幾種常規(guī)AMOLED技術(shù)盤點(diǎn)

AMOLED（AcTIve Matrix/Organic Light EmitTIng Diode）是有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體面板。相比傳統(tǒng)的液晶面板，AMOLED具有反應(yīng)速度較快、對比度更高、視角較廣等特點(diǎn)。

因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/AMOLED">AMOLED不管在畫質(zhì)、效能及成本上，先天表現(xiàn)都較TFT LCD優(yōu)勢很多。這也是許多國際大廠盡管良率難以突破，依然不放棄開發(fā)AMOLED的原因。目前還持續(xù)投入開發(fā)AMOLED的廠商，除了已經(jīng)宣布產(chǎn)品上市時間的 Sony，投資東芝松下Display（TMD）的東芝，以及另外又單獨(dú)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的松下，還有宣稱不看好的夏普。2008年8月發(fā)布的NOKIA N85，以及2009年第一季度上市的NOKIA N86都采用了AMOLED。

在顯示效能方面，AMOLED反應(yīng)速度較快、對比度更高、視角也較廣，這些是AMOLED天生就勝過TFT LCD的地方；另外AMOLED具自發(fā)光的特色，不需使用背光板，因此比TFT更能夠做得輕薄，而且更省電；還有一個更重要的特點(diǎn)，不需使用背光板的 AMOLED可以省下占TFT LCD 3~4成比重的背光模塊成本。

AMOLED的確是很有魅力的產(chǎn)品，許多國際大廠都很喜歡，甚至是手機(jī)市場最熱門的產(chǎn)品iPhone，都對AMOLED有興趣，相信在良率提升之后，iPhone也會考慮采用AMOLED，尤其AMOLED在省電方面的特色，很適合手機(jī)，目前AMOLED面板耗電量大約僅有TFT LCD的6成，未來技術(shù)還有再下降的空間。

當(dāng)然AMOLED最大的問題還是在良率，以目前的良率，AMOLED面板的價格足足高出TFT LCD 50%，這對客戶大量采用的意愿，絕對是一個門檻，而對奇晶而言，現(xiàn)階段也還在調(diào)良率的練兵期，不敢輕易大量接單。

（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)為是將來大尺寸AMOLED技術(shù)路線的首選，各個公司也有相應(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技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品要低，基本為10 cm2/V-sec，但這個遷移率參數(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)動要求，因此可以應(yīng)用于OLED的驅(qū)動。

目前金屬氧化物技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段，世界上沒有真正進(jìn)行過量產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，主要的因素是其再現(xiàn)性及長期工作穩(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)動的要求。

該技術(shù)經(jīng)過多年的商業(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)的主要問題是金屬會導(dǎo)致膜層間的電壓擊穿，漏電流大，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，會造成視覺上的缺陷。

（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)簡單，一般都為1T1C（1個TFT薄膜晶體管電路，1個存儲電容），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(jì)上進(jìn)行了一些改善，但目前還無法從根本上解決問題

LTPS技術(shù)主要技術(shù)瓶頸在晶化的過程，而a-Si技術(shù)雖然制造過程沒有技術(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a-Si用IC的開發(fā)投入少，因此如果采用a-Si技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，則IC的來源是一個嚴(yán)重的瓶頸和掣肘，另外器件的性能將會大打折扣。

（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)動要求，而且經(jīng)過幾年的商業(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)電子遷移率雖然沒有LTPS高，但能夠滿足OLED的驅(qū)動要求，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。

微晶硅和非晶硅技術(shù)雖然相對簡單，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，但其主要的問題是電子遷移率低的問題，適合LCD的電壓驅(qū)動，而不適用OLED的電流驅(qū)動模式，并且在OLED沒有成熟的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，器件穩(wěn)定性和工藝成熟性無法保證。

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。同時鼓勵金屬誘導(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)合開發(fā)和研制；印刷技術(shù)主要由愛普生開發(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是由德國愛思強(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)，同時減少了維護(hù)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)備目前存在兩個問題：

1）目前成熟的設(shè)備僅可以制作370&TImes;470的尺寸，還無法滿足大尺寸生產(chǎn)的要求。

2）該設(shè)備目前對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比：

底發(fā)光技術(shù)工藝成熟，選擇風(fēng)險(xiǎn)小，甚至沒有風(fēng)險(xiǎn)。頂發(fā)光制作工藝有兩個難點(diǎn)，一是陰極制作，另一個就是封裝方式。盡管頂部發(fā)光困難尚存，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(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?？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。