爲此推進瞭(le)開發。計劃2014年導入制造裝置,構築顯示器的試産線。将從2014年夏季前後開始對各工藝進行讨論。
作爲用於(yú)“全印刷”的基礎技術,時任目前正緻力於(yú)採用光刻法的有機TFT驅動柔性OLED顯示器的開發。爲開發4英寸QVGA(320×240像素)顯示器,試制瞭(le)可彎曲有機TFT背闆(圖11、圖12)。首先以25ppi的分辨率確認瞭(le)有源矩陣驅動的OLED發光。由此驗證瞭(le)100ppi的可能性。(記者:竹居智久、田中直樹)
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圖11:確(què)認主動(dòng)驅動(dòng)的發光,驗證100ppi的可能性
山形大學爲開發4英寸QVGA(100ppi)有機TFT驅動的柔性OLED顯示器,利用有機TFT試制瞭(le)可彎曲背闆(a)。首先以25ppi的分辨率確(què)認瞭(le)主動驅動的OLED發光(b)。由此驗證瞭(le)100ppiOLED發光的可能性。(攝影:山形大學)
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圖12:採(cǎi)用有機(jī)TFT的OLED顯示器的制作工藝
山形大學在基闆上採用瞭(le)PEN,在有機半導體上採用瞭(le)並(bìng)五苯。有機半導體的圖案採用隔膜狀分離層。(圖由《日經電子》根據山形大學的資料制作,中顯液晶誠意奉獻! |