本文介紹了AMOLED的生�(chǎn)中的金屬氧化物技�(shù)、低溫多晶硅技�(shù)、非晶硅技�(shù)、微晶硅技�(shù)、有機膜蒸鍍技�(shù)、光射出方式技�(shù),并對其優(yōu)缺點進行了分��
金屬氧化物技�(shù)(Metal oxide TFT)
這種生產(chǎn)技�(shù)目前被很多企�(yè)看好,并認為是將來大尺寸AMOLED技�(shù)路線的首�,各個公司也有相應的大尺寸樣品展��
該技�(shù)TFT基板在加工過程中,可采取液晶行業(yè)中常見的、成熟的大面積的濺鍍成膜的方式,氧化物為InGaO3(ZNO)5,盡管這種器件的電子遷移率較LTPS技�(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品要�,基本為10 cm2/V-sec,但這個遷移率參數(shù)為非晶硅技�(shù)器件�10倍以�,該器件電子遷移率完全能夠滿足AMOLED的電流驅(qū)動要求,因此可以應用于OLED的驅(qū)��
低溫多晶硅技�(shù)(LTPS TFT)
該技�(shù)和非晶硅技�(shù)主要的區(qū)別是利用激光晶化的方式,將非晶硅薄膜變?yōu)槎嗑Ч?,從而將電子遷移率從0.5提高�50-100 cm2/V-s,以滿足OLED電流�(qū)動的要求�
該技�(shù)�(jīng)過多年的商業(yè)化量�(chǎn),產(chǎn)品性能�(yōu)�,工作穩(wěn)定性好,同時在這幾年的量產(chǎn)�,其良品率已得到很大的提�,極大的降低了產(chǎn)品成本�
從LTPS的工藝流程可以看出,其和非晶硅技�(shù)的主要區(qū)別是增加了激光晶化過程和離子注入過程,其它的加工工藝基本相同,設(shè)備也和非晶硅生產(chǎn)有相通之��
低溫多晶硅技�(shù)LTPS最初是日本北美的技�(shù)企業(yè)為了降低Note-PC顯示屏的能�,令Note-PC顯得更薄更輕而研�(fā)的技�(shù),大約在九十年代中期這項技�(shù)開始走向試用階段�
由LTPS衍生的OLED也于1998年正式走上實用階段,它的最大優(yōu)勢在于超�、重量輕、低耗電,同時其自身�(fā)光的特點,因而可以提供更艷麗的色彩和更清晰的影像,而更為重要的是:生產(chǎn)成本只有普通液晶面板的1/3�
作為最初研�(fā)的初�,低溫多晶矽(LTPS)的薄膜電晶體可在玻璃基板上嵌入驅(qū)動元件,大幅減少并保留驅(qū)動IC的空�,因而可以使薄膜電晶體的尺寸更小,并同時增加顯示器的亮度并減少功率消耗,從而大大提升液晶性能及可靠度,也使面板的制造成本降�,具有更高的解析��
LTPS所提供的TFT主動矩陣�(qū)動以及驅(qū)動電路和TFT可同時整合制�,可在保持輕薄化�(yōu)勢情形下,解決解析度不足的問�(因為電子在多晶矽的傳輸速度較快品質(zhì)也較�(yōu)�),可以使2.5寸的面板具備200ppi的高解析��
另外,晶化的技�(shù)也有很多�,目前小尺寸最常用的是ELA,其它的晶化技�(shù)還有:SLS、YLA�,有的公司也在利用其它的技�(shù)研發(fā)AMOLED的TFT基板,例如金屬誘導晶化技�(shù),也有相應的樣品展出,但這一技�(shù)的主要問題是金屬會導致膜層間的電壓擊�,漏電流�,器件穩(wěn)定性無法保證(由于AMOLED器件是特別薄的,各層間加工時保證層面干凈�,防止電壓擊穿是重要的一項課題)�
�(yōu)�
1、把�(qū)動IC的外圍電路集成到面板基板上的可行性更�
2� 反應速度更快,外觀尺寸更小,聯(lián)�(jié)和組件更�
3� 面板系統(tǒng)�(shè)計更簡單
4� 面板的穩(wěn)定性更�
5� 解析度更�
缺點
生產(chǎn)工藝比較復雜,使用的Mask�(shù)量為6—9�,初期設(shè)備投入成本高�
受激光晶化工藝的限制,大尺寸化比較困難,目前最大的生產(chǎn)線為G4.5代�
激光晶化造成Mura嚴重,使用在TV面板�,會造成視覺上的缺陷�
非晶硅技�(shù)(a-Si TFT)
a-Si技�(shù)在液晶領(lǐng)域成熟度�,其器件�(jié)�(gòu)簡單,一般都�1T1C�1個TFT薄膜晶體管電��1個存儲電容),生�(chǎn)制造使用的Mask�(shù)量為4—5,目前也有廠家在研究3Mask工藝�
另外,采用a-Si技�(shù)進行AMOLED的生�(chǎn),設(shè)備完全可以使用目前液晶TFT加工的原有設(shè)備,初期投入成本��
再�,非晶硅技�(shù)大尺寸化已完全實�(xiàn),目前在LCD�(lǐng)域已做到100寸以��
雖然在LCD�(lǐng)�,a-Si技�(shù)為主流,但OLED器件是電流驅(qū)動方式,a-Si器件很低的電子遷移率無法滿足這一要求,雖然也有公司(例如加拿大的IGNIS)在IC的設(shè)計上進行了一些改善,但目前還無法從根本上解決問題�
LTPS技�(shù)主要技�(shù)瓶頸在晶化的過程,而a-Si技�(shù)雖然制造過程沒有技�(shù)難題,但匹配的IC的設(shè)計難度要高得�,而且目前IC廠商都是以LTPS為主�,對a-Si用IC的開�(fā)投入�,因此如果采用a-Si技�(shù)進行生產(chǎn),則IC的來源是一個嚴重的瓶頸和掣�,另外器件的性能將會大打折扣�
微晶硅技�(shù)
微晶硅技�(shù)在材料使用和膜層�(jié)�(gòu)上,和LCD常見的非晶硅技�(shù)基本上是相同�,的電子遷移率可達到1—10 cm2/V-s�
這種技�(shù)雖然也能達到�(qū)動OLED的目的,但由于其電子遷移率低,器件顯示效果差,目前選擇作為研究方向的廠家較少�
通過對各種TFT技�(shù)比較,我們可以看�,LTPS技�(shù)主要的優(yōu)點是電子遷移率極高,完全滿足OLED的驅(qū)動要�,而且�(jīng)過幾年的商業(yè)化生�(chǎn),良品率已達�90%左右,生�(chǎn)成熟度高。主要的問題是初期設(shè)備投入成本高,大尺寸化比較困��
金屬氧化物技�(shù)電子遷移率雖然沒有LTPS�,但能夠滿足OLED的驅(qū)動要�,并且其大尺寸化比較容易。主要的問題是穩(wěn)定性差,沒有成熟的生產(chǎn)工藝�
微晶硅和非晶硅技�(shù)雖然相對簡單,容易實�(xiàn)大尺寸化,并且在目前LCD生產(chǎn)線上可以制�,初期的投入成本較低,但其主要的問題是電子遷移率低的問題,適合LCD的電壓驅(qū)�,而不適用OLED的電流驅(qū)動模�,并且在OLED沒有成熟的生�(chǎn)�(jīng)驗,器件�(wěn)定性和工藝成熟性無法保��
有機膜蒸鍍技�(shù)路線選擇
有機層形成方�,可分為傳統(tǒng)方式和新型方式。傳�(tǒng)方式是以氣相沉積技�(shù)為基�(chǔ)�,而新興方式是以轉(zhuǎn)印和印刷技�(shù)為基�(chǔ)��
新興方式中轉(zhuǎn)印技�(shù)由三星和3M�(lián)合開�(fā)和研�;印刷技�(shù)主要由愛普生開發(fā)和研�。這兩種方法最大的�(yōu)點是提高材料使用率和簡化生產(chǎn)制程,但其技�(shù)和材料具有一定的壟斷�,目前還不具備量�(chǎn)的能��
傳統(tǒng)的氣相沉積方法也就是我們通常所講的CVD,對于有機材料的蒸發(fā),按照蒸�(fā)源的不同和蒸�(fā)方式的不同又分為點源�、線源式及OVPD(有機氣相沉積)�
OVPD(有機氣相沉積)是由德國愛思強公司研發(fā),該工藝�(shè)計改進了可生�(chǎn)性,相對于蒸鍍技�(shù)可以降低制造成 �。具有優(yōu)越的重復性和工藝�(wěn)定性以及顯著的膜層均勻性和摻雜的精確控�,為高良率批量生�(chǎn)奠定了基�(chǔ),同時減少了維護和清潔要求,從而降級了材料消耗,具有提高材料利用率的巨大潛力�
OVPD方式具有較好的優(yōu)越�,由非OLED生產(chǎn)商研制,面向廣大的OLED生產(chǎn)商,是業(yè)界較為看好的生產(chǎn)技�(shù)和設(shè)�。但是該�(shè)備目前存在兩個問題:
1目前成熟的設(shè)備僅可以制作370×470的尺�,還無法滿足大尺寸生�(chǎn)的要��2該設(shè)備目前對單色器件有較好的可靠�,但全彩的穩(wěn)定性還不夠理想�
目前來看,點源技�(shù)日本TOKKI公司較為�(yōu)秀,線源技�(shù)日本ULVAC公司較為�(yōu)秀�
光射出方式技�(shù)路線選擇
目前OLED器件有兩種光出射方式:底�(fā)光和頂發(fā)�,下表是這兩種方式的對比�
底發(fā)� | 頂發(fā)� | |
分辨� | �180dpi | �200dpi |
色彩飽和� | �70%(NTSC) | �100%(NTSC) |
�(fā)光效� | � | � |
�(fā)光純� | � | � |
亮度 | � | � |
色域 | � | � |
視角 | � | � |
�(qū)動電� | � | � |
壽命 | 相對較短 | 相對較長 |
底發(fā)光技�(shù)工藝成熟,選擇風險小,甚至沒有風險。頂�(fā)光制作工藝有兩個難點,一是陰極制作,另一個就是封裝方�。盡管頂部發(fā)光困難尚�,但已是趨勢所在(最少在背板材料沒有新的突破下)�
但從長遠看,如果背板材料有了新的突破,如遷移率和均勻性得到質(zhì)的改�,那么底�(fā)光就有更低成本的�(yōu)�??傮w而言,采用a-Si背板,頂�(fā)光是較好的選擇,P-Si背板就可以考慮底發(fā)光方��
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