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软性彩色OLED显示面板开发技术
 2006-11-1

随着地面数字讯号传输技术的开发,行动电话的电视讯号接收技术十分引人瞩目,而为了能在室外享受大尺寸影像的视觉;因此,超轻薄、便于携带,且可以弯曲的显示面板,最适用于这种视听形态,即使作为室内显示面板也能达到节省空间目的。另一方面,OLED作为显示技术则具有设备结构简单、低温制造工艺和有机薄膜的机械柔软性等特征,所以很有可能被用于这种软性显示面板。况且……实际上已经有利用塑料基板的低分子型作为OLED面板技术实验样品,能够具有软性显示面板,则很有可能在未来便能实现。

基本上,OLED设备是根据使用不同材料,因此其生产制造方法也大不相同,但若使用低分子材料,透过真空蒸着方法形成有机显示薄膜。不过,就以一般RGB影像为例,则是透过屏蔽效果(Shadow Mask)所形成,因此难以满足大尺寸、高精致化等要求。倘若使用高分子作为主要材料,再运用喷墨等印刷技术来形成图像,则有利于实现大尺寸和高精致化。另一方面,高分子膜具有机械软性等特性,也适用在具软性显示面板。也因为具有上述特点的高分子材料,十分适合运用在软性显示面板技术上;因此,大部分厂商皆逐步推动高分子OLED高效率化技术。

以目前技术进程而言,其成果获得了比原本荧光材料更高的发光效率,能合成红、绿、青蓝等3色磷旋旋光性高分子材料,在OLED显示设备中获得了很高外部量子效率。而产业界为了更进一步地明确实现软性显示面板技术,已有部分厂商将使用磷旋旋光性高分子OLED作为薄膜基板材料,并在实验中制作了一个软性彩色OLED显示面板产生。

OLED显示面板彩色化过程:分别涂布在RGBOLED发光层材料方式,再使用色变换滤光器从蓝光OLED设备中获得RGB 3原色的方法,可由白光OLED设备透过彩色滤光技术得到RGB 3原色技术。一般来说,为因应这项制作流程的便捷性,可采用了白色发光和彩色滤光的组合技术。在本次实验性显示面板结构中所使用基板尺寸为100×100mm,并以作为基板的塑料薄膜作为高分子材料OLED形成时的干燥技术,并采用超过300℃高温Polyethersulphone(PES)的塑料薄膜转移技术(使用厚度约为200μm)。这是因为塑料基板会因热量和水分吸收特性,而制造出面板平坦性及强度虽不及玻璃基板,不过却能产生较大伸缩性。

另一方面,在阻隔层(barrier)也可透过附着层转写到表面的PES薄膜上,而在阻隔层在作用是防止水分或氧气侵入到PES薄膜上。最后剥离玻璃基板便能完成具有ITO和彩色滤光片影像塑料基板。这项技术是在玻璃基板上进行ITO和彩色滤光片的成膜及成像,因此,不受到塑料薄膜耐热性和尺寸精度的影响。这个ITO表面抗阻是10Ω,而转写后ITO表面则是朝地的一侧,所以并没有突起平坦表面,表面粗度Ra约有0.6nm。

显示面板制作方法:首先在ITO在线用喷涂法涂布并干燥PEDT/PSS,形成膜厚30nm的空穴注入层。此后用同样的方法形成100nm的白色发光层。接着在影像上蒸着Ba(3nm)和Al(150nm),让其和ITO线直交形成阴极线,最后让具有阻隔层的PES薄膜(厚度100μm)利用光硬化型黏合剂贴附在面板上,则可防止从水分和氧气从阴极的另一侧侵入。一般实验室中所使用的白色发光层,分别以:红色磷旋旋光性高分子(RPP)、绿色磷旋旋光性高分子(GPP)、蓝色磷光材料Ir2Tp(Fppy)(注),作为磷光发光材料,再加以电子传送材料OXD-7,共有4项混合材料作为涂布与制膜之用。

注:RPP、GPP等磷光材料是各自用了铱(iridium)化合物,btp2Ir(acac)和Ir(ppy)2(acac)。这些材料分别具有620nm、521nm、463nm等磷光发光高峰值,在透过调节发光的强度比之后便能可以实现白色光源。  


▲为了影像產生失焦问题,工程师运用了加装遮罩效果(shadow mask),避免影像產生更多品质上的问题。(资料来源:Tom''s硬体指南)


▲显示面板所使用的磷光材料分子结构和发光光谱,在磷光性高分子则具有电荷传送单位和磷光单位的共重合高分子。(资料来源:Stashphone.com)

 
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