在顯示行業(yè),目前最火的當屬OLED與LCD顯示技術之爭,由于OLED在性能的諸多優(yōu)勢,其被認為是顯示屏的次世代技術。
OLED在性能上的優(yōu)勢表現
色域更高,顏色更鮮艷;
視角更好,大視角無明顯色偏;
響應時間更快,觀看動態(tài)畫面無拖尾現象;
自發(fā)光,暗態(tài)更暗,無漏光;
另外由于OLED自發(fā)光,無需背光,所以可以做到超薄;
最重要的是OLED相對容易做到柔性,可以彎曲甚至折疊。
不過柔性并不是OLED的專利,LCD同樣可以做到柔性,即Organic Liquid crystal display,本文重點介紹下OLCD技術,并OLED做一些比較。
目前而言,做柔性屏的兩個主要選項就是OLED和OLCD,Microled當然也有機會做柔性,不過目前技術成熟度還差很多,暫不考慮。
無論是OLED還是OLCD,它們想做柔性的話,肯定都不能再使用傳統(tǒng)的玻璃基底咯,必須使用塑料基底,不過他們都有各自的技術問題需要克服。
典型的柔性OLED 制造步驟如下
首先將PI涂布在玻璃托盤上,PI作為基底;
然后使用傳統(tǒng)的高溫制程把OLED做在基底上;
再使用激光把玻璃托盤和PI基底分離。
不過這種方法的主要問題在于激光剝離制程的良率很低,而且還會損壞玻璃托盤。
另外的挑戰(zhàn)就是滿足穩(wěn)定性和壽命的要求,由于OLED對于氧氣和水分和敏感,需要很好的封裝處理才行。
而且后續(xù)業(yè)內對顯示屏亮度的要求越來越高,甚至大于1000nit,而亮度越高,OLED發(fā)光材料衰減越快,壽命也越短。
柔性LCD最大的挑戰(zhàn)在于要有在高溫制程下保持光學透明并且不出現雙折射的基底,這樣的基底材料有,不過價格很昂貴。
整個產業(yè)界中LCD已經非常成熟,要達到高亮度只需要提升背光的亮度,而不會影響LCD屏的壽命,而OLED的話,提升亮度必然降低壽命。
一款OLCD屏幕,曲率半徑可以做到低于30mm
解決昂貴的可以經受高溫制程的基底的一個方法就是采用低溫制程,然后就可以使用大宗商品的材料做基底,而且價格很低,這對AM TFT陣列非常重要,因為傳統(tǒng)方法是要在高溫下進行的,而業(yè)內某公司發(fā)明了一種溶液涂布有機材料的方法可以在低溫空氣下進行AM TFT陣列的制造。
一款OLCD屏幕,曲率半徑可以做到低于30mm
塑料的AM TFT背板可以應用到一系列前板上,包括LCD和OLED
Organic TFT(OTFT)技術已經在等離子顯示器上實現商業(yè)化,不過它同樣可以用在柔性的OLCD上,OTFT的性能目前已經有了極大進步,其電子遷移率和穩(wěn)定性已經超過了傳統(tǒng)的非晶硅TFT。
這種低溫制程允許使用TAC膜作為基底,而TAC材料本身也是偏光片的基底,使用同一種TAC作為背光和偏光片基底為降低顯示屏的厚底打開了空間,這樣制造的OTFT也同樣很穩(wěn)定,其穩(wěn)定性可以用柵極偏置電壓測試來衡量。
由于其半導體是P性的,因此核心參數就是 Positive gate bias stress(PGDS),PGDS測試是給TFT施加固定的偏置電壓一端時間,然后比較施加電壓前后的開關特性差異。
結果顯示,OTFT的閾值打開電壓只有1V的偏移,而非晶硅TFT有2V的偏移。
采用OLCD制程的話,需要將傳統(tǒng)的非晶硅玻璃基底的TFT工廠轉變?yōu)樯aTAC基底的OTFT工廠。
這個轉換所需要的投資額很小,大部分設備可以和目前的TFT產線兼容,當然需要一些額外涂布機和貼膜機,和重新建設一個工廠相比,這個投資是非常劃算的。
制程步驟如下
首先使用貼膜機把TAC塑料基底貼到玻璃托盤上;
然后用涂布的方法將OTFT(背板)做到基板上;
再使用傳統(tǒng)的成熟方法制造前板(CF)并于背叛貼合;
最后使用簡單的方法將完成的屏幕從玻璃基板上玻璃掉。
這個過程良率很高,而且玻璃的托盤可以重復利用。在屏幕從玻璃托盤上剝離之前,可以用二氧化碳激光剪切工具對其進行切割,而且可以切成任意的形狀,不限定于矩形。
將傳統(tǒng)的LCD工廠改為OLCD工廠投資很小,而且由于采用低溫制程制造OTFT,制造簡單方便,使得OLCD具有很好的成本優(yōu)勢,分析顯示其OLCD可以做到和傳統(tǒng)LCD接近的成本,而這個成本比柔性OLED有優(yōu)勢。
如要要把傳統(tǒng)的LCD產線改造成生產OLCD的產線,需要把CVD的設備替換為溶液沉淀涂布設備,例如膜縫涂布頭(slot die coater),另外就是需要增加貼膜機把偏移的TAC基底貼到玻璃基板上。
除此差異之外OLCD和傳統(tǒng)玻璃LCD制程基本相同。
OTFT array 和CF 玻璃基板分別在不同的大板上制作,然后進行ODF的貼合,注入液晶和PS支柱確保cell gap穩(wěn)定。
采用低壓熱基剝離的方法即可 把TAC基底從玻璃上剝離,不需要使用其它額外的設備。
另外OLCD和玻璃基板的LCD驅動方法類似,都是使用COF或者COG的技術把行列的驅動綁定到TFT array上,對于某些顯示設計,行驅動可以集成到OTFT array 上。
總之,OLCD最大的優(yōu)勢在于和基本上可以和現在傳統(tǒng)的LCD產線兼容,投資成本很小,風險較小,而且和重新建產線生產OLED相比,其量產打入市場的時間也會很短。
LCD的穩(wěn)定性相比OLED 更好一些,目前業(yè)內信利和JDI均在開發(fā)OLCD技術,期待早日實現量產。
如本文開頭所述,OLED固然有很多優(yōu)勢,不過LCD也沒有坐以待斃,它也在不斷進步和提升,OLCD就是LCD對抗柔性OLED的最直接的產品,LCD和OLED就是這樣不斷地相愛相殺,競爭帶來技術的不斷進步,至于將來如何我們拭目以待。
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