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良率难打破,AMOLED生产技术都有啥?

AMOLED(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,AMOLED具有反应速度较快、对比度更高、视角较广

AMOLED(AcTIve Matrix/Organic Light EmitTIng Diode)是有源矩阵有机发光二极体面板。比较传统的液晶面板,AMOLED具有反应速度较快、比照度更高、视角较广等特征。

因为AMOLED不论在画质、效能及本钱上,先天体现都较TFT LCD优势许多。这也是许多世界大厂虽然良率难以打破,仍然不抛弃开发AMOLED的原因。现在还继续投入开发AMOLED的厂商,除了现已宣告产品上市时刻的 Sony,出资东芝松下Display(TMD)的东芝,以及别的又独自进行产品开发的松下,还有声称不看好的夏普。2008年8月发布的NOKIA N85,以及2009年第一季度上市的NOKIA N86都选用了AMOLED。

在显现效能方面,AMOLED反应速度较快、比照度更高、视角也较广,这些是AMOLED天生就胜过TFT LCD的当地;别的AMOLED具自发光的特征,不需运用背光板,因而比TFT更能够做得轻浮,而且更省电;还有一个更重要的特征,不需运用背光板的 AMOLED能够省下占TFT LCD 3~4成比重的背光模块本钱。

AMOLED的确是很有魅力的产品,许多世界大厂都很喜爱,乃至是手机商场最抢手的产品iPhone,都对AMOLED有爱好,信任在良率进步之后,iPhone也会考虑选用AMOLED,特别AMOLED在省电方面的特征,很合适手机,现在AMOLED面板耗电量大约仅有TFT LCD的6成,未来技能还有再下降的空间。

当然AMOLED最大的问题仍是在良率,以现在的良率,AMOLED面板的价格足足高出TFT LCD 50%,这对客户许多选用的志愿,肯定是一个门槛,而对奇晶而言,现阶段也还在调良率的练兵期,不敢简略许多接单。

(1)金属氧化物技能(Metal oxide TFT)

这种出产技能现在被许多厂家及专业查询公司看好,并以为是将来大尺度AMOLED技能道路的首选,各个公司也有相应的大尺度样品展出。

该技能TFT基板在加工进程中,可采纳液晶职业中常见的、老练的大面积的溅镀成膜的办法,氧化物为InGaO3(ZNO)5,虽然这种器材的电子迁移率较LTPS技能出产出来的产品要低,根本为10 cm2/V-sec,但这个迁移率参数为非晶硅技能器材的10倍以上,该器材电子迁移率彻底能够满意AMOLED的电流驱动要求,因而能够应用于OLED的驱动。

现在金属氧化物技能还处于实验室验证阶段,世界上没有真实进行过量产的经历,首要的要素是其再现性及长时间作业稳定性还需要进一步改进和承认。

(2)低温多晶硅技能(LTPS TFT)

该技能是现在世界上仅有通过商业化量产验证、在G4.5代以下出产线适当老练的AMOLED出产技能。

该技能和非晶硅技能首要的区别是运用激光晶化的办法,将非晶硅薄膜变为多晶硅,然后将电子迁移率从0.5进步到50-100 cm2/V-s,以满意OLED电流驱动的要求。

该技能通过多年的商业化量产,产品功能优胜,作业稳定性好,一起在这几年的量产中,其良品率已得到很大的进步,到达90%左右,极大的下降了产品本钱。

从以上LTPS的工艺流程能够看出,其和非晶硅技能的首要区别是增加了激光晶化进程和离子注入进程,其它的加工工艺根本相同,设备也和非晶硅出产有相通之处。

别的,晶化的技能也有许多种,现在小尺度最常用的是ELA,其它的晶化技能还有:SLS、YLA等,有的公司也在运用其它的技能研发AMOLED的 TFT基板,例如金属诱导晶化技能,也有相应的样品展出,但这一技能的首要问题是金属会导致膜层间的电压击穿,漏电流大,器材稳定性无法确保(因为 AMOLED器材是特别薄的,各层间加工时确保层面洁净度,避免电压击穿是重要的一项课题)。

LTPS技能的首要缺点有如下几点:

●出产工艺比较复杂,运用的Mask数量为6—9道,初期设备投入本钱高。

●受激光晶化工艺的约束,大尺度化比较困难,现在最大的出产线为G4.5代。

●激光晶化构成Mura严峻,运用在TV面板上,会构成视觉上的缺点。

(3)非晶硅技能(a-Si TFT)

非晶硅技能最成功的应用是在液晶出产工艺中,现在的LCD 厂家,除少数运用LTPS技能外,绝大部分运用的是a-Si技能。

a-Si技能在液晶范畴老练度高,其器材结构简略,一般都为1T1C(1个TFT薄膜晶体管电路,1个存储电容),出产制造运用的Mask数量为4—5,现在也有厂家在研讨3Mask工艺。

别的,选用a-Si技能进行AMOLED的出产,设备彻底能够运用现在液晶TFT加工的原有设备,初期投入本钱低。

再者,非晶硅技能大尺度化已彻底完成,现在在LCD范畴已做到100寸以上。

虽然在LCD范畴,a-Si技能为干流,但OLED器材是电流驱动办法,a-Si器材很低的电子迁移率无法满意这一要求,虽然也有公司(例如加拿大的IGNIS)在IC的规划进步行了一些改进,但现在还无法从根本上解决问题

LTPS技能首要技能瓶颈在晶化的进程,而a-Si技能虽然制造进程没有技能难题,但匹配的IC的规划难度要高得很,而且现在IC厂商都是以LTPS为干流,对a-Si用IC的开发投入少,因而假如选用a-Si技能进行出产,则IC的来历是一个严峻的瓶颈和掣肘,别的器材的功能将会大打折扣。

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

微晶硅技能在资料运用和膜层结构上,和LCD常见的非晶硅技能根本上是相同的。

微晶硅技能器材的电子迁移率可到达1—10 cm2/V-s,是现在索尼挑选的技能。

这种技能虽然也能到达驱动OLED的意图,但因为其电子迁移率低,器材显现作用差,现在挑选作为研讨方向的厂家较少。

通过对各种TFT技能比较,咱们能够看出,LTPS技能首要的长处是电子迁移率极高,彻底满意OLED的驱动要求,而且通过几年的商业化出产,良品率已到达90%左右,出产老练度高。首要的问题是初期设备投入本钱高,大尺度化比较困难。

金属氧化物技能电子迁移率虽然没有LTPS高,但能够满意OLED的驱动要求,而且其大尺度化比较简略。首要的问题是稳定性差,没有老练的出产工艺。

微晶硅和非晶硅技能虽然相对简略,简略完成大尺度化,而且在现在LCD出产线上能够制造,初期的投入本钱较低,但其首要的问题是电子迁移率低的问题,合适LCD的电压驱动,而不适用OLED的电流驱动形式,而且在OLED没有老练的出产经历,器材稳定性和工艺老练性无法确保。

结合现在世界上一切AMOLED出产厂家的实际情况,以及咱们上面临几种技能的比较和剖析,咱们以为广东省当时在TFT基板技能上应选用低温多晶硅技能(LTPS)技能,选用激光晶化办法。一起鼓舞金属诱导办法的开展,假如能够在金属诱导方面获得打破,也能够作为一个技能方向。

(5)、有机膜蒸镀技能道路挑选

有机层构成办法,可分为传统办法和新式办法。传统办法是以气相堆积技能为根底的,而新式办法是以转印和印刷技能为根底的。

新式办法中转印技能由三星和3M联合开发和研发;印刷技能首要由爱普生开发和研发。这两种办法最大的长处是进步资料运用率和简化出产制程,但其技能和资料具有必定的垄断性,现在还不具有量产的才能。

传统的气相堆积办法也便是咱们一般所讲的CVD,关于有机资料的蒸腾,依照蒸腾源的不同和蒸腾办法的不同又分为点源式、线源式及OVPD(有机气相堆积)。

OVPD是由德国爱思强公司研发,该工艺规划改进了可出产性,相关于蒸镀技能能够下降制构成 本。具有优胜的重复性和工艺稳定性以及明显的膜层均匀性和掺杂的准确操控,为高良率批量出产奠定了根底,一起减少了保护和清洁要求,然后降级了资料耗费,具有进步资料运用率的巨大潜力。

OVPD办法具有较好的优胜性,由非OLED出产商研发,面向广阔的OLED出产商,是业界较为看好的出产技能和设备。可是该设备现在存在两个问题:

1)现在老练的设备仅能够制造370TImes;470的尺度,还无法满意大尺度出产的要求。

2)该设备现在对单色器材有较好的可靠性,但全彩的稳定性还不行抱负。

鉴于以上的剖析,咱们只能选用点源或线源的蒸镀办法。现在来看,点源技能日本TOKKI公司较为优异,线源技能日本ULVAC公司较为优异。宏威公司也能够在这方面加以尽力。

(6)、光射出办法技能道路挑选

现在OLED器材有两种光出射办法:底发光和顶发光,下表是这两种办法的比照:

底发光技能工艺老练,挑选危险小,乃至没有危险。顶发光制造工艺有两个难点,一是阴极制造,另一个便是封装办法。虽然顶部发光困难尚存,但已是趋势地点 (最少在背板资料没有新的打破下)。但从长远看,假如背板资料有了新的打破,如迁移率和均匀性得到质的改进,那么底发光就有更低本钱的优势。整体而言,选用a-Si背板,顶发光是较好的挑选;P-Si背板就能够考虑底发光办法。

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