Elastyczna technologia dla dużych wyświetlaczy E-papierowych
2025-08-27
Abstrakt
Aby zrealizować elastyczny e-papier o dużych rozmiarach, istnieją kluczowe kwestie technologiczne związane z elastycznym procesem, takie jak metoda przenoszenia i stabilność termiczna podłoża i urządzenia. W związku z tym opracowano nową metodę przenoszenia z wykorzystaniem grubych stali nierdzewnej podłoży (STS430) przygotowanych z wielowarstwowymi barierami, wraz z techniką wytrawiania tylnej strony w celu wykorzystania obecnej infrastruktury LCD. Opracowano również proces w stosunkowo wysokiej temperaturze 250 °C w celu uzyskania niezawodnych amorficznego krzemu podkładek z cienkowarstwowymi tranzystorami. Następnie z powodzeniem zademonstrowaliśmy elastyczny wyświetlacz e-papieru w rozmiarze A3 ze zintegrowanymi obwodami sterownika bramek za pomocą tranzystorów cienkowarstwowych na elastycznym panelu i proponujemy metodę łączenia w celu wdrożenia wyświetlaczy e-papieru o przekątnej 40 cali i większej.
Wprowadzenie
Elastyczne wyświetlacze przyciągnęły dużą uwagę jako wyświetlacze nowej generacji ze względu na swoje ultra-smukłe, lekkie, trwałe i podatne właściwości [1], [2]. Aby wyprodukować elastyczne wyświetlacze, opracowano elastyczne arkusze, takie jak tworzywa sztuczne i folie metalowe, zamiast szkła jako materiału podłoża. Podłoża z tworzyw sztucznych mają zalety w postaci przezroczystości, lekkości, a nawet możliwości zwijania, ale występują problemy z niską temperaturą zeszklenia i przenikaniem wilgoci. W związku z tym podłoże z tworzywa sztucznego było wstępnie wyżarzane, aby umożliwić skurcz przed rozpoczęciem konwencjonalnego procesu a-Si TFT (tranzystor cienkowarstwowy z amorficznego krzemu) ze względu na rozszerzalność cieplną i skurcz podczas procesu termicznego TFT. Z drugiej strony, metalowe podłoże ma więcej zalet niż inne elastyczne podłoża złożone z materiałów organicznych pod względem stabilności procesu w stosunkowo wysokiej temperaturze, doskonałej stabilności wymiarowej i dobrych właściwości barierowych w stosunku do tlenu i wilgoci [3]. Dlatego może być używane do produkcji tranzystorów bez wstępnej obróbki, takiej jak wstępne wyżarzanie i enkapsulacja. Zgłoszono wiele interesujących i technicznie zaawansowanych prototypów elastycznych wyświetlaczy z wykorzystaniem folii STS (stal nierdzewna) [4], [5], [6], [7], co sprawia, że mamy oczekiwania wobec produktów z elastycznymi wyświetlaczami w najbliższej przyszłości. Opracowaliśmy również różne elastyczne AMEPD (wyświetlacz elektroniczny z aktywną matrycą) na tej folii STS z wykorzystaniem folii z tuszem elektroforetycznym od 2005 roku [8], [9].
Aby użyć folii STS jako elastycznego podłoża, należy opracować proces „łączenia-rozłączania” w celu wdrożenia elastycznych wyświetlaczy z wykorzystaniem obecnej infrastruktury LCD, gdzie cienkie podłoże STS było najpierw łączone z szklanym podłożem za pomocą materiału klejącego, a następnie przenoszone z szklanym podłożzem. Po zakończeniu wszystkich procesów TFT, szkło nośne zostało uwolnione w procesie rozłączania. Tutaj istnieje ograniczenie temperatury procesu ze względu na właściwości termiczne organicznej warstwy klejącej między szkłem nośnym a cienką folią metalową, więc musimy wyprodukować TFT w niższej temperaturze poniżej 200 °C, co skutkuje słabą stabilnością urządzenia przełączającego. Ponadto nie opracowano jeszcze elastycznego wyświetlacza o dużej powierzchni powyżej rozmiaru A4 (14 cali) ze względu na problemy z elastycznym procesem, takie jak trudności w przenoszeniu dużych elastycznych podłoży w linii Gen. 2 (370 mm × 470 mm) i powyżej, wiele wad procesowych (łuszczenie się, cząstki itp.) i wady powierzchniowe samego podłoża STS. Co więcej, nie jest łatwo zastosować zintegrowaną technologię GIP (Gate driver In the Panel) w celu zwiększenia elastyczności wyświetlacza ze względu na słabą wydajność TFT na STS przeprowadzonym poniżej 200 °C.
Dlatego solidne procesy podkładek są niezbędne z punktu widzenia rozwoju i produkcji elastycznego wyświetlacza. W tym artykule opisujemy nasz tak zwany „proces pojedynczej płyty” oparty na konwencjonalnych procesach a-Si TFT w celu rozwiązania problemów z elastycznym procesem na STS w celu wytworzenia wyświetlacza e-papieru o dużych rozmiarach i poprawy wydajności elastycznych TFT na nim, odpowiednich do zastosowania technologii GIP. Następnie zademonstrowano prototyp AMEPD w rozmiarze A3 (~19 cali) wyprodukowany z obecną infrastrukturą a-Si TFT.
Fragmenty sekcji
Produkcja elastycznej podkładki
Stosunkowo grubą płytę STS 430 zamiast cienkiej folii STS 304 użyto jako podłoża, aby zastosować proste procesy bez użycia szkieł nośnych i dodatkowej warstwy klejącej. Ta gruba STS umożliwiła nam stabilne przenoszenie jej w konwencjonalnej linii Gen. 2 jako podłoża szklane, ponieważ ma prawie ten sam promień gięcia co podłoże szklane. Ponadto możemy uruchomić próbkę zaledwie z początkowym procesem czyszczenia i zastosować proces w wysokiej temperaturze, ponieważ nie ma warstwy klejącej,
Wydajność tranzystora
Krzywe przenoszenia elastycznego TFT wyprodukowanego w temperaturze 250 °C na STS pokazano na rys. 3(a) ze zmiennymi napięciami Vds. Początkowa właściwość a-Si:H TFT na STS jest oznaczona szarą krzywą, podczas gdy niebieska i czerwona krzywa reprezentują właściwości elektryczne odpowiednio po obróbce cieplnej i naprężeniu temperaturowym (BTS). Ten elastyczny TFT wykazuje równoważne wyniki ze standardowymi a-Si:H TFT w temperaturze 350 °C na szkle, jak pokazano na rys. 3(b). Charakterystyki elektryczne tego a-Si TFT wyprodukowanego w temperaturze
Wnioski
Przygotowanie metalowego podłoża foliowego do produkcji elastycznego wyświetlacza AMEPD jest wymagającym procesem, który obejmuje powlekanie grubą warstwą wyrównującą w celu zmniejszenia chropowatości powierzchni i zapobiegania uszkodzeniom chemicznym podczas procesu TFT. Ze względu na ograniczenie temperatury procesu przy użyciu metody łączenia-rozłączania do transportu podłoża, niezawodność a-Si TFT wyprodukowanego poniżej 200 °C wykazuje raczej słabą stabilność urządzenia pod wpływem naprężenia temperaturowego. Aby zwiększyć temperaturę procesu i
Podziękowania
Autorzy chcieliby podziękować wszystkim członkom zespołu R&D za pełne wsparcie i współpracę w tej pracy.
Elastyczna technologia dla dużych wyświetlaczy E-papierowych
2025-08-27
Abstrakt
Aby zrealizować elastyczny e-papier o dużych rozmiarach, istnieją kluczowe kwestie technologiczne związane z elastycznym procesem, takie jak metoda przenoszenia i stabilność termiczna podłoża i urządzenia. W związku z tym opracowano nową metodę przenoszenia z wykorzystaniem grubych stali nierdzewnej podłoży (STS430) przygotowanych z wielowarstwowymi barierami, wraz z techniką wytrawiania tylnej strony w celu wykorzystania obecnej infrastruktury LCD. Opracowano również proces w stosunkowo wysokiej temperaturze 250 °C w celu uzyskania niezawodnych amorficznego krzemu podkładek z cienkowarstwowymi tranzystorami. Następnie z powodzeniem zademonstrowaliśmy elastyczny wyświetlacz e-papieru w rozmiarze A3 ze zintegrowanymi obwodami sterownika bramek za pomocą tranzystorów cienkowarstwowych na elastycznym panelu i proponujemy metodę łączenia w celu wdrożenia wyświetlaczy e-papieru o przekątnej 40 cali i większej.
Wprowadzenie
Elastyczne wyświetlacze przyciągnęły dużą uwagę jako wyświetlacze nowej generacji ze względu na swoje ultra-smukłe, lekkie, trwałe i podatne właściwości [1], [2]. Aby wyprodukować elastyczne wyświetlacze, opracowano elastyczne arkusze, takie jak tworzywa sztuczne i folie metalowe, zamiast szkła jako materiału podłoża. Podłoża z tworzyw sztucznych mają zalety w postaci przezroczystości, lekkości, a nawet możliwości zwijania, ale występują problemy z niską temperaturą zeszklenia i przenikaniem wilgoci. W związku z tym podłoże z tworzywa sztucznego było wstępnie wyżarzane, aby umożliwić skurcz przed rozpoczęciem konwencjonalnego procesu a-Si TFT (tranzystor cienkowarstwowy z amorficznego krzemu) ze względu na rozszerzalność cieplną i skurcz podczas procesu termicznego TFT. Z drugiej strony, metalowe podłoże ma więcej zalet niż inne elastyczne podłoża złożone z materiałów organicznych pod względem stabilności procesu w stosunkowo wysokiej temperaturze, doskonałej stabilności wymiarowej i dobrych właściwości barierowych w stosunku do tlenu i wilgoci [3]. Dlatego może być używane do produkcji tranzystorów bez wstępnej obróbki, takiej jak wstępne wyżarzanie i enkapsulacja. Zgłoszono wiele interesujących i technicznie zaawansowanych prototypów elastycznych wyświetlaczy z wykorzystaniem folii STS (stal nierdzewna) [4], [5], [6], [7], co sprawia, że mamy oczekiwania wobec produktów z elastycznymi wyświetlaczami w najbliższej przyszłości. Opracowaliśmy również różne elastyczne AMEPD (wyświetlacz elektroniczny z aktywną matrycą) na tej folii STS z wykorzystaniem folii z tuszem elektroforetycznym od 2005 roku [8], [9].
Aby użyć folii STS jako elastycznego podłoża, należy opracować proces „łączenia-rozłączania” w celu wdrożenia elastycznych wyświetlaczy z wykorzystaniem obecnej infrastruktury LCD, gdzie cienkie podłoże STS było najpierw łączone z szklanym podłożem za pomocą materiału klejącego, a następnie przenoszone z szklanym podłożzem. Po zakończeniu wszystkich procesów TFT, szkło nośne zostało uwolnione w procesie rozłączania. Tutaj istnieje ograniczenie temperatury procesu ze względu na właściwości termiczne organicznej warstwy klejącej między szkłem nośnym a cienką folią metalową, więc musimy wyprodukować TFT w niższej temperaturze poniżej 200 °C, co skutkuje słabą stabilnością urządzenia przełączającego. Ponadto nie opracowano jeszcze elastycznego wyświetlacza o dużej powierzchni powyżej rozmiaru A4 (14 cali) ze względu na problemy z elastycznym procesem, takie jak trudności w przenoszeniu dużych elastycznych podłoży w linii Gen. 2 (370 mm × 470 mm) i powyżej, wiele wad procesowych (łuszczenie się, cząstki itp.) i wady powierzchniowe samego podłoża STS. Co więcej, nie jest łatwo zastosować zintegrowaną technologię GIP (Gate driver In the Panel) w celu zwiększenia elastyczności wyświetlacza ze względu na słabą wydajność TFT na STS przeprowadzonym poniżej 200 °C.
Dlatego solidne procesy podkładek są niezbędne z punktu widzenia rozwoju i produkcji elastycznego wyświetlacza. W tym artykule opisujemy nasz tak zwany „proces pojedynczej płyty” oparty na konwencjonalnych procesach a-Si TFT w celu rozwiązania problemów z elastycznym procesem na STS w celu wytworzenia wyświetlacza e-papieru o dużych rozmiarach i poprawy wydajności elastycznych TFT na nim, odpowiednich do zastosowania technologii GIP. Następnie zademonstrowano prototyp AMEPD w rozmiarze A3 (~19 cali) wyprodukowany z obecną infrastrukturą a-Si TFT.
Fragmenty sekcji
Produkcja elastycznej podkładki
Stosunkowo grubą płytę STS 430 zamiast cienkiej folii STS 304 użyto jako podłoża, aby zastosować proste procesy bez użycia szkieł nośnych i dodatkowej warstwy klejącej. Ta gruba STS umożliwiła nam stabilne przenoszenie jej w konwencjonalnej linii Gen. 2 jako podłoża szklane, ponieważ ma prawie ten sam promień gięcia co podłoże szklane. Ponadto możemy uruchomić próbkę zaledwie z początkowym procesem czyszczenia i zastosować proces w wysokiej temperaturze, ponieważ nie ma warstwy klejącej,
Wydajność tranzystora
Krzywe przenoszenia elastycznego TFT wyprodukowanego w temperaturze 250 °C na STS pokazano na rys. 3(a) ze zmiennymi napięciami Vds. Początkowa właściwość a-Si:H TFT na STS jest oznaczona szarą krzywą, podczas gdy niebieska i czerwona krzywa reprezentują właściwości elektryczne odpowiednio po obróbce cieplnej i naprężeniu temperaturowym (BTS). Ten elastyczny TFT wykazuje równoważne wyniki ze standardowymi a-Si:H TFT w temperaturze 350 °C na szkle, jak pokazano na rys. 3(b). Charakterystyki elektryczne tego a-Si TFT wyprodukowanego w temperaturze
Wnioski
Przygotowanie metalowego podłoża foliowego do produkcji elastycznego wyświetlacza AMEPD jest wymagającym procesem, który obejmuje powlekanie grubą warstwą wyrównującą w celu zmniejszenia chropowatości powierzchni i zapobiegania uszkodzeniom chemicznym podczas procesu TFT. Ze względu na ograniczenie temperatury procesu przy użyciu metody łączenia-rozłączania do transportu podłoża, niezawodność a-Si TFT wyprodukowanego poniżej 200 °C wykazuje raczej słabą stabilność urządzenia pod wpływem naprężenia temperaturowego. Aby zwiększyć temperaturę procesu i
Podziękowania
Autorzy chcieliby podziękować wszystkim członkom zespołu R&D za pełne wsparcie i współpracę w tej pracy.