《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 顯示光電 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 各種AMOLED技術(shù)的介紹
各種AMOLED技術(shù)的介紹
摘要: 本文介紹了AMOLED的生產(chǎn)中的金屬氧化物技術(shù)、低溫多晶硅技術(shù)、非晶硅技術(shù),、微晶硅技術(shù),、有機(jī)膜蒸鍍技術(shù)、光射出方式技術(shù),并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析,。
Abstract:
Key words :

(1)金屬氧化物技術(shù)(Metal oxide TFT)
這種生產(chǎn)技術(shù)目前被很多廠家及專業(yè)調(diào)查公司看好,,并認(rèn)為是將來(lái)大尺寸AMOLED技術(shù)路線的首選,各個(gè)公司也有相應(yīng)的大尺寸樣品展出,。
該技術(shù)TFT基板在加工過(guò)程中,,可采取液晶行業(yè)中常見(jiàn)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技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品要低,基本為10 cm2/V-sec,,但這個(gè)遷移率參數(shù)為非晶硅技術(shù)器件的10倍以上,,該器件電子遷移率完全能夠滿足AMOLED的電流驅(qū)動(dòng)要求,因此可以應(yīng)用于OLED的驅(qū)動(dòng),。
目前金屬氧化物技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段,,世界上沒(méi)有真正進(jìn)行過(guò)量產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn),主要的因素是其再現(xiàn)性及長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步改善和確認(rèn),。
(2)低溫多晶硅技術(shù)(LTPS TFT)
該技術(shù)是目前世界上唯一經(jīng)過(guò)商業(yè)化量產(chǎn)驗(yàn)證,、在G4.5代以下生產(chǎn)線相當(dāng)成熟的AMOLED生產(chǎn)技術(shù)。
該技術(shù)和非晶硅技術(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提高到50-100 cm2/V-s,以滿足OLED電流驅(qū)動(dòng)的要求,。
該技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的商業(yè)化量產(chǎn),,產(chǎn)品性能優(yōu)越,工作穩(wěn)定性好,,同時(shí)在這幾年的量產(chǎn)中,,其良品率已得到很大的提高,達(dá)到90%左右,,極大的降低了產(chǎn)品成本,。
從以上LTPS的工藝流程可以看出,其和非晶硅技術(shù)的主要區(qū)別是增加了激光晶化過(guò)程和離子注入過(guò)程,,其它的加工工藝基本相同,,設(shè)備也和非晶硅生產(chǎn)有相通之處。
另外,,晶化的技術(shù)也有很多種,,目前小尺寸最常用的是ELA,其它的晶化技術(shù)還有:SLS、YLA等,,有的公司也在利用其它的技術(shù)研發(fā)AMOLED的TFT基板,,例如金屬誘導(dǎo)晶化技術(shù),也有相應(yīng)的樣品展出,,但這一技術(shù)的主要問(wèn)題是金屬會(huì)導(dǎo)致膜層間的電壓擊穿,,漏電流大,器件穩(wěn)定性無(wú)法保證(由于AMOLED器件是特別薄的,,各層間加工時(shí)保證層面干凈度,,防止電壓擊穿是重要的一項(xiàng)課題)。
LTPS技術(shù)的主要缺陷有如下幾點(diǎn):
生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜,,使用的Mask數(shù)量為6—9道,,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(yán)重,,使用在TV面板上,,會(huì)造成視覺(jué)上的缺陷。
(3)非晶硅技術(shù)(a-Si TFT)
非晶硅技術(shù)最成功的應(yīng)用是在液晶生產(chǎn)工藝中,,目前的LCD 廠家,,除少數(shù)使用LTPS技術(shù)外,絕大部分使用的是a-Si技術(shù),。
a-Si技術(shù)在液晶領(lǐng)域成熟度高,,其器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般都為1T1C(1個(gè)TFT薄膜晶體管電路,,1個(gè)存儲(chǔ)電容),,生產(chǎn)制造使用的Mask數(shù)量為4—5,目前也有廠家在研究3Mask工藝,。
另外,,采用a-Si技術(shù)進(jìn)行AMOLED的生產(chǎn),設(shè)備完全可以使用目前液晶TFT加工的原有設(shè)備,,初期投入成本低,。
再者,非晶硅技術(shù)大尺寸化已完全實(shí)現(xiàn),,目前在LCD領(lǐng)域已做到100寸以上,。
雖然在LCD領(lǐng)域,a-Si技術(shù)為主流,,但OLED器件是電流驅(qū)動(dòng)方式,,a-Si器件很低的電子遷移率無(wú)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(jì)上進(jìn)行了一些改善,但目前還無(wú)法從根本上解決問(wèn)題
LTPS技術(shù)主要技術(shù)瓶頸在晶化的過(guò)程,,而a-Si技術(shù)雖然制造過(guò)程沒(méi)有技術(shù)難題,但匹配的IC的設(shè)計(jì)難度要高得很,,而且目前IC廠商都是以LTPS為主流,,對(duì)a-Si用IC的開(kāi)發(fā)投入少,因此如果采用a-Si技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),,則IC的來(lái)源是一個(gè)嚴(yán)重的瓶頸和掣肘,,另外器件的性能將會(huì)大打折扣。
(4)微晶硅技術(shù)(Microcrystalline Silicon TFT)
微晶硅技術(shù)在材料使用和膜層結(jié)構(gòu)上,,和LCD常見(jiàn)的非晶硅技術(shù)基本上是相同的,。
微晶硅技術(shù)器件的電子遷移率可達(dá)到1—10 cm2/V-s,是目前索尼選擇的技術(shù),。
這種技術(shù)雖然也能達(dá)到驅(qū)動(dòng)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(guò)對(duì)各種TFT技術(shù)比較,我們可以看出,,LTPS技術(shù)主要的優(yōu)點(diǎn)是電子遷移率極高,,完全滿足OLED的驅(qū)動(dòng)要求,而且經(jīng)過(guò)幾年的商業(yè)化生產(chǎn),,良品率已達(dá)到90%左右,,生產(chǎn)成熟度高。主要的問(wèn)題是初期設(shè)備投入成本高,,大尺寸化比較困難,。
金屬氧化物技術(shù)電子遷移率雖然沒(méi)有LTPS高,但能夠滿足OLED的驅(qū)動(dòng)要求,,并且其大尺寸化比較容易,。主要的問(wèn)題是穩(wěn)定性差,沒(méi)有成熟的生產(chǎn)工藝,。
微晶硅和非晶硅技術(shù)雖然相對(duì)簡(jiǎn)單,,容易實(shí)現(xiàn)大尺寸化,并且在目前LCD生產(chǎn)線上可以制造,,初期的投入成本較低,,但其主要的問(wèn)題是電子遷移率低的問(wèn)題,適合LCD的電壓驅(qū)動(dòng),,而不適用OLED的電流驅(qū)動(dòng)模式,,并且在OLED沒(méi)有成熟的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),,器件穩(wěn)定性和工藝成熟性無(wú)法保證。
結(jié)合目前世界上所有AMOLED生產(chǎn)廠家的實(shí)際情況,,以及我們上面對(duì)幾種技術(shù)的比較和分析,,我們認(rèn)為廣東省當(dāng)前在TFT基板技術(shù)上應(yīng)采用低溫多晶硅技術(shù)(LTPS)技術(shù),采用激光晶化方式,。同時(shí)鼓勵(lì)金屬誘導(dǎo)方式的發(fā)展,,如果能夠在金屬誘導(dǎo)方面取得突破,也可以作為一個(gè)技術(shù)方向,。

(5),、有機(jī)膜蒸鍍技術(shù)路線選擇
有機(jī)層形成方式,可分為傳統(tǒng)方式和新型方式,。傳統(tǒng)方式是以氣相沉積技術(shù)為基礎(chǔ)的,,而新興方式是以轉(zhuǎn)印和印刷技術(shù)為基礎(chǔ)的。
新興方式中轉(zhuǎn)印技術(shù)由三星和3M聯(lián)合開(kāi)發(fā)和研制,;印刷技術(shù)主要由愛(ài)普生開(kāi)發(fā)和研制,。這兩種方法最大的優(yōu)點(diǎn)是提高材料使用率和簡(jiǎn)化生產(chǎn)制程,但其技術(shù)和材料具有一定的壟斷性,,目前還不具備量產(chǎn)的能力,。
傳統(tǒng)的氣相沉積方法也就是我們通常所講的CVD,對(duì)于有機(jī)材料的蒸發(fā),,按照蒸發(fā)源的不同和蒸發(fā)方式的不同又分為點(diǎn)源式,、線源式及OVPD(有機(jī)氣相沉積)。
OVPD(有機(jī)氣相沉積)是由德國(guó)愛(ài)思強(qiáng)公司研發(fā),,該工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)了可生產(chǎn)性,,相對(duì)于蒸鍍技術(shù)可以降低制造成 本。具有優(yōu)越的重復(fù)性和工藝穩(wěn)定性以及顯著的膜層均勻性和摻雜的精確控制,,為高良率批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),,同時(shí)減少了維護(hù)和清潔要求,從而降級(jí)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)越性,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)技術(shù)和設(shè)備。但是該設(shè)備目前存在兩個(gè)問(wèn)題:
1)目前成熟的設(shè)備僅可以制作370×470的尺寸,,還無(wú)法滿足大尺寸生產(chǎn)的要求,。
2)該設(shè)備目前對(duì)單色器件有較好的可靠性,但全彩的穩(wěn)定性還不夠理想,。
鑒于以上的分析,,我們只能采用點(diǎn)源或線源的蒸鍍方式,。目前來(lái)看,點(diǎn)源技術(shù)日本TOKKI公司較為優(yōu)秀,,線源技術(shù)日本ULVAC公司較為優(yōu)秀,。宏威公司也可以在這方面加以努力。
(6),、光射出方式技術(shù)路線選擇
目前OLED器件有兩種光出射方式:底發(fā)光和頂發(fā)光,,下表是這兩種方式的對(duì)比:

 

底發(fā)光

頂發(fā)光

分辨率resolution

<180dpi

>200dpi

色彩飽和度

約70%(NTSC)

>100%(NTSC)

發(fā)光效率

發(fā)光純度

亮度

色域

視角

驅(qū)動(dòng)電壓

壽命

相對(duì)較短

相對(duì)較長(zhǎng)

底發(fā)光技術(shù)工藝成熟,選擇風(fēng)險(xiǎn)小,,甚至沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)。頂發(fā)光制作工藝有兩個(gè)難點(diǎn),,一是陰極制作,,另一個(gè)就是封裝方式。盡管頂部發(fā)光困難尚存,,但已是趨勢(shì)所在(最少在背板材料沒(méi)有新的突破下),。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)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)的改善,,那么底發(fā)光就有更低成本的優(yōu)勢(shì)??傮w而言,,采用a-Si背板,頂發(fā)光是較好的選擇,;P-Si背板就可以考慮底發(fā)光方式,。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。