六种AMOLED技术解析.docx

六种AMOLED技术解析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、视角较广等特点。因为AMOLED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 34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，未来技术还有再下降的空间。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)金属氧化物技术(Metal oxide TFT)这种生产技术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，氧化物为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。目前金属氧化物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，例如金属诱导晶化技术，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69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45，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110 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