OLED電視——優(yōu)化制造解決方案，打造價(jià)格親民的OLED電視

　　摘要：

　　近年來，OLED電視由于外形輕薄，無需背光，并能呈現(xiàn)生動(dòng)的色彩和高對(duì)比度，因而備受市場矚目。盡管如此，液晶電視仍然是其強(qiáng)勁的競爭對(duì)手，并不斷推出超高清及量子點(diǎn)等創(chuàng)新技術(shù)。而OLED電視的制造成本更是高達(dá)液晶電視的10倍以上，導(dǎo)致目前OLED電視的普及率仍較低。因此，只有降低生產(chǎn)成本，才能使OLED電視的價(jià)格更為親民，被更多人所接受。OLED電視成本高昂的主要原因是良品率較低。OLED電視制造商面臨的挑戰(zhàn)還包括高性價(jià)比、高質(zhì)量的AMOLED背板，因?yàn)檫@項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)與電視面板的壽命直接相關(guān)。薄膜封裝可以延長OLED電視的壽命，提高畫質(zhì)表現(xiàn)，降低總體成本。

　　OLED發(fā)展道路及挑戰(zhàn)

　　今年，液晶電視和OLED電視之爭出現(xiàn)了明顯轉(zhuǎn)變，液晶電視增長動(dòng)能顯著，創(chuàng)新技術(shù)層出不窮，實(shí)現(xiàn)更鮮艷的色彩和畫質(zhì)。一種名為“量子點(diǎn)”的納米級(jí)微粒能使液晶電視屏幕擁有與OLED電視相媲美的色域。這種技術(shù)通過使用量子點(diǎn)在更寬的頻率范圍內(nèi)重新發(fā)射LED背光，從而實(shí)現(xiàn)更鮮明的畫質(zhì)。液晶電視屏幕的對(duì)比度也在不斷提高以提高畫質(zhì)，全陣列背光可靈活的局部調(diào)暗背光，給予夜間或其它黑暗圖像以更深的黑色展現(xiàn)。

　　目前，提高OLED電視普及率的主要障礙仍在于高昂的成本，因此必須解決關(guān)鍵工藝和良率方面的挑戰(zhàn)，從而提高OLED電視的成本效益。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)NPD Display Search最近發(fā)布的《AMOLED工藝路線圖報(bào)告》，55” OLED電視面板的制造成本高達(dá)相同尺寸液晶電視面板的10倍(圖2)。

　　OLED器件結(jié)構(gòu)及降低制造成本的挑戰(zhàn)

　　許多制造技術(shù)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)背板和OLED發(fā)射層的均勻性 和性能的穩(wěn)定性。薄膜封裝(TFE)工藝旨在以關(guān)鍵阻隔膜層保護(hù)支持柔性O(shè)LED顯示器。

　　為了在基本OLED電路中驅(qū)動(dòng)AMOLED像素，每個(gè)子像素至少需要兩個(gè)薄膜晶體管(TFT)和一個(gè)電容器電路，才能提供OLED發(fā)光材料所需的電流。如今，因電子遷移率較高(約50-100 cm² / V-s)，低溫多晶硅(LTPS)成為驅(qū)動(dòng)背板的最佳技術(shù)。然而，由于半導(dǎo)體層存在均勻性和可靠性的問題，如果不加入額外的補(bǔ)償電路，會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)背板穩(wěn)定性欠佳。 OLED的像素亮度由電流直接控制，TFT電流的輕微變化就可能導(dǎo)致像素亮度的差異。因此，TFT性能只要稍有不均勻的情況，就可能帶來嚴(yán)重的圖像質(zhì)量問題(圖3)。

　　晶體管器件要求

　　低溫多晶硅技術(shù)(LTPS)憑借較高的電子遷移率，是目前用于驅(qū)動(dòng)AMOLED器件的最佳解決方案。使用金屬氧化物(MOx)替代LTPS有望通過簡化像素電路設(shè)計(jì)，減少掩模工序，降低昂貴設(shè)備投入，整體提高TFT的均勻性，從而降低整體生產(chǎn)成本。

　　為了在AMOLED背板中使用氧化物TFT，必須確保TFT 的高遷移率和均勻性(圖4)。電子遷移率則取決于使用PVD濺射技術(shù)進(jìn)行的氧化物沉積效果。為了有效驅(qū)動(dòng)240Hz 以上的OLED電視，電子遷移率應(yīng)大于 30 cm²/v-s。目前其閾值電壓漂移(約為2V，并顯著高于LTPS TFT)高于LTPS材料，而目標(biāo)是在帶補(bǔ)償?shù)那闆r下，閾值電壓漂移降至0.1V或1.0V。

　　沉積高品質(zhì)的SiOx可降低界面相互滲透并減少氫含量，從而提高柵極的絕緣效果 。通過改善蝕刻停止層的性能，則能在一體化過程中(源極/漏極，蝕刻)及之后給予IGZO膜層的保護(hù)。此外，通過將鈍化材料替代為氧化鋁，能夠提高濕氣阻隔。此外，微粒也是一個(gè)重要挑戰(zhàn)，亞微米級(jí)以下的微粒會(huì)嚴(yán)重影響氧化物TFT的良率。部分小于1微米的微粒會(huì)產(chǎn)生屏幕黑點(diǎn)之類的缺陷。

　　PVD：擴(kuò)大LTPS薄膜以適應(yīng)于更大尺寸的玻璃基板

　　應(yīng)用材料公司的AKT®–PiVot™ DT PVD(物理氣相沉積)濺射系統(tǒng)(圖5)可用于非晶硅、LTPS或MOx背板的生產(chǎn)，幫助面板廠商打造出下一代超高分辨率顯示器和更大尺寸的面板，同時(shí)降低制造成本。AKT-PiVot DT PVD濺射系統(tǒng)采用應(yīng)用材料公司的專利旋轉(zhuǎn)靶技術(shù)，可沉積出高度均勻、質(zhì)量一致、低缺陷的氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氮化鈦(TiNx)、鈦、鉬鎢(MoW)、鉬及鋁等材料，用于互連、像素電極、與LTPS薄膜集成為鈍化層或與IGZO、氧化鋁集成為有源層，以及在更大尺寸基板上與MOx集成為鈍化層。