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【其他】有机EL元件的低成本化又进一步
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有机EL元件的低成本化又进一步 2009/11/27 00:00 打印 E-mail 在少有好消息的有机EL行业，最近从日本传来了两则喜讯。 一是卡西欧计算机与凸版印刷为量产有机EL显示器，将就中小尺寸显示器业务展开合作（参阅本站报道1）。卡西欧一直致力于降低有机EL显示器成本，在2004年的学会“SID”上，该公司发布了利用非晶硅（a-Si）TFT和喷墨技术形成的高分子型有机EL显示器（参阅本站报道2）。如果采用该技术能够实现量产，将具有划时代意义。笔者为两家的英明果断喝彩，同时祝愿他们的业务取得成功。 二是柯尼卡美能达将投建有机EL照明产品试产线（参阅本站报道3）。该公司计划采用柔性底板，利用涂布型卷对卷方式量产。虽然技术难度很大，但得以实现的话可大幅降低成本。如果能将该技术应用于显示器，有机EL显示器的成本或许会更快降低。 另一方面，据韩国调查公司Displaybank表示，凭借有源矩阵型有机EL显示器独占鳌头的韩国移动显示器（SMD）已开始筹划下一条生产线。将采用5.5代（1320mm×1500mm）尺寸的玻璃底板来生产30英寸电视。在扩大底板尺寸的同时提高生产能力并利用量产效应降低制约低成本化的瓶颈——有机EL材料价格，这正是三星式制胜策略。 但如果届时采用的技术是原有技术的延伸，即使底板尺寸提高1代，恐怕在成本方面仍然无法与液晶显示器正面较量。从10月份召开的学会“IMID”上公布的情况来看，TFT底板技术方面“SGS（Super Grain Silicon）”TFT和氧化物TFT（图1）都切实取得了进步，但“LITI（Laser Induced Thermal Imaging）”等有机EL元件制造技术方面，大尺寸化道路仍然崎岖曲折。  图1：SMD试制的氧化物TFT驱动19英寸全高清有机EL显示器 笔者在“FPD International 2009”上拍摄。 (点击放大) 有机EL显示器全彩化技术的比较 表1比较了有机EL显示器的全彩化技术。  表1：有机EL显示器全彩化技术的比较 由笔者绘制。 (点击放大) 实现全彩的方法包括： （1）采用R、G、B各发光层的“3色分别涂布方式”（Side-by-side RGB sub-pixel） （2）白色发光层与彩色滤光片配合使用的“彩色滤光片方式” （3）蓝色发光层与色转换层配合获得R、G光的“色转换方式”。 不过，色转换方式的效率低，难以实际应用，因此在该表中没有出现。 另外，3色分别涂布方式有： （a）在蒸镀发光材料时三次用荫罩分别涂布的“掩模蒸镀法” （b）通过喷墨等直接分别涂布溶于溶剂的发光材料的“涂布工艺” （c）利用激光及升华工序部分转录发光材料的“转录工艺”等。 彩色滤光片方式方面，由于即使白色发光层的效率非常高仍会出现彩色滤光片吸收光的现象，因此存在显示器耗电量比3色分别涂布方式增大的问题。而3色分别涂布方式虽然有利于降低耗电量，但必须在各像素中分别形成R、G、B发光层。这种有机EL发光层的分别涂布技术还存在很多制造技术课题，因此底板大尺寸化非常难以实现。 有机EL材料包括低分子材料和高分子（聚合物）材料。低分子材料呈粉末状，因此基本上通过蒸镀法进行堆积。要实现全彩化，只能物理切断蒸镀面然后有选择地堆积。因此，要在贴紧“FMM（Fine Metal Mask）”荫罩的同时逐色蒸镀，2次错开荫罩，共用3次蒸镀工序，形成R、G、B发光层。荫罩采用金属材料，定位精度为±15μm左右，采用这种方法，精细度最高为200ppi左右。现在已量产的有机EL显示器大部分采用这种掩模蒸镀法，荫罩的最大尺寸为第4代玻璃底板尺寸（680mm×880mm及730mm×920mm等）。 另一方面，高分子材料属于液体，能够利用旋涂法等涂布。因此，如果溶于溶剂（墨水）后利用喷墨法等涂布，能够直接形成图案。基于喷墨的图案形成技术作为液晶面板用彩色滤光片制造技术已经量产，定位精度良好，高达±10μm左右，并且直到第8代玻璃底板尺寸（2160mm×2460mm及2200mm×2500mm等）都有业绩。因此，如果能开发出适于有机EL显示器的高分子材料和墨水，很有可能成为大型有机EL显示器制造的本命技术。但遗憾的是，现在的高分子有机EL材料、尤其蓝色发光材料的色纯度和可靠性远远差于低分子材料，要想实用化还需要很长时间。 转录工艺有多种方式。SMD与美国3M公司合作开发出了名为LITI（Laser Induced Thermal Imaging）的转录工艺。就是事先在名为供体膜的特殊薄膜上蒸镀各色发光材料，然后将该供体膜层叠在TFT底板上，向必要部分照射激光以转录发光层。LITI比掩模蒸镀更有可能实现大型化，且定位精度高，精细度也高达400ppi左右。SMD已采用该LITI工艺和SGS TFT试制出对角40英寸的全高清有机EL电视。 低成本化战略 |
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