在設備級別，我們華林科納制造了像素間距為10μm（F IGURE 4）的OLED陣列，相當于2500 ppi。在這種情況下，一個重要的參數是對準精度，它定義了總顯示區(qū)域中有多少可用于發(fā)射。另一個限制是PDL（像素定義層）的分辨率，這是將OLED堆棧與底部接觸層分開的隔膜層。該層的分辨率限制了可以實現(xiàn)的最大開口，這相當于像素的光圈比 - 或用于OLED em ission的面積百分比。在這個例子中，“光致發(fā)光孔徑比”，或OLED島與像素區(qū)域的關系約為50%，這是通過小間距（<3μm）實現(xiàn)的。然而，“電致發(fā)光孔徑比”，即發(fā)光面積的關系，是25%，因為PDL面積和OLED島的必要重疊。假設最小線間距為1 μm，對于10 x 10 μm的亞像素，可以設想PL比為81%（9 x 9μm）和EL比為64%（8 x 8μm）。通過這種縮放，可以擴大陣列的可用面積，從而延長器件壽命（因為我們可以降低驅動電流密度），并減少或消除屏蔽門效應。

顯然， 在超高真空中中斷最佳沉積過程并將OLED堆棧暴露在光刻材料下會對器件性能產生影響。僅僅打破真空就會對使用壽命性能造成影響。此外，我們的初始工藝流程包括將煙囪暴露 在環(huán)境氣氛（空氣和濕度）中，因為我們一直在使用標準潔凈室設備。一開始，這種“最壞情況”導致了在圖案化后發(fā)射OLED的概念驗證，但毫不奇怪，器件壽命僅為few分鐘。在開發(fā)過程中，我們在三個方面進行了改進。首先，光刻膠系統(tǒng)不斷升級，使其與有機堆棧更加兼容。其次，工藝流程已選擇可視化，以減少工藝參數對設備性能的影響。第三，OLED堆棧已經過穩(wěn)健性調整，例如為最關鍵的接口引入了額外的保護層。所有這些操作導致設備在 1000 尼特亮度下長達數百小時。由于在這項技術的準備過程中，壽命是主要關注點，因此這是一項持續(xù)的努力，旨在將所有參數提高到行業(yè)可接受的水平。

在提高性能的同時，我們一直在開發(fā)一種使用光刻技術對多色陣列進行圖案化的途徑。在這種情況下，主要挑戰(zhàn)是保護前一個“顏色”（OLED堆棧），同時對下一個“顏色”進行圖案化。一旦滿足了這一條件，就可以實現(xiàn)具有多個堆棧的并排陣列 - 并且，這不僅限于光發(fā)射器。例如，在紅-綠-藍OLED旁邊，可以制造一個有機光探測器子像素，以增加顯示器的功能。在制造方面，前面板的每種“顏色” 都將以類似于背板每層的方式制造。

在我們最近的工作中，我們制造了一個2色無源OLED顯示器，這個原型在Touch Taiwan 2017 exhibition上進行了演示（圖5）。1400 x 1400 像素陣列的子像素間距為 10 μm，分辨率為 1250 ppi。這些堆疊是磷光紅色和綠色小分子OLED，通過熱蒸發(fā)沉積。該顯示器專為頂部發(fā)光而設計，并使用玻璃封裝。由于兩組子像素的單獨驅動，兩種顏色可以獨立顯示。原型已經運行了幾十個小時，所有像素都打開了，沒有明顯的退化。這說明，多色圖案化的工藝流程證明了基本功能，并且已經確保了合理工作時間的穩(wěn)定性。類似的前面板可以與TFT或CMOS背板集成，從而實現(xiàn)視頻操作模式，并手動驅動每個亞像素。在另一個演示中，我們還驗證了制造工藝與使用IGZO TFT和柔性基板的FPD背板工藝兼容。

考慮到所有因素，orga nic半導體的光刻是一種新興技術，可以實現(xiàn)高分辨率OLED顯示器。許多技術里程碑已經被清除 - 我們知道我們可以實現(xiàn)幾微米的圖案，實現(xiàn)并排多色像素，將pixeled前面板集成到不同的背板上，并獲得令人鼓舞的效率和使用壽命性能。目前，圖案化后OLED性能的優(yōu)化仍然是重中之重。同時，我們正在解決完整的集成流程和可制造性方面的問題。要將該技術完全整合到晶圓廠工藝流程中，需要進行材料和設備開發(fā)。盡管如此，在基于標準半導體技術的工藝流程中，具有同時具有高孔徑比的超高分辨率的前景仍然非常有吸引力，并且有理由加倍努力應對懸而未決的工程挑戰(zhàn)。

審核編輯：湯梓紅