高穿透微結構材料於OLED顯示器應用之介紹

 

刊登日期:2016/9/5
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隨著 OLED 科技的快速發展,可撓曲、可折疊與可拉伸 OLED 顯示器原型逐漸走出想像,甚至可能在未來幾年走向產品商業化。與傳統平面 OLED 顯示器不同,可撓曲裝置的設計必須具備抗彎曲及抗拉伸等能力,因此材料設計在未來 OLED 顯示器發展中扮演極為重要的角色。本文將針對微結構材料在未來可撓曲 OLED 顯示器扮演何種角色進行介紹,涵蓋的主題包括微結構抗環境光、高耐熱平坦層、高耐熱擋牆與 OLED 缺陷修補材料。

圖一、Flexible OLED之市場展望
 
微結構材料製程與其特性簡介
微結構材料的應用相當廣泛,除了在 MEMS、半導體等領域外,微結構在顯示器上的應用隨著研發速度如雨後春筍般快速冒出,本文將介紹之微結構材料,包括:① 抗環境光薄膜;② OLED用高耐熱平坦層微結構材料;③ 高耐熱擋牆材料;④ OLED缺陷修補材料。此四類材料皆設定於次世代 Flexible OLED 的應用,除了必備的高可撓性外,還需兼顧高穿透與低色偏等特性。
 
抗環境光微結構材料
傳統上 OLED 面板實際使用時,在高亮度的環境下,OLED 環境對比度會大幅下降,其原因在於 OLED 元件鋁電極具極高的反射率,導致在相同環境亮度下,OLED 顯示器對比度略遜於 LCD 顯示器。為此,抗環境光的解決方案勢必成為未來顯示器開發的重點技術之一,而目前常用抗環境技術以偏光片為主;但偏光片本質上有低穿透度、高膜厚(>100μm)等問題,導致在次世代顯示器如可撓 OLED 面板難以應用。有鑒於此,本技術以光學微結構設計的方式,模擬出新穎微結構薄膜,搭配開發之微結構與高折填平材料,將成為抗環境光之新解決方案。

高耐熱平坦層微結構材料
一般來說,LCD 顯示器所搭配的觸控技術包括外掛式技術如 OGS,與內嵌式技術如 In/On-cell。雖然 LCD 面板內嵌式技術逐漸發展成熟有取代外掛式技術的態勢;但 OLED 面板的興起使 OGS 等技術的發展也逐漸受到重視。

OGS 面板的製程是將黑色矩陣(BM)與觸控 Sensor 整合於保護玻璃的解決方案,如圖五所示。基本上,製程是由保護玻璃作為基板,接著微影製程製作黑色矩陣,再經過多道濺鍍製程製作 X、Y 軸雙向的 ITO 導線,最後再利用 OCA 膠將面板與觸控面板相互接著。



圖七、乾膜轉印製程
 
高耐熱擋牆微結構材料
壽命一直是可撓 OLED 必須克服的議題,主要原因在於一般可撓元件基板如 PET、PI 與玻璃相比,其阻水氧能力相差了數個數量級,而 OLED 中間的發光層材料極易受到水氣與氧氣影響,因此大多數可撓 OLED 元件會在基板上加入阻水阻氣層以增加元件封裝的效率。但一般阻水阻氣層僅能阻擋正向的水氧穿透,卻無側向阻水氧之技術,因此本技術著重於開發側向擋牆材料,期望可應用至可撓 OLED 元件上,以下將簡單介紹該材料的規格以及技術上的突破。
 
OLED 缺陷修補微結構材料
OLED 面板製程會經過多道 OLED 材料蒸鍍製程,其中少量微粒子汙染的問題仍難以解決,傳統上,在遇到這種不可預期的微粒子附著,導致後段封裝良率不佳時,最直觀的做法是……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
作者:賴昀佑、黃耀正、吳明宗、張德宜 / 工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」357期,更多資料請見下方附檔。


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