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介绍6种AMOLED技术

作者:时间:2013-06-25来源:网络收藏

(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode)是有源矩阵有机发光二极体面板。相比传统的液晶面板,具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/167332.htm

因为不管在画质、效能及成本上,先天表现都较TFT LCD优势很多。这也是许多国际大厂尽管良率难以突破,依然不放弃开发AMOLED的原因。目前还持续投入开发AMOLED的厂商,除了已经宣布产品上市时间的Sony,投资东芝松下Display(TMD)的东芝,以及另外又单独进行产品开发的松下,还有宣称不看好的夏普。2008年8月发布的NOKIA N85,以及2009年第一季度上市的NOKIA N86都采用了AMOLED。

在显示效能方面,AMOLED反应速度较快、对比度更高、视角也较广,这些是AMOLED天生就胜过TFT LCD的地方;另外AMOLED具自发光的特色,不需使用背光板,因此比TFT更能够做得轻薄,而且更省电;还有一个更重要的特点,不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 3~4成比重的背光模块成本。

AMOLED的确是很有魅力的产品,许多国际大厂都很喜欢,甚至是手机市场最热门的产品iPhone,都对AMOLED有兴趣,相信在良率提升之后,iPhone也会考虑采用AMOLED,尤其AMOLED在省电方面的特色,很适合手机,目前AMOLED面板耗电量大约仅有TFT LCD的6成,未来还有再下降的空间。

当然AMOLED最大的问题还是在良率,以目前的良率,AMOLED面板的价格足足高出TFT LCD 50%,这对客户大量采用的意愿,绝对是一个门槛,而对奇晶而言,现阶段也还在调良率的练兵期,不敢轻易大量接单。

(1)(Metal oxide TFT)

这种生产目前被很多厂家及专业调查公司看好,并认为是将来大尺寸AMOLED技术路线的首选,各个公司也有相应的大尺寸样品展出。

该技术TFT基板在加工过程中,可采取液晶行业中常见的、成熟的大面积的溅镀成膜的方式,为InGaO3(ZNO)5,尽管这种器件的电子迁移率较LTPS技术生产出来的产品要低,基本为10 cm2/V-sec,但这个迁移率参数为非晶硅技术器件的10倍以上,该器件电子迁移率完全能够满足AMOLED的电流驱动要求,因此可以应用于OLED的驱动。

目前技术还处于实验室验证阶段,世界上没有真正进行过量产的经验,主要的因素是其再现性及长期工作稳定性还需要进一步改善和确认。

(2)低温多晶硅技术(LTPS TFT)

该技术是目前世界上唯一经过商业化量产验证、在G4.5代以下生产线相当成熟的AMOLED生产技术。

该技术和非晶硅技术主要的区别是利用激光晶化的方式,将非晶硅薄膜变为多晶硅,从而将电子迁移率从0.5提高到50-100 cm2/V-s,以满足OLED电流驱动的要求。

该技术经过多年的商业化量产,产品性能优越,工作稳定性好,同时在这几年的量产中,其良品率已得到很大的提高,达到90%左右,极大的降低了产品成本。

从以上LTPS的工艺流程可以看出,其和非晶硅技术的主要区别是增加了激光晶化过程和离子注入过程,其它的加工工艺基本相同,设备也和非晶硅生产有相通之处。

另外,晶化的技术也有很多种,目前小尺寸最常用的是ELA,其它的晶化技术还有:SLS、YLA等,有的公司也在利用其它的技术研发AMOLED的TFT基板,例如诱导晶化技术,也有相应的样品展出,但这一技术的主要问题是金属会导致膜层间的电压击穿,漏电流大,器件稳定性无法保证(由于AMOLED器件是特别薄的,各层间加工时保证层面干净度,防止电压击穿是重要的一项课题)。

LTPS技术的主要缺陷有如下几点:

●生产工艺比较复杂,使用的Mask数量为6—9道,初期设备投入成本高。

●受激光晶化工艺的限制,大尺寸化比较困难,目前最大的生产线为G4.5代。

●激光晶化造成Mura严重,使用在TV面板上,会造成视觉上的缺陷。

(3)非晶硅技术(a-Si TFT)

非晶硅技术最成功的应用是在液晶生产工艺中,目前的LCD 厂家,除少数使用LTPS技术外,绝大部分使用的是a-Si技术。

a-Si技术在液晶领域成熟度高,其器件结构简单,一般都为1T1C(1个TFT薄膜晶体管电路,1个存储电容),生产制造使用的Mask数量为4—5,目前也有厂家在研究3Mask工艺。

另外,采用a-Si技术进行AMOLED的生产,设备完全可以使用目前液晶TFT加工的原有设备,初期投入成本低。

再者,非晶硅技术大尺寸化已完全实现,目前在LCD领域已做到100寸以上。

虽然在LCD领域,a-Si技术为主流,但OLED器件是电流驱动方式,a-Si器件很低的电子迁移率无法满足这一要求,虽然也有公司(例如加拿大的IGNIS)在IC的设计上进行了一些改善,但目前还无法从根本上解决问题

LTPS技术主要技术瓶颈在晶化的过程,而a-Si技术虽然制造过程没有技术难题,但匹配的IC的设计难度要高得很,而且目前IC厂商都是以LTPS为主流,对a-Si用IC的开发投入少,因此如果采用a-Si技术进行生产,则IC的来源是一个严重的瓶颈和掣肘,另外器件的性能将会大打折扣。

(4)微晶硅技术(Microcrystalline Silicon TFT)

微晶硅技术在材料使用和膜层结构上,和LCD常见的非晶硅技术基本上是相同的。

微晶硅技术器件的电子迁移率可达到1—10 cm2/V-s,是目前索尼选择的技术。

这种技术虽然也能达到驱动OLED的目的,但由于其电子迁移率低,器件显示效果差,目前选择作为研究方向的厂家较少。

通过对各种TFT技术比较,我们可以看出,LTPS技术主要的优点是电子迁移率极高,完全满足OLED的驱动要求,而且经过几年的商业化生产,良品率已达到90%左右,生产成熟度高。主要的问题是初期设备投入成本高,大尺寸化比较困难。

金属氧化物技术电子迁移率虽然没有LTPS高,但能够满足OLED的驱动要求,并且其大尺寸化比较容易。主要的问题是稳定性差,没有成熟的生产工艺。

微晶硅和非晶硅技术虽然相对简单,容易实现大尺寸化,并且在目前LCD生产线上可以制造,初期的投入成本较低,但其主要的问题是电子迁移率低的问题,适合LCD的电压驱动,而不适用OLED的电流驱动模式,并且在OLED没有成熟的生产经验,器件稳定性和工艺成熟性无法保证。


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