韓企公開實現(xiàn)55英寸有機EL面板的技術(shù)
在有機EL相關(guān)的發(fā)布和展示中,最引人關(guān)注的是LG顯示器和SMD的55英寸有機EL面板。兩公司分別在展區(qū)內(nèi)公開了各自的母公司韓國LG電子和三星電子預定2012年上市的有機EL電視。兩款產(chǎn)品均在2012年1月于美國拉斯維加斯舉行的“2012 International CES”上發(fā)布過。為了搞清楚量產(chǎn)在即的55英寸面板的實力,很多技術(shù)人員來到了兩公司的展區(qū)。
LG顯示器和SMD在本屆SID上,公布了在CES上未公開的55英寸有機EL面板的具體性能參數(shù)和實現(xiàn)技術(shù)(圖2)。其中LG顯示器積極宣傳了自己的技術(shù)。該公司在研討會第一天的主題演講等中發(fā)布了技術(shù)詳情。驅(qū)動元件和有機EL元件均“采用了可兼顧大屏幕化和低成本化的技術(shù)”(LG顯示器)。
圖2:55英寸有機EL的實現(xiàn)技術(shù)各異
LG顯示器和SMD公開了55英寸有機EL電視,并公布了面板性能參數(shù)及實現(xiàn)技術(shù)。兩公司采用的大屏幕化技術(shù)各不相同。
LG顯示器對55英寸有機EL面板的驅(qū)動元件使用了氧化物半導體——非晶IGZO(In-Ga-Zn-O)TFT(以下簡稱a-IGZO TFT)。采用第8代玻璃基板(外形尺寸:2500mm×2100mm)制造。采用底柵型*,為提高可靠性而在半導體層的上部設(shè)置了蝕刻阻擋層*,據(jù)稱,除此而外,其制造工藝與液晶面板廣泛使用的非晶硅TFT(以下簡稱a-Si TFT)沒有太大不同。
*底柵型=柵極電極配置在最下層的TFT構(gòu)造。制造時所需的光掩模層數(shù)量少,容易降低成本。是a-Si TFT中常用的方式。
*蝕刻阻擋層=在半導體層的上部形成的層。在TFT制造工藝中起防止半導體層損傷的作用。
以白色有機EL實現(xiàn)大屏幕
有機EL元件采用白色發(fā)光材料,與RGBW(白)4色彩色濾光片(CF)相組合來顯示彩色。白色發(fā)光材料為低分子型,采用使R和G的磷光材料與B的螢光材料疊合的“串聯(lián)構(gòu)造”。器件構(gòu)造為在TFT基板側(cè)提取光的底部發(fā)光型。
LG顯示器采用的彩色顯示方式的優(yōu)點是,無需單獨形成RGB三色發(fā)光層,易于支持大屏幕化。在TFT陣列上形成CF后,利用蒸鍍技術(shù)形成白色有機EL元件。使用CF時存在的課題是,光利用效率會降低,耗電量會增加。盡管可通過追加沒有CF的W提高光利用效率,但具體的耗電量數(shù)值未公開。
而SMD雖未作正式發(fā)布,但在展會會場上公開了部分面板性能參數(shù)和實現(xiàn)技術(shù)。除了驅(qū)動元件采用低溫多結(jié)晶硅(LTPS)TFT外,還通過分涂RGB三色發(fā)光層支持彩色顯示。該公司采用了中小型面板一直在使用的技術(shù)。
隨屏幕尺寸的增加而發(fā)生了變更的是器件構(gòu)造:由從TFT基板反面提取光的頂部發(fā)光型變成了底部發(fā)光型。并且,據(jù)傳發(fā)光元件的形成將由此前使用大尺寸金屬掩模的蒸鍍轉(zhuǎn)為采用邊移動稱為“SMS(small mask scanning)”的小尺寸掩模邊蒸鍍的技術(shù)。但SMD表示“蒸鍍方法的詳情不便透露”。
臺灣企業(yè)也在發(fā)力有機EL
而臺灣廠商中,AUO公布了為將來量產(chǎn)而在推進開發(fā)的大型面板技術(shù),CMI發(fā)布了中小型面板技術(shù)。
AUO發(fā)布的是32英寸有機EL面板的實現(xiàn)技術(shù)。除驅(qū)動元件采用a-IGZO TFT外,還對彩色顯示用分別形成RGB三色發(fā)光層來予以支持(圖3)。有機EL元件的器件構(gòu)造與上述兩家韓國廠商的55英寸面板一樣采用了底部發(fā)光型。
圖3:IGZO TFT用7片掩模制作
AUO發(fā)布了以將來量產(chǎn)為目標的32英寸有機EL面板的實現(xiàn)技術(shù)。a-IGZO TFT用7片光掩模制作。
友達光電作為實現(xiàn)大屏幕化的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)布的,是a-IGZO TFT的制作工藝。光掩模數(shù)量為7片,分別是(1)柵極電極(Al/Mo)、(2)半導體層(a-IGZO)、(3)蝕刻阻擋層(SiOx)、(4)源漏電極(MoN/Al/MoN)、(5)表面保護膜(SiOx/SiNx)、(6)陽極(ITO)、(7)Bank層(有機膜)。a-IGZO層的成膜采用濺射法*。該公司開發(fā)a-IGZO TFT驅(qū)動的32英寸液晶面板時,用了5片光掩模,此次為形成有機EL元件而追加了掩模。
*濺射法=對Ar等惰性氣體施加高頻波使之等離子化,并照射稱為“靶材”的原料物質(zhì)使之升華,從而令原料物質(zhì)在基板上堆積的方法。
CMI在展會上展示了預定2012年第四季度量產(chǎn)的智能手機用有機EL面板(圖4)。展示了3.4英寸和4.3英寸兩種。像素均為540×960,分辨率分別為326ppi和257ppi。驅(qū)動元件除采用LTPS TFT外,還通過采用使白色有機EL元件和RGBW四色彩色濾光片組合的彩色顯示方式,同時實現(xiàn)了300ppi以上的分辨率和低耗電。有機EL元件的器件構(gòu)造為頂部發(fā)光型。
圖4:公開量產(chǎn)在即的智能手機用面板
CMI在展會上展出了預定2012年第四季度量產(chǎn)的智能手機用有機EL面板。通過組合白色發(fā)光材料及RGBW四色CF,實現(xiàn)了300ppi以上的高精細化。