【柔性显示器】有机EL实现全高清和可弯曲
时间：2013-12-31 10:33:00
手机看文章
扫描二维码
随时随地手机看文章
[导读]可弯曲的4K×2K有机EL
反射型虽然率先实现了实用化，但在亮度、对比度和响应速度等方面存在课题，显示性能受限。因此，要想支持彩色视频，很有可能需要自发光型有机EL。随着工艺温度比硅类低的氧化物类TFT技术的
可弯曲的4K×2K有机EL
反射型虽然率先实现了实用化，但在亮度、对比度和响应速度等方面存在课题，显示性能受限。因此，要想支持彩色视频，很有可能需要自发光型有机EL。随着工艺温度比硅类低的氧化物类TFT技术的进步，采用有机EL的柔性显示器的开发日益活跃。实现4K×2K等高精细化的试制品也已经面世。
开发4K×2K高精细柔性有机EL显示器的是半导体能源研究所（SEL）与夏普和Advanced Film Device Inc（AFD Inc.）组成的研究小组。该研究小组试制出了13.5英寸的3840×2160像素有机EL显示器。分辨率为326ppi。背板采用具备结晶性的氧化物半导体“CAAC-IGZO”（图7）。
图7：开发分辨率高达326ppi的柔性有机EL
日本半导体能源研究所等开发了分辨率高达326ppi的可弯曲有机EL显示器。2013年7月发布的13.5英寸产品支持4K×2K影像（a）。另外，2012年10月还在展会上展示了3.4英寸产品。2013年5月发布了同为3.4英寸、强调侧面可折叠的“无边框”试制品（b）。（摄影：半导体能源研究所）
该研究小组还开发出了分辨率高达326ppi的3.4英寸可弯曲有机EL显示器，并在2013年5月的学会“2013 SID International Symposium, Seminar & Exhibition”（SID 2013）的会场进行了影像显示。试制品的制造品质非常高，画面几乎看不到缺陷。该研究小组为实现高精细和高品质，选择了在玻璃基板上形成氧化物TFT的方法（图8）。通过消除工艺温度的制约，能利用精细的半导体膜形成高性能氧化物TFT。然后，通过从玻璃基板上转贴到塑料基板上，实现了柔性。
图8：在玻璃基板上形成高性能TFT
本图为半导体能源研究所等开发的柔性有机EL的工艺流程。为消除工艺温度的制约，该研究小组选择了在玻璃基板上形成氧化物TFT的方法。由此，能利用精细的半导体膜形成高性能氧化物TFT。另外，采用了以钝化层夹住氧化物TFT和有机EL的构造，确保了高可靠性。
在聚酰亚胺上形成全高清有机EL
东芝通过在聚酰亚胺基板上直接形成TFT和有机EL层，省去了从玻璃基板向塑料基板转贴的工序。估计省去该工序有助于降低制造成本。该公司在玻璃基板的支持基板上涂布聚酰亚胺，在其上形成TFT和有机EL层。然后剥离支持基板。也有在支持基板上粘贴一定厚度的塑料板的方法，不过此次的方法易于减轻热收缩的影响，还适合制造高精细显示器（图9、图10）。
图9：利用塑料基板开发支持全高清的有机EL显示器
东芝开发出了10.2英寸的1920×1200像素可弯曲有机EL显示器（a、b）。有机EL前板组合使用了白色有机EL和彩色滤光片。背板采用了a-InGaZnO。基板采用涂布型透明聚酰亚胺（c）。（图和照片由《日经电子》根据东芝的资料制作）
图10：采用在支持基板上涂布聚酰亚胺的方法
东芝采用了在玻璃支持基板上涂布聚酰亚胺，然后在其上形成TFT和有机EL层的方法。形成TFT和有机EL层后，剥离支持基板。（图由《日经电子》根据东芝的资料制作）
该公司试制的是可用于全高清平板终端的10.2英寸柔性有机EL显示器。前板的有机EL组合了白色有机EL和彩色滤光片。背板采用非晶氧化物半导体“a-InGaZnO”。
实现的关键在于，“利用柔性基板可使用的低温工艺，制作了除中小型外，还可用于大型有机EL驱动的高性能氧化物TFT”（该公司）。最高工艺温度比较高，约为300℃。估计该公司重视通过退火确保InGaZnO TFT的品质。
有机TFT全部采用印刷工艺
为实现终极的低成本化，还出现了可全部采用印刷工艺制造的柔性显示器的开发动向。
日本山形大学有机电子研究中心副中心长、教授时任静士的目标是使Ag电极、有机TFT和有机EL层全部采用印刷法制作，为此推进了开发。计划2014年导入制造装置，构筑显示器的试产线。将从2014年夏季前后开始对各工艺进行讨论。
作为用于“全印刷”的基础技术，时任目前正致力于采用光刻法的有机TFT驱动柔性有机EL显示器的开发。为开发4英寸QVGA（320×240像素）显示器，试制了可弯曲有机TFT背板（图11、图12）。首先以25ppi的分辨率确认了有源矩阵驱动的有机EL发光。由此验证了100ppi的可能性。（记者：竹居智久、田中直树）
图11：确认主动驱动的发光，验证100ppi的可能性
山形大学为开发4英寸QVGA（100ppi）有机TFT驱动的柔性有机EL显示器，利用有机TFT试制了可弯曲背板（a）。首先以25ppi的分辨率确认了主动驱动的有机EL发光（b）。由此验证了100ppi有机EL发光的可能性。（摄影：山形大学）
图12：采用有机TFT的有机EL显示器的制作工艺
山形大学在基板上采用了PEN，在有机半导体上采用了并五苯。有机半导体的图案采用隔膜状分离层。（图由《日经电子》根据山形大学的资料制作）
反射型虽然率先实现了实用化，但在亮度、对比度和响应速度等方面存在课题，显示性能受限。因此，要想支持彩色视频，很有可能需要自发光型有机EL。随着工艺温度比硅类低的氧化物类TFT技术的进步，采用有机EL的柔性显示器的开发日益活跃。实现4K×2K等高精细化的试制品也已经面世。
开发4K×2K高精细柔性有机EL显示器的是半导体能源研究所（SEL）与夏普和Advanced Film Device Inc（AFD Inc.）组成的研究小组。该研究小组试制出了13.5英寸的3840×2160像素有机EL显示器。分辨率为326ppi。背板采用具备结晶性的氧化物半导体“CAAC-IGZO”（图7）。
图7：开发分辨率高达326ppi的柔性有机EL
日本半导体能源研究所等开发了分辨率高达326ppi的可弯曲有机EL显示器。2013年7月发布的13.5英寸产品支持4K×2K影像（a）。另外，2012年10月还在展会上展示了3.4英寸产品。2013年5月发布了同为3.4英寸、强调侧面可折叠的“无边框”试制品（b）。（摄影：半导体能源研究所）
该研究小组还开发出了分辨率高达326ppi的3.4英寸可弯曲有机EL显示器，并在2013年5月的学会“2013 SID International Symposium, Seminar & Exhibition”（SID 2013）的会场进行了影像显示。试制品的制造品质非常高，画面几乎看不到缺陷。该研究小组为实现高精细和高品质，选择了在玻璃基板上形成氧化物TFT的方法（图8）。通过消除工艺温度的制约，能利用精细的半导体膜形成高性能氧化物TFT。然后，通过从玻璃基板上转贴到塑料基板上，实现了柔性。
图8：在玻璃基板上形成高性能TFT
本图为半导体能源研究所等开发的柔性有机EL的工艺流程。为消除工艺温度的制约，该研究小组选择了在玻璃基板上形成氧化物TFT的方法。由此，能利用精细的半导体膜形成高性能氧化物TFT。另外，采用了以钝化层夹住氧化物TFT和有机EL的构造，确保了高可靠性。
在聚酰亚胺上形成全高清有机EL
东芝通过在聚酰亚胺基板上直接形成TFT和有机EL层，省去了从玻璃基板向塑料基板转贴的工序。估计省去该工序有助于降低制造成本。该公司在玻璃基板的支持基板上涂布聚酰亚胺，在其上形成TFT和有机EL层。然后剥离支持基板。也有在支持基板上粘贴一定厚度的塑料板的方法，不过此次的方法易于减轻热收缩的影响，还适合制造高精细显示器（图9、图10）。
图9：利用塑料基板开发支持全高清的有机EL显示器
东芝开发出了10.2英寸的1920×1200像素可弯曲有机EL显示器（a、b）。有机EL前板组合使用了白色有机EL和彩色滤光片。背板采用了a-InGaZnO。基板采用涂布型透明聚酰亚胺（c）。（图和照片由《日经电子》根据东芝的资料制作）
图10：采用在支持基板上涂布聚酰亚胺的方法
东芝采用了在玻璃支持基板上涂布聚酰亚胺，然后在其上形成TFT和有机EL层的方法。形成TFT和有机EL层后，剥离支持基板。（图由《日经电子》根据东芝的资料制作）
该公司试制的是可用于全高清平板终端的10.2英寸柔性有机EL显示器。前板的有机EL组合了白色有机EL和彩色滤光片。背板采用非晶氧化物半导体“a-InGaZnO”。
实现的关键在于，“利用柔性基板可使用的低温工艺，制作了除中小型外，还可用于大型有机EL驱动的高性能氧化物TFT”（该公司）。最高工艺温度比较高，约为300℃。估计该公司重视通过退火确保InGaZnO TFT的品质。
有机TFT全部采用印刷工艺
为实现终极的低成本化，还出现了可全部采用印刷工艺制造的柔性显示器的开发动向。
日本山形大学有机电子研究中心副中心长、教授时任静士的目标是使Ag电极、有机TFT和有机EL层全部采用印刷法制作，为此推进了开发。计划2014年导入制造装置，构筑显示器的试产线。将从2014年夏季前后开始对各工艺进行讨论。
作为用于“全印刷”的基础技术，时任目前正致力于采用光刻法的有机TFT驱动柔性有机EL显示器的开发。为开发4英寸QVGA（320×240像素）显示器，试制了可弯曲有机TFT背板（图11、图12）。首先以25ppi的分辨率确认了有源矩阵驱动的有机EL发光。由此验证了100ppi的可能性。（记者：竹居智久、田中直树）
图11：确认主动驱动的发光，验证100ppi的可能性
山形大学为开发4英寸QVGA（100ppi）有机TFT驱动的柔性有机EL显示器，利用有机TFT试制了可弯曲背板（a）。首先以25ppi的分辨率确认了主动驱动的有机EL发光（b）。由此验证了100ppi有机EL发光的可能性。（摄影：山形大学）
图12：采用有机TFT的有机EL显示器的制作工艺
山形大学在基板上采用了PEN，在有机半导体上采用了并五苯。有机半导体的图案采用隔膜状分离层。（图由《日经电子》根据山形大学的资料制作）
下载文档
