大屏幕化的另一個(gè)關(guān)鍵在于發(fā)光元件的成膜工藝,F(xiàn)在正在研究的工藝大致可分為兩類:分涂RGB發(fā)光材料的方式;白色材料與RGB三色彩色濾光片組合的方式。
表2:有機(jī)EL元件的主要成膜方法(點(diǎn)擊放大)
目前正在量產(chǎn)的中小型有機(jī)EL面板是通過蔭罩蒸鍍法分涂低分子型發(fā)光材料制造的。但有看法認(rèn)為,使用蔭罩的方法難以確保亞像素的定位精度,在應(yīng)用到第4代玻璃底板時(shí)存在極限。而且,其材料利用率低,會(huì)導(dǎo)致成本增加。
于是作為便于實(shí)現(xiàn)面板大型化的方法,白色發(fā)光材料與彩色濾光片相組合的方式開始嶄露頭角。除長期采用該方式的柯達(dá)外,預(yù)定收購柯達(dá)有機(jī)EL業(yè)務(wù)的LG顯示器也在進(jìn)行試制之中。
面向大型化,柯達(dá)與LG顯示器正在開發(fā)白色有機(jī)EL材料與彩色濾光片相結(jié)合的有機(jī)EL面板。與RGB三色有機(jī)EL層各自成膜相比,其特點(diǎn)在于容易降低成本。
一般來說,使用彩色濾光片的方式無需分涂發(fā)光材料,因而最易于實(shí)現(xiàn)玻璃底板的大型化。但擴(kuò)大色彩表現(xiàn)范圍需要增加RGB三色材料成膜的厚度。而且,彩色濾光片會(huì)增加光吸收量,有損有機(jī)EL的優(yōu)勢(shì)之一的面板亮度指標(biāo)。這種情況下,要想獲得與分涂方式相同的亮度,就必須提高白色發(fā)光材料的亮度,這除了會(huì)增加功耗,還會(huì)縮短壽命。也就是說,色彩表現(xiàn)范圍的擴(kuò)大與功耗是此消彼長的矛盾關(guān)系。
柯達(dá)試制的8.1英寸產(chǎn)品在擴(kuò)大彩色濾光片的色彩表現(xiàn)范圍的同時(shí),解決了以上問題。試制品的色彩表現(xiàn)范圍高達(dá)NTSC比100%。對(duì)于功耗,柯達(dá)的辻村充滿自信:“如果使用最新白色材料,8.1英寸面板的功耗不足2W。而同尺寸液晶面板的功耗為2~4W左右,作為產(chǎn)品完全可以與其競爭”。另外,由于元件的構(gòu)造是光線從TFT一側(cè)射出的底部發(fā)光型,因此,彩色濾光片需要在TFT底板上形成。
這些特性的提高主要?dú)w功于兩個(gè)原因。一是在照明用途開發(fā)的帶動(dòng)下,白色材料的發(fā)光效率得到了大幅提升。柯達(dá)采用的白色材料電流轉(zhuǎn)換效率約為50cd/A,“自2007年起,每年的提升幅度為50%”(柯達(dá)辻村)。
另一個(gè)原因是采用了“W-RGBW”自主亞像素排列,并對(duì)驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行了改進(jìn)(圖10)。與使用傳統(tǒng)的RGB三色彩色濾光片相比,這種方式能夠兼顧低功耗化和色彩表現(xiàn)性能。
具體來說,該方式是把RGB和W(白)這四種亞像素作為1個(gè)像素來顯示彩色畫面的。由于W部分沒有濾光片,因此,顯示全白畫面時(shí),其功耗低于傳統(tǒng)方式。而且,顯示特定顏色時(shí)只需使用W與RGB三色中的兩色。其余一色可以不發(fā)光,有助于延長壽命。
圖10:利用RGBW四色彩色濾光片改善問題
柯達(dá)開發(fā)出了使用白色有機(jī)EL材料和RGBW四色彩色濾光片的有機(jī)EL面板(a)。與使用普通RGB三色彩色濾光片相比,該方法能夠兼顧低功耗化與色彩表現(xiàn)性(b)。本站根據(jù)該公司資料制作。(點(diǎn)擊放大)
印刷工藝也獲得進(jìn)展
另一個(gè)能夠應(yīng)用于大屏幕化的方法是使用印刷工藝。精工愛普生已成功試制了噴墨印刷高分子型有機(jī)EL材料的14英寸面板(圖11)。該面板使用住友化學(xué)的高分子型發(fā)光材料。通過適當(dāng)調(diào)節(jié)噴嘴噴出的墨水量,過去±3%以上的成膜厚度偏差縮小到了0.2%以下。
精工愛普生開發(fā)出了利用噴墨印刷制作有機(jī)EL層的技術(shù)。14英寸試制品的分辨率為60ppi,相當(dāng)于37英寸全高清面板。本站根據(jù)該公司資料制作。
試制面板的各有機(jī)EL元件構(gòu)層中,RGB三色發(fā)光層、中間層、空穴傳輸層等五層采用了噴墨法。其分辨率為60ppi,相當(dāng)于37英寸全高清(1920×1080像素)面板!坝袡C(jī)EL元件成膜的課題已基本得到了解決”(精工愛普生)。
尚未得到解決的還有藍(lán)色發(fā)光材料性能較低的問題,F(xiàn)在,“具備電視所需色彩表現(xiàn)范圍的藍(lán)色材料候選已經(jīng)出現(xiàn),延長材料壽命的方法正在研究之中。我們希望到2011年后能夠開始量產(chǎn)”(住友化學(xué)代表董事專務(wù)執(zhí)行董事技術(shù)及經(jīng)營策劃(技術(shù)及研究開發(fā))業(yè)務(wù)化推進(jìn)總監(jiān)中江清彥)。
此外,美國杜邦顯示器與大日本屏幕正在開發(fā)使用低分子型發(fā)光材料的印刷工藝。并且使用墨水呈線形流動(dòng)的“多噴頭打印機(jī)”技術(shù),試制了4.3英寸有機(jī)EL面板。其亮度不均現(xiàn)象為6%(±3%)。(全文完 記者:佐伯 真也)