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有机薄膜晶体管液晶显示技术浅析

2014-01-21 00:02
吃瓜天狼
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  TFT-LCD

  TFT-LCD是薄膜晶体管液晶显示器。TFT-LCD技术是微电子技术与液晶显示器技术巧妙结合的一种技术。人们利用在Si上进行微电子精细加工的技术,移植到在大面积玻璃上进行TFT阵列的加工,再将该阵列基板与另一片带彩色滤色膜的基板,利用与业已成熟的LCD技术,形成一个液晶盒相结合,再经过后工序如偏光片贴覆等过程,最后形成液晶显示器(屏)。

  OTFT-LCD

  OTFT-LCD是有机薄膜晶体管液晶显示器。传统的TFT-LCD受材料的影响,只能以平面方式显示,无法做到很有弹性的弯曲显示。OTFT-LCD由于使用有机材料,具有可弯曲显示的特点,因此不但耐冲击,而且重量轻、体积小。这项技术的突破,不仅改变了显示器的外观,应用环境也因此大为扩展且多样化。

  2006年12月,中国科学院长春应用化学所承担的“有机TFT器件研究”项目通过验收。“有机TFT器件”全称是“有机薄膜晶体管液晶显示器(OTFT-LCD)”。OTFT的出现,将对现有非晶硅TFT形成有力竞争是不言而喻的。不仅如此,它还将是新一代柔性显示的核心技术,使用柔性显示技术制造的显示屏可以像画布一样卷曲,并可能像液晶显示器一样成为未来显示器世界的重要一员。OTFT研究的突破,使TFT技术遭遇前所未有的挑战,但是OTFT能否掀起显示领域新一轮技术革命,还要看其是否能够顺利实现产业化。

  OTFT器件研究取得突破

  传统的TFT-LCD受材料的影响,只能以平面方式显示,无法做到很有弹性的弯曲显示。相对的,OTFT-LCD由于使用有机材料,具有可弯曲显示的特点,因此不但耐冲击,而且重量轻、体积小。这项技术的突破,不仅改变了显示器的外观,应用环境也因此大为扩展且多样化。同时,采用类似于报纸印刷工艺的卷带式工艺将显示器印刷在塑料薄片上,可极大地降低生产成本。

  中国科学院长春应用化学所专家闫东航介绍说,OTFT的特点一是与TFT相比成本低,二是可以实现柔性显示,目前OTFT最大的缺点是材料的迁移率比较低,稳定性比较差。

  尽管OTFT在性能和稳定性等方面还无法与传统的无机晶体管相比,但它具有质轻、价廉、柔韧性好的优点,在各种显示装置以及存储器件方面显示了较好的应用前景。国际上开展OTFT研究已近20年,但如何设计与加工高功能的器件、如何降低加工工艺成本、如何合成兼具高迁移率与环境稳定性的有机半导体材料等,一直是研究瓶颈。

  中国科学院长春应用化学所专家闫东航在接受记者采访时介绍说,他们的研究项目针对OTFT综合性能提高和OTFT-LCD集成的需要,采用有机半导体金属酞菁和新型器件结构,对提高迁移率、稳定性和集成加工工艺进行了有成效的探索和研究。“金属酞菁是很稳定的材料,但迁移率低,我们选择在稳定的材料上提高迁移率的办法研发产品,达到了目前这一比较理想的状态,迁移率达到0.2cm2/Vs,完全可以与目前的非晶硅TFT媲美。历经多年的努力,我们在显示器件加工工艺、有机薄膜制备、材料合成关键环节上都取得了突破。”

  专家认为,研发OTFT主要的原因是信息技术的发展对新技术提出了更高的要求。无论是现有的市场还是今后一些潜在的市场以及特殊行业的需求,对新的显示技术都提出了更高的要求,实际上国外也一直在研究OTFT技术,但都没有特别大的突破。

  天津理工大学理学院院长印寿根在接受记者采访时强调,OTFT可以说是引领下一代信息显示的一次革命的技术,其应用前景非常广泛,虽然国外报道很少,但我们可以通过航空航天以及军事领域的产品,推测出国外已经在应用了,但商业化应用还没有。“中国科学院长春应用化学所一直在做这方面的研究,这次通过鉴定表现出来的局部的指标,应该说在国际上也是领先的,所以对中科院长春应用化学所的研究结果,我认为其产生的作用是毋庸置疑的,今后如果产业化,对市场的拉动作用也是没有问题的。”印寿根强调。

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