華南理工大學(xué)教授彭俊彪：用Ln-IZO攻破國(guó)外IGZO技術(shù)壁壘
不管是LCD，還是OELD，都與TFT技術(shù)擁有密切的聯(lián)系，所以TFT驅(qū)動(dòng)技術(shù)是顯示技術(shù)的基礎(chǔ)。新一代顯示正在往大尺寸、高分辨率、快速響應(yīng)速度、高對(duì)比度、柔性和超薄方向發(fā)展，這就對(duì)TFT技術(shù)提出更高的要求——高遷移率、高可靠性、低成本、耐彎折。
目前，TFT有a-Si、Oxide和LTPS三種制備工藝流程，其中Oxide TFT作為新一代TFT技術(shù)，具有可大面積制備、抗彎折特性好、成本低、容易集成等優(yōu)勢(shì)，在新型顯示、柔性電子及IC、Sensor等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
但 是傳統(tǒng)的IGZO材料體系為國(guó)外發(fā)明，國(guó)內(nèi)不掌握專(zhuān)利，而且其遷移率偏低，穩(wěn)定性有待提升。華南理工大學(xué)教授彭俊彪說(shuō)：“我們?cè)趽诫s稀土的IZO材料體系 方面取得了突破，開(kāi)發(fā)了機(jī)遇鑭系稀土(Ln)的新型IZO靶材(Ln-IZO)配方。Ln-IZOTFT綜合性能可以滿足驅(qū)動(dòng)AMOLED的要求。”
而 且BCE(Back Channel Etch：反向通道蝕刻)這種新型結(jié)構(gòu)通過(guò)特殊的辦法保護(hù)有源層，工藝制程簡(jiǎn)單，接觸電阻低、成本降低，是目前工業(yè)界急需的技術(shù)。彭俊彪指出，BCE結(jié)構(gòu) 受重視，是因?yàn)锽CE結(jié)構(gòu)在材料品類(lèi)選擇上下了一些工夫，它在實(shí)現(xiàn)高分辨率和超高分辨率的時(shí)候優(yōu)勢(shì)非常明顯。我們把握BCE結(jié)構(gòu)材料體系，結(jié)合自身的工 藝，做出了BCE Oxide TFT。新型BCE Oxide TFT優(yōu)勢(shì)非常明顯，低成本并且與現(xiàn)有工藝兼容性高，遷移率、穩(wěn)定性等方面達(dá)到或超過(guò)ESL(Etch Stop Layer：腐蝕停止層)結(jié)構(gòu)性能，同時(shí)還可以減少背光遮擋進(jìn)而降低功耗。
據(jù)了解，沿著Oxide TFT技術(shù)路線，華南理工大學(xué)在2011年的時(shí)候成功開(kāi)發(fā)出第一個(gè)氧化物TFT驅(qū)動(dòng)的AMOLED顯示屏。緊接著，我們采用Oxide TFT作為背板，優(yōu)化設(shè)計(jì)透明電極，實(shí)現(xiàn)透明顯示，透明顯示的透光率達(dá)到30%以上。2013年華南理工大學(xué)又做出國(guó)內(nèi)第一個(gè)全彩色、柔性AMOLED顯 示屏。同時(shí)，華南理工大學(xué)自主研發(fā)的Ln-IZOTFT技術(shù)，遷移率可達(dá)40cm2/Vs;功耗低，可以與LTPS TFT相比擬。此外，華南理工大學(xué)在柔性AMOLED顯示屏取得了比較大的進(jìn)展，提高了其使用壽命。
但是大尺寸OLED一直是個(gè)難點(diǎn)，目 前業(yè)界比較關(guān)注印刷顯示技術(shù)的進(jìn)展。彭俊彪說(shuō)，回顧液晶顯示技術(shù)，我們可以看到產(chǎn)線不斷提高，面板的面積越做越大，廠商也隨之?dāng)U大，大尺寸面板成為一大趨 勢(shì)。從印刷顯示技術(shù)來(lái)看，有沒(méi)有可能從TFT到OLED全部用印刷工藝來(lái)做呢?這是一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)，也是一個(gè)新的挑戰(zhàn)，需要進(jìn)行一些探索。我們?cè)?OLED方面做過(guò)很大的嘗試，早在2005年我們就采用印刷的方法做OLED，華南理工大學(xué)用的一些材料就能實(shí)現(xiàn)高清的輸入。
在OLED 上用噴墨打印的技術(shù)，墨水非常關(guān)鍵，因?yàn)槿绻麏A層式的結(jié)果有針孔存在，顯示的性能、穩(wěn)定性等就無(wú)法保證，所以把薄膜做得均勻的工藝顯得尤為重要。為了解決 這個(gè)問(wèn)題，彭俊彪認(rèn)為，可以從三個(gè)方面進(jìn)行努力，第一是從結(jié)構(gòu)上調(diào)整發(fā)光材料，第二是控制好配置，第三是控制好基板界面。目前，我們把像素做成條狀結(jié)構(gòu)， 一方面提高了打印效果，另一方面提高了良品率。通過(guò)多方面的工藝調(diào)整以及襯底表面處理，華南理工大學(xué)現(xiàn)在可以做到160PPI。但是如果要加上 TFT，AMOLED用噴墨打印的方法做，現(xiàn)在看來(lái)起來(lái)有些問(wèn)題。彭俊彪說(shuō)：“這與墨水的材料有關(guān)，我們現(xiàn)在的材料體系主要做的是藍(lán)光，因?yàn)樗{(lán)光和紅光雖 然蒸鍍材料很多，但能用在噴墨打印上還是一個(gè)挑戰(zhàn)，所以在材料體系上還需要改進(jìn)。”
