论文部分内容阅读
近年来,柔性显示技术发展日新月异。柔性有源矩阵有机发光二极管（active-matrix organic light emitting diode,AMOLED）显示技术由于具有快响应、广视角、宽色域和超便携等特性而受到广泛关注。聚酰亚胺（polyimide,PI）是现有聚合物中耐温性最好的一类材料,拥有优良的化学稳定性和力学性能,因此被认为是极具应用潜力的一类柔性衬底材料。本文根据器件需要总结了聚酰亚胺衬底用于柔性AMOLED显示领域应具备的性能。针对聚酰胺酸的缩聚脱水过程,研究了软烘工艺对PI性能的影响,通过优化环化条件实现了高性能PI衬底的制备。为提高热酰亚胺化效率,研究了红外热辐射对聚酰胺酸酰亚胺化的影响。针对PI与玻璃载体基板在TFT工艺过程中界面粘附性较大进而导致的柔性显示屏解离困难的问题,研究了不同解离层对PI衬底解离特性的影响,提出了一种可承受较高工艺温度的低损伤力学解离方法。器件残余应力的释放容易导致超薄柔性AMOLED显示屏发生严重卷曲。本文根据斯托尼公式,采用曲率法表征了薄膜晶体管中各功能层的残余应力大小,研究了后处理工艺对薄膜残余应力的影响,获得了薄膜晶体管（thin-film transistor,TFT）器件中的残余应力分布情况,以及器件的自发卷曲半径的变化规律。基于简支梁结构,从理论上分析了柔性AMOLED显示屏发生残余应力释放导致的13种卷曲情况,并详细论述了其中代表性的卷曲行为的微观力学过程。最后总结出有效控制残余应力释放、抑制器件不受控卷曲的4种方法。针对柔性OLED器件的光取出效率较低问题。本文提出一种制作了带有光取出结构的超薄柔性PI衬底新方法,这种衬底可以有效提高光取出效率和CIE指数随观测角度变化的稳定性。透明PI衬底有着更高的折射率（PI:1.8,PC:1.58,PET:1.5）,PI衬底可更有效地将被限制在有机物/ITO模式中的光提取出来。利用超薄衬底可以减小光在衬底中横向传输距离,可以有效解决传统光取出结构显示器件中存在的图像严重模糊问题。相比于采用无光取出结构的透明PI衬底的柔性OLED器件,其电流效率在大视角条件下可获得1.7的增益,外量子效率增益为1.37,且器件在不同的视角下表现出了较好的色坐标稳定性（Δx=-0.006,Δy=0.002）。研制的柔性OLED在曲率半径为20毫米、弯折频率为1 Hz条件下弯折10000次以上,OLED的电流和归一化亮度的变化量小于±5%,展示出优异的抗弯折性能。本文研制了AMOLED显示的TFT背板关键工艺和相关科学问题。短沟道、高迁移率的金属氧化物半导体TFT阵列,有助于提高显示屏的分辨率,实现外围电路的集成和TFT器件的小型化。本文采用电感耦合等离子（inductive-coupled plasma,ICP）干法刻蚀技术制作背沟道刻蚀型（back channel etched,BCE）结构TFT。研究了ICP干法刻蚀技术中各关键工艺参数对源/漏金属钼的刻蚀速率、形貌以及均匀性的影响。通过X射线光电子能谱深入研究了SF6等离子体对NAIZO TFT有源层的影响。利用SiO2钝化层沉积过程中在有源层背沟道引入的OH-与间位氟原子之间形成电荷补偿效应,从而抑制了间位氟原子对载流子的俘获,最终制备出采用ICP干法刻蚀工艺制作的NAIZO TFT。为了实现更高的迁移率,本文在干法刻蚀工艺中引入双层有源层结构,通过优化背沟道半导体层有效抑制了SF6等离子体对前沟道的影响,首次制备出饱和迁移率为57cm2V-1s-1、阈值电压为0.46 V、亚阈值摆幅为0.137 V/dec、偏压稳定性优异的背沟道干法刻蚀型金属氧化物TFT。