有机el 柔性显示的主流技术

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1、有机EL，柔性显示器的主流技术2015/12/231.前言本文将以“有机EL，柔性显示器的中流砥柱”为题，介绍柔性显示器的开发、实用化现状与展望。有机EL也叫OLED（OrganicLightEmittingDiode），尤其是驱动元件采用TFT的有源矩阵驱动式有机EL（AMOLED：ActiveMatrixOrganicLightEmittingDiode），能够实现高清晰度的全彩显示。在进入正题之前，笔者将首先比较液晶与有机EL两种显示器的器件构造。然后明确大型有机EL电视的量产课题；接着介绍2015年11月初

2、发表的单层构造的有机EL；最后讲解正题“柔性有机EL的现状”，希望通过笔者的讲解，让大家认识到现状与最终目标存在的差距。2.液晶vs.有机EL2.1　显示器的器件构造与直接材料成本比率笔者目睹了显示器市场从长期占据主流的显像管（CRT）到液晶的变迁。不只是CRT和液晶，在形形色色的显示中，部件和材料的作用乍看普通，其实都非常重要，是在显示技术发展中决定产品优劣的最大要素之一。CRT与液晶的共同点是部件数量多、通用性高。CRT厂商和液晶面板厂商很容易就能更换部件供货厂商，在市场成熟之后，依然有新企业不断涌入。部件厂商

3、之间，改善性能、降低成本的竞争增加。通过竞争，改善性能、降低成本两个原本相悖的趋势实现了齐头并进。在激烈竞争的洗礼下，技术的进步令人叹为观止。笔者认为，部件通用性高、涉足门槛低的技术，是成为显示器主力军的必备条件。现在，以有机EL为中心，新一代显示器的开发和实用化进行得如火如荼。新一代显示器一般倾向于把部件数量少、构造简单作为理想状态。构造简单当然最好不过，但不可否认的是，部件数量少可能会导致参与开发的企业少，竞争有限。液晶的一大优势，在于部件厂商的技术提案非常多。显示性能好的显示器，并不一定就能成为主流。还必须看

4、起能够占领市场的投资和部件产业的发展。现在已经建立起稳固地位的液晶，还有激光源、量子点等部件新选择，所以今后，其地位估计今后也不会动摇。图1是液晶和有机EL（这里分别为TFT-LCD和AMOLED）的器件构造。图中（）内的数字代表成本比率。AMOLED是自发光器件，无需背光单元（BLU）。而TFT-LCD（一般使用的透射型），背光单元是必需品，占总成本的比率高达50％。从削减成本的角度出发，背光单元等部件也是重要项目。因为在TFT-LCD的成本构成中，直接材料成本（部件成本）占到了60～70％，如果不从这里着手改良

5、，根本不可能削减成本。通过TFT-LCD基板的大型化削减成本的方式已经达到了极限。（a）TFT-LCD的器件构造（b）AMOLED的器件构造（点击放大）（点击放大）图1：TFT-LCD与AMOLED的器件构造与成本构成TFT-LCD如图1所示，包括作为透射型显示器光源的BLU、随着加载电场开关灯光的液晶和偏光板，以及实现彩色化的彩色滤光片（CF），部件的功能各自独立。而且，TFT基板与CF基板基本上是通过不同的工序制作。因此可以逐道工序进行检查及修复。这特别有助于提高使用大型基板的大屏幕TFT-LCD（1枚基板可以

6、制作的数量少）的成品率。而AMOLED则是通过在TFT阵列的基板上叠加纳米级有机膜的方式制作。因此，从器件构造来说，虽然每层有机膜的功能各自独立，但无法在加工过程中进行检查和修复。可以称之为“功能集成器件”。2.2量产有机EL电视面临的课题2013年的“SID”举办的“LCDorOLED？”讲座（Session3）上，笔者以“TFT-LCDasleadingroleinFPD”为题发表了特邀演讲。在演讲中，列举了有机EL电视存在的5个量产课题，指出“重要的是解决这些课题，向消费者展示与液晶电视的差别，并且具有价格竞

7、争力”。（a）发光材料：低分子（真空蒸镀）或高分子（印刷）、荧光或磷光（b）需要解决耗电量、寿命、残影等问题（c）支持第10代面板的TFT阵列制造装置（d）替代掩模蒸镀的分涂技术和装置（e）支持大型面板的封装技术和装置那场演讲已经过去了2年多，现在量产大屏幕电视用有机EL面板的企业，只有韩国LG显示器一家。听说该公司虽然没有取得明显的技术突破，但通过改变器件构造，提高了成品率。不过，产量等于[（成品率×开工率）/工期时间]，由此推测，IGZO的成膜和发光层蒸镀工序的开工率绝对不高。3.有机EL的器件构造与制造工艺（

8、a）过去由多层构造组成的有机EL（OLED）（点击放大）（b）由单层组成的有机EL（OLED）的模式图（点击放大）图2：过去的多层构造与新开发的单层构造的有机EL（OLED）现在的有机EL通过使用磷光发光材料，量子效率达到了100％的理论极值。器件构造如图2（a）所示，采用多层构造。各层使用真空蒸镀法，层叠纳米级有机材料。构成了多层分担有机EL的各项功能的构