【SID 2012綜述】(三)有機(jī)EL挑戰(zhàn)液晶：日企技術(shù)開發(fā)領(lǐng)先
[導(dǎo)讀]夏普攜新IGZO展開攻勢韓國和臺(tái)灣廠商在有機(jī)EL面板的量產(chǎn)方面領(lǐng)先一步，但在關(guān)乎有機(jī)EL面板高性能化和低成本化的要素技術(shù)發(fā)表中，日本廠商則沒有落后。其中備受關(guān)注的是文章開篇介紹的夏普與SEL開發(fā)的IGZO TFT新技術(shù)。
夏普攜新IGZO展開攻勢
韓國和臺(tái)灣廠商在有機(jī)EL面板的量產(chǎn)方面領(lǐng)先一步，但在關(guān)乎有機(jī)EL面板高性能化和低成本化的要素技術(shù)發(fā)表中，日本廠商則沒有落后。
其中備受關(guān)注的是文章開篇介紹的夏普與SEL開發(fā)的IGZO TFT新技術(shù)。開發(fā)出了使結(jié)晶在基板垂直方向（c軸方向）上生長的“CAAC（C-Axis Aligned Crystal）”構(gòu)造的IGZO TFT［9.2，15.1，27.4］。在技術(shù)發(fā)表后的開發(fā)人員見面會(huì)上，夏普公開了采用新IGZO TFT的13.5英寸有機(jī)EL面板和4.9英寸液晶面板（圖5）。
13.5英寸有機(jī)EL面板的像素為3840×2160，分辨率高達(dá)326ppi。元件構(gòu)造采用頂部發(fā)光型，組合使用白色有機(jī)EL元件、RGB三色彩色濾光片及利用多重反射的微腔構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了彩色顯示。為了確認(rèn)夏普時(shí)隔7年發(fā)布的有機(jī)EL面板的顯示性能，大批技術(shù)人員蜂擁而來。
據(jù)稱，此次開發(fā)的新IGZO TFT與夏普2012年3月全球首度開始量產(chǎn)的a-IGZO TFT相比，不但載流子遷移率及截止時(shí)的漏電流等特性提高，而且左右著顯示元件驅(qū)動(dòng)能力的電流電壓（I-V）特性的降低等也較少。結(jié)果是，能以比LTPS TFT更低的成本實(shí)現(xiàn)300ppi以上的高精細(xì)液晶面板和有機(jī)EL面板。夏普的水嶋自信地表示，“500ppi以內(nèi)精細(xì)度無任何問題的量產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)確立”。[!--empirenews.page--]
夏普采用新IGZO TFT的中小型液晶面板的量產(chǎn)，計(jì)劃“根據(jù)客戶需求于2012年度內(nèi)在龜山第2工廠開始”（水嶋）。雖未公開制作工藝的詳情，但水嶋稱與現(xiàn)有a-IGZO TFT相比，“基本制作工藝沒有變”。“a-IGZO層成膜后，通過施加退火處理來生長結(jié)晶。處理?xiàng)l件上有訣竅”（半導(dǎo)體能源研究所代表董事山崎舜平）。
索尼有望利用膠印法實(shí)現(xiàn)500ppi
CMI和夏普發(fā)布了實(shí)現(xiàn)326ppi分辨率的有機(jī)EL面板。兩公司技術(shù)的共同點(diǎn)是，組合白色有機(jī)EL元件和CF實(shí)現(xiàn)了彩色顯示。因?yàn)槔媒饘傺谀为?dú)形成RGB三色發(fā)光層的方式最多只能實(shí)現(xiàn)220ppi左右的分辨率。三星電子的智能手機(jī)“Galaxy Nexus”配備的316ppi分辨率4.65英寸有機(jī)EL面板，其RGB子像素排列非一般方式，而是將RGGB四個(gè)子像素分配給兩個(gè)像素來實(shí)現(xiàn)虛擬高精細(xì)化的“Pentile”方式。
然而，在本屆SID上有技術(shù)發(fā)布打破了這一定論：索尼展示了最大可實(shí)現(xiàn)500ppi高精細(xì)的可能性，發(fā)布了使用膠印技術(shù)、以相當(dāng)于500ppi的51μm像素間距（子像素間距為17μm）形成發(fā)光材料的成果［68.4L］。
索尼開發(fā)的技術(shù)，利用膠印法形成R和G發(fā)光層，將其與B的共通蒸鍍層組合來實(shí)現(xiàn)彩色顯示（圖6）。索尼稱，由于是采用平板玻璃基板轉(zhuǎn)印，與采用滾筒狀的普通膠印法相比，“校準(zhǔn)精度易于提高，適用于高精細(xì)化用途”。
索尼在研討會(huì)上公開了采用膠印法形成精細(xì)度相當(dāng)于500ppi，線寬17μm的R和G發(fā)光層，并蒸鍍形成B通用層的像素陣列樣品的照片。盡管實(shí)際的有機(jī)EL面板還未達(dá)到500ppi，但該公司已試制了7.4英寸的150ppi品和3英寸的270ppi品。
摸索實(shí)現(xiàn)方法的柔性面板
日本廠商在顯示部可彎曲的柔性有機(jī)EL面板的發(fā)布中，也顯示出了影響力（參見索尼的柔性電子紙，利用印刷技術(shù)制作TFT）。索尼和東芝分別開發(fā)出了9.9英寸和11.7英寸的面板，并在研討會(huì)上發(fā)布（圖7）?！盀榱慨a(chǎn)柔性有機(jī)EL面板而采用了實(shí)現(xiàn)可能性較高的技術(shù)”（索尼）。
索尼和東芝在開發(fā)品中采用的面板技術(shù)有很多共同點(diǎn)。具體為，除驅(qū)動(dòng)元件采用在底柵型上設(shè)蝕刻阻擋層的a-IGZO TFT外，其彩色顯示也以組合使用白色有機(jī)EL元件和CF來實(shí)現(xiàn)。
面板技術(shù)方面不同的是有機(jī)EL元件的器件構(gòu)造。索尼采用頂部發(fā)光型，而東芝采用底部發(fā)光型。索尼因“利用了在11英寸有機(jī)EL電視、顯示器及頭戴式顯示器等產(chǎn)品上培育的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)”而采用頂部發(fā)光型，而東芝因“在陰極電極上采用鋁來提高可靠性”而選擇了底部發(fā)光型。
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兩公司的開發(fā)品在制作工藝方面也有共同點(diǎn)：不是在樹脂基板上單純形成a-IGZO TFT、白色有機(jī)EL元件和CF，而是將玻璃基板作為支持基板使用。由此，得以采用與玻璃基板相同的制作工藝。
索尼的開發(fā)品采用兩片玻璃上粘貼了薄膜的基板制作。在其中一片上形成a-IGZO TFT和白色有機(jī)EL元件，而在另一片上形成CF，然后將這兩片基板貼合成面板。而東芝是在玻璃基板上涂布厚10μm左右的聚酰亞胺（PI）后，再在其上形成a-IGZO TFT、CF和白色有機(jī)EL元件。最后均通過從有機(jī)EL面板上剝離玻璃基板來完成柔性面板的制作。
韓國和臺(tái)灣廠商在有機(jī)EL面板的量產(chǎn)方面領(lǐng)先一步，但在關(guān)乎有機(jī)EL面板高性能化和低成本化的要素技術(shù)發(fā)表中，日本廠商則沒有落后。
其中備受關(guān)注的是文章開篇介紹的夏普與SEL開發(fā)的IGZO TFT新技術(shù)。開發(fā)出了使結(jié)晶在基板垂直方向（c軸方向）上生長的“CAAC（C-Axis Aligned Crystal）”構(gòu)造的IGZO TFT［9.2，15.1，27.4］。在技術(shù)發(fā)表后的開發(fā)人員見面會(huì)上，夏普公開了采用新IGZO TFT的13.5英寸有機(jī)EL面板和4.9英寸液晶面板（圖5）。
| 圖5：新IGZO可使有機(jī)EL和液晶面板實(shí)現(xiàn)高精細(xì)和低成本化 夏普和SEL開發(fā)出稱為“CAAC”，提高了結(jié)晶性的IGZO TFT。分別在日本國內(nèi)和SID 2012上展示了4款和2款采用開發(fā)品的高精細(xì)液晶面板和有機(jī)EL面板。 |
13.5英寸有機(jī)EL面板的像素為3840×2160，分辨率高達(dá)326ppi。元件構(gòu)造采用頂部發(fā)光型，組合使用白色有機(jī)EL元件、RGB三色彩色濾光片及利用多重反射的微腔構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了彩色顯示。為了確認(rèn)夏普時(shí)隔7年發(fā)布的有機(jī)EL面板的顯示性能，大批技術(shù)人員蜂擁而來。
據(jù)稱，此次開發(fā)的新IGZO TFT與夏普2012年3月全球首度開始量產(chǎn)的a-IGZO TFT相比，不但載流子遷移率及截止時(shí)的漏電流等特性提高，而且左右著顯示元件驅(qū)動(dòng)能力的電流電壓（I-V）特性的降低等也較少。結(jié)果是，能以比LTPS TFT更低的成本實(shí)現(xiàn)300ppi以上的高精細(xì)液晶面板和有機(jī)EL面板。夏普的水嶋自信地表示，“500ppi以內(nèi)精細(xì)度無任何問題的量產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)確立”。[!--empirenews.page--]
夏普采用新IGZO TFT的中小型液晶面板的量產(chǎn)，計(jì)劃“根據(jù)客戶需求于2012年度內(nèi)在龜山第2工廠開始”（水嶋）。雖未公開制作工藝的詳情，但水嶋稱與現(xiàn)有a-IGZO TFT相比，“基本制作工藝沒有變”。“a-IGZO層成膜后，通過施加退火處理來生長結(jié)晶。處理?xiàng)l件上有訣竅”（半導(dǎo)體能源研究所代表董事山崎舜平）。
索尼有望利用膠印法實(shí)現(xiàn)500ppi
CMI和夏普發(fā)布了實(shí)現(xiàn)326ppi分辨率的有機(jī)EL面板。兩公司技術(shù)的共同點(diǎn)是，組合白色有機(jī)EL元件和CF實(shí)現(xiàn)了彩色顯示。因?yàn)槔媒饘傺谀为?dú)形成RGB三色發(fā)光層的方式最多只能實(shí)現(xiàn)220ppi左右的分辨率。三星電子的智能手機(jī)“Galaxy Nexus”配備的316ppi分辨率4.65英寸有機(jī)EL面板，其RGB子像素排列非一般方式，而是將RGGB四個(gè)子像素分配給兩個(gè)像素來實(shí)現(xiàn)虛擬高精細(xì)化的“Pentile”方式。
然而，在本屆SID上有技術(shù)發(fā)布打破了這一定論：索尼展示了最大可實(shí)現(xiàn)500ppi高精細(xì)的可能性，發(fā)布了使用膠印技術(shù)、以相當(dāng)于500ppi的51μm像素間距（子像素間距為17μm）形成發(fā)光材料的成果［68.4L］。
索尼開發(fā)的技術(shù)，利用膠印法形成R和G發(fā)光層，將其與B的共通蒸鍍層組合來實(shí)現(xiàn)彩色顯示（圖6）。索尼稱，由于是采用平板玻璃基板轉(zhuǎn)印，與采用滾筒狀的普通膠印法相比，“校準(zhǔn)精度易于提高，適用于高精細(xì)化用途”。
| 圖6：以RGB三色也可實(shí)現(xiàn)500ppi 索尼開發(fā)出利用平板膠印法形成R和G發(fā)光層的技術(shù)，并公開了7.4英寸的有機(jī)EL面板。即使分別形成RGB三色發(fā)光層，也可實(shí)現(xiàn)500ppi的分辨率。 | [!--empirenews.page--]
索尼在研討會(huì)上公開了采用膠印法形成精細(xì)度相當(dāng)于500ppi，線寬17μm的R和G發(fā)光層，并蒸鍍形成B通用層的像素陣列樣品的照片。盡管實(shí)際的有機(jī)EL面板還未達(dá)到500ppi，但該公司已試制了7.4英寸的150ppi品和3英寸的270ppi品。
摸索實(shí)現(xiàn)方法的柔性面板
日本廠商在顯示部可彎曲的柔性有機(jī)EL面板的發(fā)布中，也顯示出了影響力（參見索尼的柔性電子紙，利用印刷技術(shù)制作TFT）。索尼和東芝分別開發(fā)出了9.9英寸和11.7英寸的面板，并在研討會(huì)上發(fā)布（圖7）?！盀榱慨a(chǎn)柔性有機(jī)EL面板而采用了實(shí)現(xiàn)可能性較高的技術(shù)”（索尼）。
| 圖7：開發(fā)瞄準(zhǔn)量產(chǎn)的柔性有機(jī)EL 索尼和東芝分別開發(fā)出了柔性有機(jī)EL面板。將玻璃基板作支持基板，形成a-IGZO TFT、白色有機(jī)EL元件和CF。（照片由索尼和東芝提供） |
索尼和東芝在開發(fā)品中采用的面板技術(shù)有很多共同點(diǎn)。具體為，除驅(qū)動(dòng)元件采用在底柵型上設(shè)蝕刻阻擋層的a-IGZO TFT外，其彩色顯示也以組合使用白色有機(jī)EL元件和CF來實(shí)現(xiàn)。
面板技術(shù)方面不同的是有機(jī)EL元件的器件構(gòu)造。索尼采用頂部發(fā)光型，而東芝采用底部發(fā)光型。索尼因“利用了在11英寸有機(jī)EL電視、顯示器及頭戴式顯示器等產(chǎn)品上培育的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)”而采用頂部發(fā)光型，而東芝因“在陰極電極上采用鋁來提高可靠性”而選擇了底部發(fā)光型。
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兩公司的開發(fā)品在制作工藝方面也有共同點(diǎn)：不是在樹脂基板上單純形成a-IGZO TFT、白色有機(jī)EL元件和CF，而是將玻璃基板作為支持基板使用。由此，得以采用與玻璃基板相同的制作工藝。
索尼的開發(fā)品采用兩片玻璃上粘貼了薄膜的基板制作。在其中一片上形成a-IGZO TFT和白色有機(jī)EL元件，而在另一片上形成CF，然后將這兩片基板貼合成面板。而東芝是在玻璃基板上涂布厚10μm左右的聚酰亞胺（PI）后，再在其上形成a-IGZO TFT、CF和白色有機(jī)EL元件。最后均通過從有機(jī)EL面板上剝離玻璃基板來完成柔性面板的制作。
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