问答 这家号称国际上第一个开创柔性电子的企业,是怎么看待OLCD量产性问题的?

OLEDindustry · 2018-07-12

在显示行业当中,目前最受关注的技术就是柔性显示了。在这个新型显示技术发展迅猛的时代中,柔性显示也划分了多种技术路线。

OLCD,得益于其高性能和低成本的生产流程,是一种能够为柔性显示器提供大尺寸、低成本、高亮度和长寿命的显示器技术。

2016年英国FlexEnable公司成功开发了12.1英寸基于塑料基板的柔性有机薄膜晶体管液晶显示屏,即OLCD,除此之外,FlexEnable也是第一个在国际上开创了第一个柔性电子技术平台的公司,

近日OLEDindustry对FlexEnable公司CEO Chuck Milligan进行了专访。

Chuck在半导体、消费电子、通信、工业和航空航天市场拥有超过20年的全球商业和管理经验。在专访开始前,Chuck先展示了FlexEnable公司的一款产品。

据Chuck介绍,这款产品弯曲半径可达到10mm,所使用的是被称作OLCD(有机液晶显示屏)的面板,可达到和普通LCD相同的分辨率,能耗也基本相同。这些晶体管基本上可以包裹任何东西,或是被应用在显示屏领域之外。

虽然这款产品使用的是传统的LCD结构,但却是以 FlexEnable 的柔性低温有机薄膜晶体管 (organic thin film transistor :OTFT) 底板技术为基础。目前这款产品在剑桥有4.7英寸和12英寸两种尺寸的样品,但可以根据具体的需求来生产其他尺寸的产品。

“我们这种技术,最早投入量产时是被用在电子阅读器上,因为那个时候我们的晶体管还不够强大,没有办法直接应用在彩色视频显示中,但在过去的15年中我们的晶体管性能提升了1000倍,现在可以应用在很多产品当中了。” Chuck说。

FlexEnable的OLCD技术是能够实现具有生动的色彩和流畅的视频内容的柔性显示器,基于塑料基板采用有机晶体管驱动背板,对比传统的玻璃基板的显示器厚度小于其四分之一(小于0.3 mm),重量不到其十分之一。这些特性,结合OLCD的坚固性和对不同尺寸的表面的契合性,为产品的创新设计带来独一无二的优势。

为了集成到新一代产品当中,FlexEnable已经向战略合作伙伴提供大小不一的显示雏形。FlexEnable 已经为下游应用合作方提供小尺寸和大尺寸的显示样品,以开发新一代的应用产品。

前瞻性技术——OTFT

在去年7月,FlexEnable 与信利签署了一份技术转让与许可协议,这次交易旨在于 2018 年将 FlexEnable 的柔性有机液晶显示器 (OLCD) 技术应用于信利公司生产线的大批量生产中,预计将在今年年底开始批量生产。

FlexEnable和信利合作使用OLCD就是以 FlexEnable 的OTFT底板技术为基础的。

Chuck 表示,“对于OTFT技术我们是感到非常的激动,因为这是一个非常非常具有前瞻性的一种技术,而且现在OTFT技术已经满足LCD显示器方面的批量生产条件。”

什么是OTFT呢?

OTFT又称塑料晶体管,与MOS晶体管的最大不同在于OTFT采用有机半导体材料取代MOS中的无机半导体材料。传统的无机晶体管是金属氧化物半导体(MOS)式的场效应管,其半导体材料一般为无机硅。

与非晶硅相比,OTFT的电气性能更加出色,这让塑料 LCD能够具有与玻璃 LCD相同的显示质量和可靠性,同时更加纤薄、轻巧,并且防碎,能够适应各种表面。

而OLCD之所以能够实现柔性,正是得益于OTFT器件的种种优势。

OTFT技术主要优势:

工艺过程大大简化,OTFT的成膜工艺途径更多、更新。有机物成膜技术多,器件可以做得很小。

可制成大面积的器件,如智能卡、识别卡、液晶显示器的驱动器等,而无机TFT因受单晶硅晶体尺寸的限制而多采用无定型硅和多晶硅,但制备过程中需要的高温使得它不能构筑在聚合物基底上。

可低温下加工,使得在制程中可选择较轻薄且便宜之塑胶取代玻璃,此外,由于制程温度低,可以减少因高温造成基板的形变及能源的消耗。

OTFT制程较为简单,若使用直接图案化之技术,可以减少制程所需的光罩数目、缩短制程时间及减少真空设备的使用。若再搭配塑胶基板的使用,未来则可以与Roll to Roll (R2R)制程相容,生产成本可大幅度降低。

材料来源广泛,发展潜力大。有机物易得,通过对有机物分子进行化学修饰可以方便地调节场效应管的性能。

全有机的OTFT可对器件进行适度扭曲或弯折,可以呈现出良好的柔韧性,这样可以把器件制成各种形状,而且器件的性能没有发生显著的变化,拓宽了OTFT的应用领域。

寻找新的可能

除此之外,以OTFT作为驱动部分的全有机显示屏还具有以下优良性能:驱动电压低,发光效率高,响应速度快,光电性能优良,器件性能稳定。

“我们非常关心OTFT的技术发展,在材料方面,我们也在寻找一些新的可能和创新我们也在挖掘一些新的应用领域;在生产工艺方面,我们也在不断的优化和提升。现在OTFT在低温环境中也不会降低它的性能,未来还可以结合Roll to Roll制程进行生产。”

在去年,FlexEnable通过将高性能有机薄膜晶体管与Merck的创新聚合物墙液晶技术进行结合,有机LCD甚至可按更复杂的曲面和形状进行弯曲。这些聚合物墙可以提高单元间隙控制,同时提供优良的显示性能,OLCD可在常规生产线上生产。

随着12.1英寸显示器的开发,FlexEnable已经证实了OLCD技术的可扩展性。

虽然LCD是当前市场上占主导地位的最可靠的显示技术,但基于玻璃基板的液晶显示器无法满足诸如汽车、消费电子以及可穿戴设备等新应用对柔性,坚固性及厚度的要求。

从研发到批量成产

FlexEnable已经在市场中走过十几个年头了,公司是原Plastic Logic公司员工利用了剑桥的技术而建立,通过进一步开发和完善Plastic Logic的柔性晶体管平台,使它可以形成用于LCD和OLED显示器的有源背板,并将应用范围扩大到图像传感器和其它构建在0.25毫米弯曲半径柔性塑料上的集成电路。

“FlexEnable在低成本整体性塑料LCD方面的突破开辟了多项激动人心的创新途径,让LCD变得更薄、更具柔性,提高了产量,降低了成本。未来FlexEnable可将其应用于汽车、消费电子产品与数字标牌等应用中,也将会为设计师和市场提供真正的新型显示器形状,从而为终端产品带来更多可能。”

这项技术的核心应用是基于塑料基板的柔性显示器和传感器,以带来包括消费电子、手机、可穿戴设备、汽车、医疗和安全等各种行业的产品创新。FlexEnable的客户包括OEM厂商,零件制造商和材料供应商。他们可以为客户提供系统的产品服务计划,包括:ProductEnable , MaterialsEnable等。

FlexEnable的目标不仅仅是要应用在平板显示上,还设计通过柔性性能将产品包裹在圆柱体之类的异型物体上。因为它的重量非常轻薄,即使尺寸不断扩大,其的技术能够承受它巨大的面积和重量。

目前,FlexEnable已经在跟很多工厂接洽,通过各项评估,确定实际应用是否可行后便可投入生产。目前有一些很有潜力的应用,比如车载显示、智能家居和商用显示都可以广泛得到应用。

信利与FlexEnable签署了相关技术转让与许可协议后,其计划在2018年将OLCD批量应用于信利柔性显示产品的生产中。

“我们和信利的合作非常顺利,我们在接下来的几个月会发布一系列的样品,信利也会在今年年底开始批量出货,在明年年初或者早些时候,信利会在他们的5代线上生产。”

FlexEnable和信利之间的合作并不具有排他性,但是他们现在最重要的还是需要确保信利取得成功,因为后面还有很多客户在排队等待那些量产出货的产品。

据OLEDindustry了解,FlexEnable在剑桥拥有样品实验生产线,他们在生产线上开发相应的工艺流程,再在生产线上做验证。

为了集成到新一代产品当中,FlexEnable已经向战略合作伙伴提供大小不一的显示雏形,目前已经为下游应用合作方提供小尺寸和大尺寸的显示样品,以开发新一代的应用产品。

并且,FlexEnable设计的生产工艺流程,完全可以和现有的TFT、LCD的生产线兼容,增加附加值,生产新的产品。FlexEnable不仅是开创了国际上第一个柔性电子技术平台,他们也是目前唯一一家实现OTFT技术转让(从实验室到生产线)并且已经生产出实质产品的公司。

“对于这个市场,我非常有信心”

对于全球显示行业的发展和进步,Chuck是非常肯定的。

“对于这个市场的增长和成长,我是非常非常有信心的,同时我认为中国市场在其间也扮演着非常重要的角色。”

Chuck认为,目前在设计方面各种显示面板面临的最大的约束就是形态。如果可以突破现有形态,那么将会有更酷的产品出现在市场上,这对于显示行业来说是一个非常大的技术提升的空间。

“我们希望能够将柔性显示应用在更多的电子产品上,使其更具延展性和随意性,希望不止用在显示屏上,还包括用在一些传感器上面。中国的市场非常大,接下来这里也将是第一个批量生产OLCD的国家,所以我也是非常看好整个中国在未来显示市场的表现。”