談談有機薄膜晶體管液晶顯示技術
TFT-LCD是薄膜晶體管液晶顯示器。TFT-LCD技術是微電子技術與液晶顯示器技術巧妙結合的一種技術。人們利用在Si上進行微電子精細加工的技術,移植到在大面積玻璃上進行TFT陣列的加工,再將該陣列基板與另一片帶彩色濾色膜的基板,利用與業(yè)已成熟的LCD技術,形成一個液晶盒相結合,再經過后工序如偏光片貼覆等過程,最后形成液晶顯示器(屏)。
OTFT-LCD
OTFT-LCD是有機薄膜晶體管液晶顯示器。傳統(tǒng)的TFT-LCD受材料的影響,只能以平面方式顯示,無法做到很有彈性的彎曲顯示。OTFT-LCD由于使用有機材料,具有可彎曲顯示的特點,因此不但耐沖擊,而且重量輕
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2006年12月,中國科學院長春應用化學所承擔的“有機TFT器件研究”項目通過驗收?!坝袡CTFT器件”全稱是“有機薄膜晶體管液晶顯示器(OTFT-LCD)”。OTFT的出現,將對現有非晶硅TFT形成有力競爭是不言而喻的。不僅如此,它還將是新一代柔性顯示的核心技術,使用柔性顯示技術制造的顯示屏可以像畫布一樣卷曲,并可能像液晶顯示器一樣成為未來顯示器世界的重要一員。OTFT研究的突破,使TFT技術遭遇前所未有的挑戰(zhàn),但是OTFT能否掀起顯示領域新一輪技術革命,還要看其是否能夠順利實現產業(yè)化。
OTFT器件研究取得突破
傳統(tǒng)的TFT-LCD受材料的影響,只能以平面方式顯示,無法做到很有彈性的彎曲顯示。相對的,OTFT-LCD由于使用有機材料,具有可彎曲顯示的特點,因此不但耐沖擊,而且重量輕、體積小。這項技術的突破,不僅改變了顯示器的外觀,應用環(huán)境也因此大為擴展且多樣化。同時,采用類似于報紙印刷工藝的卷帶式工藝將顯示器印刷在塑料薄片上,可極大地降低生產成本。
中國科學院長春應用化學所專家閆東航介紹說,OTFT的特點一是與TFT相比成本低,二是可以實現柔性顯示,目前OTFT最大的缺點是材料的遷移率比較低,穩(wěn)定性比較差。
盡管OTFT在性能和穩(wěn)定性等方面還無法與傳統(tǒng)的無機晶體管相比,但它具有質輕、價廉、柔韌性好的優(yōu)點,在各種顯示裝置以及存儲器件方面顯示了較好的應用前景。國際上開展OTFT研究已近20年,但如何設計與加工高功能的器件、如何降低加工工藝成本、如何合成兼具高遷移率與環(huán)境穩(wěn)定性的有機半導體材料等,一直是研究瓶頸。
中國科學院長春應用化學所專家閆東航在接受記者采訪時介紹說,他們的研究項目針對OTFT綜合性能提高和OTFT-LCD集成的需要,采用有機半導體金屬酞菁和新型器件結構,對提高遷移率、穩(wěn)定性和集成加工工藝進行了有成效的探索和研究?!敖饘偬际呛芊€(wěn)定的材料,但遷移率低,我們選擇在穩(wěn)定的材料上提高遷移率的辦法研發(fā)產品,達到了目前這一比較理想的狀態(tài),遷移率達到0.2cm2/Vs,完全可以與目前的非晶硅TFT媲美。歷經多年的努力,我們在顯示器件加工工藝、有機薄膜制備、材料合成關鍵環(huán)節(jié)上都取得了突破?!?
專家認為,研發(fā)OTFT主要的原因是信息技術的發(fā)展對新技術提出了更高的要求。無論是現有的市場還是今后一些潛在的市場以及特殊行業(yè)的需求,對新的顯示技術都提出了更高的要求,實際上國外也一直在研究OTFT技術,但都沒有特別大的突破。
天津理工大學理學院院長印壽根在接受記者采訪時強調,OTFT可以說是引領下一代信息顯示的一次革命的技術,其應用前景非常廣泛,雖然國外報道很少,但我們可以通過航空航天以及軍事領域的產品,推測出國外已經在應用了,但商業(yè)化應用還沒有?!爸袊茖W院長春應用化學所一直在做這方面的研究,這次通過鑒定表現出來的局部的指標,應該說在國際上也是領先的,所以對中科院長春應用化學所的研究結果,我認為其產生的作用是毋庸置疑的,今后如果產業(yè)化,對市場的拉動作用也是沒有問題的?!庇鄹鶑娬{。
應用可從低端產品切入
記者在采訪中了解到,到目前為止,OTFT在國際上也屬于前沿技術,有人認為這一技術的產業(yè)化離我們還很遙遠,對此,印壽根認為,這個問題要從兩方面看,一方面是因為這一技術太前沿了,國際上到目前為止還沒有進入到普通的商業(yè)化應用,報道這一領域發(fā)展狀況的文章也很少,從指標上我們還看不到商業(yè)化的應用,這也就影響了我們對這一問題的判斷。另一方面,目前傳統(tǒng)技術的應用非常強勢
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OTFT現在的作用很明顯,更重要的是未來的作用更是不可估量。印壽根認為,開拓應用市場可能是科研人員和技術人員的弱項,因此必須要與生產廠家聯合起來,OTFT的應用可以從簡單的低端產品切入,比如視頻應用,如手機、數碼相機、MP3、MP4等,這些應用要求不是很高,完全可以打進去。OTFT有很多新的特點,超薄、省電、邏輯開關清晰、溫度要求低,如果生產穩(wěn)定,完全可以應用于LCD中。我們知道TFT工藝復雜,價格高,如果OTFT替代TFT用在液晶中,那么價格就可以下降很多。另外,OTFT最適合的應用就是柔性顯示。
作為新的技術,到目前為止,我國在研發(fā)方面并不落后,可以說還具有很多優(yōu)勢,如何發(fā)揮我們的優(yōu)勢更加科學地發(fā)展,印壽根認為,從大的層面講,國家的技術創(chuàng)新要做更高層次的規(guī)劃,“我們在做科技創(chuàng)新時膽子不夠大,或說還是延續(xù)了以前的思路,比如,LED照明投了很多錢,我認為,很有可能成為液晶的翻版、CPU的翻版,為什么這樣講,因為LED的核心技術并沒有掌握在我們的手中,我們只是做一些下游的封裝,實際上這樣做毫無意義,但是各地方還在拼命投錢,真正在做技術創(chuàng)新的,比如有機LED我們反而不投錢。如果OTFT的技術指標達到了現在報道的要求,在工藝的中試生產線中達到了要求穩(wěn)定性和可*性,進一步到產業(yè)化的生產線上,我覺得這是真正的科技創(chuàng)新的內涵的體現,這才有意義,才有生命力。”印壽根強調。
資金與政策支持很重要
OTFT正在邁入實用化階段,整體而言,國際上在柔性電子領域的研究尚在起步階段,擁有極大的技術突破和專利申請空間。對此,天津理工大學理學院院長印壽根希望國家對這一技術引起關注?!翱萍紕?chuàng)新需要長期的投入,不能今天種個東西,明天就要摘果子,希望通過各方努力,使我們的科技創(chuàng)新發(fā)展走上健康的發(fā)展道路?!?
中國科學院長春應用化學所專家閆東航強調,除了資金和人才,國家發(fā)展策略很重要,對于新技術產業(yè),國家如何導向,如何支持技術創(chuàng)新很重要。
目前國際上擁有非常強大的研發(fā)實力的公司并沒有在這方面有什么動作,對此,閆東航認為,產業(yè)發(fā)展周期決定了他們不會大規(guī)模上這一技術,像鋼鐵是60年一個周期,你剛建起來一個鋼廠,不可能把鋼爐推了重新上新鋼號,所以目前技術能力比較強的這些企業(yè),比如三星,他會研究這一技術,但他不會推翻他的非晶硅技術,他投了上千億美元,他能輕易推翻嗎,所以只有新企業(yè)才會去做這些事,只有沒有TFT技術的國家才去做這件事,“我們做了8年的時間,在基本器件結構、原材料、基本工藝等方面都做了全面的創(chuàng)新,我們擁有20多項專利,圍繞這一系統(tǒng)進行了全面的知識產權覆蓋。”閆東航說。
“目前國際上飛利浦公司以及日本、韓國等公司都在關注這一技術,他們采用的工藝路線是印刷路線,我們沒有采用印刷路線,而是走了蒸發(fā)的路線,是與傳統(tǒng)工藝兼容的技術路線,這樣可生產性比較好?!遍Z東航介紹。
同時,閆東航強調:“我們現在做液晶的過程是一個追趕的過程,我們現在做5代線而人家已經做8代了,我們原材料的價格與產品的銷售價格比較接近,利潤空間比較小,所以現有5代線的企業(yè)都非常困難,如果采用新的技術,無論是在知識產權上,還是在產品的價格方面,都具有非常強的競爭優(yōu)勢。”
就整個OTFT技術發(fā)展來看,還處在即將
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