东方柔性OLED量产交付刷屏背后,你更应该知道这些........

OLEDindustry · 2017-10-27

告诉OLEDindustry君,今天你有没有被京东方这些图片刷屏?

好,下面我们来看看现场传回来的大图:

再来看段视频:

够软 够弯曲不?

今天我们就来扒一扒柔性OLED显示~~

柔性显示技术主要应用柔性电子技术,将柔性显示介质电子元件与材料安装在有柔性或可弯曲的基板上,使得显示器具有能够弯曲或卷曲成任意形状的特性,有轻、薄且方便携带等特点。

按照使用的情况,柔性显示器可以分为平坦式、微弯曲式、弯曲式与可卷式类型。

当前的显示技术里,能够应用在柔性显示器上的技术主要有液晶显示(LiquidCrystalDisplay,LCD)、有机电致发光器件显示(OrganicLightEmittingDisplay,OLED)、电泳显示(ElectrophoreticDisplay,EPD)等相关技术。

OLED

OLED具有自发光、低功耗、响应速度快、视角宽、分辨力高、宽温度特性、高亮度、高对比度、抗振性能好、耗等性能,并且抗弯曲能力强,非常适合作柔性显示器件,OLED也适用于对显示效果要求高的便携产品及军事等特殊领域。

技术原理

OLED是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件,由铟锡氧化物半导体薄膜(IndiumTinOxides,ITO)透明电极、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电极层组成。

原理是用ITO和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层,电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层,并在发光层中相遇,形成激子使发光分子激发,经过辐射发出可见光。

OLED用红、蓝、绿像素并置法、转换法(ColorConversionMethod,CCM)、白光加彩色滤光片法、微共振腔调色法和多层堆叠法来实现彩色化。

OLED显示屏驱动方式

依驱动方式可分为被动式(PassiveMatrixOLED,PMOLED)与主动式(ActiveMatrixOLED,AMOLED)。

PMOLED是属于电流驱动,结构简单,驱动电流决定灰阶,应用在小尺寸产品上。

AMOLED在每一个OLED单元(即像素)后面都有一组薄膜晶体管和电容器,形成一个薄膜场效应晶体管(ThinFilmTransis-tor,TFT)驱动网络,每一个像素都可以在控制芯片的操作下驱动TFT的激发像素点,这种方式能获得极速的响应时间而且省电,显示效果好,适合大屏幕全彩色OLED的需要。

OLED按所使用的载流子传输层和发光层有机薄膜材料的不同,分为两种不同的技术类型:

一种是以有机染料和颜料为发光材料的小分子聚合物OLED,另一种是以共轭高分子为发光材料的PLED(高分子聚合物OLED)。

目前研究表明,PLED十分适合用于柔性显示,采用Int-Jet(喷墨)印刷,涂布有机材料物质,不需薄膜制程、真空装置,元件构成只有2层,投资成本低,但是其喷墨技术的墨滴均一化及RGB三基色定位精度不易控制,影响全彩化产品进程,寿命与产品良率也有待提高

柔性OLED显示技术问题

柔性衬底制作

与塑料衬底相比,金属薄片在相对较高工艺温 度下的形状稳定性非常好 。

在塑料衬底的热不稳定性问题解决之前不锈钢衬底仍然是柔性显示器制造的最佳选择。

采用不锈钢薄片,我们考虑的第一个问题是它是不透明的,这就意味着它只能限于反射式或自发光模式的显示器件,因此,设计了TFT背板以与顶发射的OLED结构相配,其截面如下图所示。

第二个问题是衬底的传送方法,即要在传送进出制造设备时避免出现下沉 。

第 三个问题是表面平坦化方法,用来降低不锈钢板的粗糙度,因为不锈钢板的凸起和凹痕会导致显示矩阵的断线缺陷。

第四个问题是传导性衬底与TFT矩阵的绝缘问题,因为容性耦合会导致信号线的延迟及串扰。

考虑的第五个也是最重要的问题是制造出稳定可靠的TFT所需的原料及工艺集成问题。

尽管制作在柔性衬底上的TFT特性可堪比制作在玻璃衬底上的TFT特性,但是TFT在不同温度下其阈值电压的漂移可能是很不稳定的。

因此不建议采用粘合一脱落的方法来传送柔性衬底。若要通过去除热不稳定的粘合工艺来提高工艺温度,可采用的一种办法是采用玻璃减薄工艺中的方法。

顶发射OLED

考虑到金属衬底的不透明特性,传统的底发射OLED结构不再适用。因此,在柔性TFT背板上集成的0LED为顶发射结构。

由于受到工艺温度的限制,用非晶硅TFT取代多晶硅TFT是我们的最佳选择,其典型的最高工艺温度超过350℃。

由于非晶硅TFT的跨导非常低,因此要求OLED的电光转换效率较高。我们的顶发射OLED结构采用了具备高转换效率的磷光发光层以及高度透明的阴极材料。

为保证OLED在不同弯曲应力作用下保持稳定,推荐采用有机围堤层和薄膜钝化结构。我们采用丙烯酸树脂作为围堤层,并用多层有机层和无机层薄膜形成钝化结构。

OLED前板最后会被严密涂敷的叠层结构封装成胶囊形式,以避免受到湿气的渗透和刮擦。

为了进一步提高顶发射OLED的发光效率,研发出一种具备设计精良微腔结构的反射阳极也是必不可少的。

屏设计

尽管显示屏的衬底是柔性的,但是如果附加上刚性的驱动电路,将显示模块按足够小的弯曲半径卷曲起来还是比较困难的。

比较可取的方法是在显示屏上只做出一个或两个柔性连接器,但是同时还需要基于玻璃上芯片(COG)类型的驱动lC。

如下图,该显示模块可用于固定弯曲半径的卷曲型显示器,而不适用于真正的柔性或结实的显示器应用,因为当扭曲或摆动衬底时,刚性的驱动lC会很容易脱落下来。在显示屏的一侧我们采用了胶带载体封装(TCP)的源极驱动IC。

同时为了降低IC元件的个数还必须采用非晶硅TFT将栅极驱动电路集成在显示屏上,这样便增强了显示模块的柔性。

如此我们可以在显示屏沿纵轴以弯曲半径小于5cm进行弯曲时对其进行操作。为提升显示屏沿横轴方向的柔性,应采用柔性印制电路(FPC)替代由刚性塑料制作的印制电路板(PCB)。