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一文详解新一代显示屏OLED生产技术

发布(bu)时(shi)间:2021-03-26 | 游览(lan):1805

内容(rong)摘要:相(xiang)比早期就发(fa)展(zhan)(zhan)十分成熟的(de)(de)LCD(液晶)相(xiang)比,OLED技术(shu)作为具有全固态、主动发(fa)光(guang)、超轻薄、色彩鲜艳、高对比度、耐高低(di)温性能好、可(ke)实(shi)现柔性显示(shi)(shi)等优点的(de)(de)新一代显示(shi)(shi)技术(shu),被誉为“全球(qiu)下一代显示(shi)(shi)技术(shu)”,对全球(qiu)显示(shi)(shi)产业(ye)的(de)(de)发(fa)展(zhan)(zhan)有重要意义,被业(ye)内广泛看好。

OLED的发光过程

    具体过(guo)程(cheng)如下:

    1、OLED设备(bei)的(de)电池或电源会在OLED两端施加一个电压。

    2、电流(liu)从阴极流(liu)向(xiang)阳极,并经过(guo)有(you)机层(电流(liu)指电子的(de)流(liu)动)。

    3、阴(yin)极向有机分子发射(she)层输出电子。

    4、阳极吸收从(cong)有机分(fen)子传导(dao)层(ceng)(ceng)传来的电子。(这(zhei)可以视为阳极向传导(dao)层(ceng)(ceng)输出空穴,两(liang)者效果(guo)相等。

    5、 在发射层和传(chuan)导层的交界处,电子会与(yu)空穴(xue)结合(he)。

    6、电(dian)子遇到空(kong)(kong)穴时,会(hui)填(tian)充空(kong)(kong)穴(它会(hui)落入缺失电(dian)子的原子中的某个能(neng)级)。

    7、这(zhei)一过程(cheng)发生时(shi),电子会以光子的形(xing)式释放(fang)能量(liang)。

    8、OLED发(fa)光。

    9、光的颜色取决于发射层有(you)机物分子(zi)的类型。生产商会在同一(yi)片(pian)OLED上放置几种有(you)机薄(bo)膜,这样就能构成彩色显示器。

    10、光的亮度或强(qiang)度取决(jue)于(yu)施加(jia)电(dian)流的大(da)小。电(dian)流越(yue)大(da),光的亮度就越(yue)高。


OLED的(de)分类(lei)

    以下是几种OLED:被(bei)动(dong)矩阵(zhen)(zhen)OLED、 主(zhu)动(dong)矩阵(zhen)(zhen)OLED、透明(ming)OLED、顶部发光OLED、可折叠OLED、白光OLED等。

    每一种OLED都有其独特(te)的用(yong)途。接下来,我(wo)们会逐一讨论这(zhei)几种OLED。首先是(shi)被动(dong)矩阵和主动(dong)矩阵OLED。


    被动矩阵OLED(PMOLED)

被动矩阵OLED结构.jpg

    被动矩(ju)阵OLED结(jie)构

    PMOLED具(ju)有阴(yin)极(ji)(ji)(ji)带、有机层以(yi)及阳极(ji)(ji)(ji)带。阳极(ji)(ji)(ji)带与阴(yin)极(ji)(ji)(ji)带相互垂直。阴(yin)极(ji)(ji)(ji)与阳极(ji)(ji)(ji)的交叉点形(xing)成(cheng)像(xiang)(xiang)素,也就是(shi)发(fa)(fa)光(guang)的部(bu)位。外(wai)部(bu)电路向(xiang)选取的阴(yin)极(ji)(ji)(ji)带与阳极(ji)(ji)(ji)带施加电流(liu),从而决定哪些(xie)(xie)像(xiang)(xiang)素发(fa)(fa)光(guang),哪些(xie)(xie)不发(fa)(fa)光(guang)。此(ci)外(wai),每个像(xiang)(xiang)素的亮(liang)度与施加电流(liu)的大小(xiao)成(cheng)正比。

    PMOLED易于(yu)制(zhi)(zhi)造,但其(qi)耗电(dian)(dian)量大于(yu)其(qi)他(ta)类型的(de)(de)OLED,这(zhei)主要(yao)是因为它需要(yao)外(wai)(wai)部(bu)电(dian)(dian)路的(de)(de)缘故(gu)。PMOLED用来显示(shi)文本和图标(biao)时效率最高,适于(yu)制(zhi)(zhi)作小屏幕(对(dui)角线2-3英寸),例(li)如(ru)人们在移动(dong)电(dian)(dian)话、掌上型电(dian)(dian)脑 以及MP3播放(fang)器上经(jing)常能见(jian)到的(de)(de)那种(zhong)。即(ji)便存在一个外(wai)(wai)部(bu)电(dian)(dian)路,被动(dong)矩阵OLED的(de)(de)耗电(dian)(dian)量还是要(yao)小于(yu)这(zhei)些设(she)备当前采用的(de)(de)LCD。


    主动矩(ju)阵OLED(AMOLED)

                                                                                        主动矩阵OLED结构.jpg

    主动矩阵OLED结构

    AMOLED具有完整的(de)阴极(ji)层、有机分子层以(yi)及阳极(ji)层,但阳极(ji)层覆盖(gai)着(zhe)一(yi)个薄膜晶(jing)体管(TFT)阵列(lie),形成(cheng)一(yi)个矩阵。TFT阵列(lie)本身就(jiu)是一(yi)个电路,能决定哪(na)些像素发(fa)光,进而决定图像的(de)构(gou)成(cheng)。

    AMOLED的(de)耗电(dian)量(liang)低于(yu)PMOLED,这是因为TFT阵列所需(xu)电(dian)量(liang)要少于(yu)外部电(dian)路(lu),因而AMOLED适合(he)用(yong)于(yu)大型(xing)显(xian)示(shi)屏。AMOLED还具(ju)有(you)更(geng)高的(de)刷新(xin)率,适于(yu)显(xian)示(shi)视频。AMOLED的(de)最佳用(yong)途是电(dian)脑显(xian)示(shi)器、大屏幕电(dian)视以及电(dian)子告示(shi)牌(pai)或看板。


    透(tou)明OLED

透明OLED结构.jpg

    透明(ming)OLED结(jie)构

    透(tou)明(ming)(ming)OLED只具有(you)透(tou)明(ming)(ming)的组件(基(ji)层、阳(yang)极、阴极),并且(qie)在不发光(guang)时(shi)的透(tou)明(ming)(ming)度(du)最高可(ke)(ke)达基(ji)层透(tou)明(ming)(ming)度(du)的85%。当透(tou)明(ming)(ming)OLED显示(shi)器(qi)通电时(shi),光(guang)线可(ke)(ke)以双向通过。透(tou)明(ming)(ming)OLED显示(shi)器(qi)既可(ke)(ke)采用(yong)被动矩阵,也可(ke)(ke)采用(yong)主动矩阵。这项(xiang)技术可(ke)(ke)以用(yong)来制作多在飞机(ji)上(shang)使用(yong)的平(ping)视(shi)显示(shi)器(qi)。


    顶部发光OLED

    顶(ding)部发(fa)光OLED具有不透明或反射性的(de)基层。它们最适于采(cai)用(yong)主动矩阵设计。生产商可以利用(yong)顶(ding)部发(fa)光OLED显示器制作智能卡。


OLED的制造

OLED生产过程中最重要的一(yi)环是将有机层敷涂到基层上。完成这一(yi)工作,有三种方法:

    1、真(zhen)(zhen)空沉积或真(zhen)(zhen)空热蒸发(VTE)

    位于(yu)真空腔(qiang)体内的有机物分子(zi)会被轻微加(jia)热(蒸发),然后这些分子(zi)以薄膜的形式(shi)凝聚在温度(du)较(jiao)低的基层上。这一方法成本(ben)很高,但(dan)效率较(jiao)低。

    2、有机气(qi)相沉积(OVPD)

    在一个(ge)低(di)压(ya)热壁反应腔(qiang)内,载气(qi)将蒸发的(de)(de)有(you)机(ji)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)运送到低(di)温基层上,然后(hou)有(you)机(ji)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)会(hui)凝聚成(cheng)薄膜状。使(shi)用(yong)载气(qi)能提高效(xiao)率,并降低(di)OLED的(de)(de)造(zao)价。

    3、喷墨打印

    利(li)用(yong)喷(pen)墨(mo)技术可将OLED喷(pen)洒到基层上(shang)(shang),就像打(da)印时墨(mo)水被喷(pen)洒到纸张(zhang)上(shang)(shang)那样。喷(pen)墨(mo)技术大(da)大(da)降低了OLED的(de)生产成本,还(hai)能将OLED打(da)印到表面(mian)积非常大(da)的(de)薄膜上(shang)(shang),用(yong)以生产大(da)型显示器,例如80英(ying)寸大(da)屏(ping)幕电视(shi)或电子看板。

OLED主流生产技术

蒸镀技术

首先(xian),要(yao)了解蒸(zheng)镀技(ji)术(shu),这得从OLED的(de)(de)结构(gou)讲起。如下图(tu)所示(shi),典型(xing)结构(gou)是在(zai)ITO玻璃上(shang)制作(zuo)(zuo)一层(ceng)(ceng)几十(shi)纳米厚的(de)(de)发光(guang)(guang)材料,ITO透明(ming)电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)和(he)金属电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)分(fen)别(bie)(bie)作(zuo)(zuo)为器件的(de)(de)阳极(ji)(ji)(ji)和(he)阴极(ji)(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)加(jia)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya),在(zai)一定电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)驱动下,电(dian)(dian)(dian)子和(he)空(kong)(kong)(kong)穴(xue)分(fen)别(bie)(bie)从阴极(ji)(ji)(ji)和(he)阳极(ji)(ji)(ji)注入(ru)到电(dian)(dian)(dian)子和(he)空(kong)(kong)(kong)穴(xue)传输(shu)层(ceng)(ceng),电(dian)(dian)(dian)子和(he)空(kong)(kong)(kong)穴(xue)分(fen)别(bie)(bie)经(jing)过电(dian)(dian)(dian)子和(he)空(kong)(kong)(kong)穴(xue)传输(shu)层(ceng)(ceng)迁(qian)移到发光(guang)(guang)层(ceng)(ceng),并在(zai)发光(guang)(guang)层(ceng)(ceng)中相遇(yu)复(fu)合,形(xing)成激子并使发光(guang)(guang)分(fen)子激发,后者经(jing)过辐射(she)弛豫而(er)发出(chu)可见(jian)光(guang)(guang)。辐射(she)光(guang)(guang)可从ITO一侧(ce)观察到,金属电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)膜同时也起了反射(she)层(ceng)(ceng)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用。

                                                 OLED结构原理图.jpg

OLED结构原理图

当然了,具体到整(zheng)块(kuai)面(mian)板,结构也就(jiu)复杂(za)很多,包括次像素间需(xu)要隔离(li)柱、绝缘层(ceng)之类。AMOLED则还(hai)有TFT backplane这种控(kong)制每个像素开关的东(dong)西。

                                                    OLED像素结构示意图.jpg

OLED像(xiang)素结构示意图(tu)

简(jian)单来说,蒸(zheng)镀就是真空中通过电(dian)流加(jia)热,电(dian)子(zi)(zi)束轰击加(jia)热和激光加(jia)热等方法,使被蒸(zheng)材料蒸(zheng)发成原子(zi)(zi)或分子(zi)(zi),它们随即(ji)以较(jiao)大的自由(you)程(cheng)作直线运(yun)动(dong),碰撞基片(pian)表(biao)面而凝(ning)结(jie),形(xing)成薄膜。

蒸(zheng)镀(du)(du)技术(shu)制造(zao)OLED面板的(de)(de)核心设(she)备是蒸(zheng)镀(du)(du)机,而(er)(er)这个设(she)备在面板制造(zao)企业的(de)(de)上游(you),主要供(gong)应商(shang)是佳能旗下(xia)一间名(ming)为Canon   Tokki的(de)(de)企业。随着(zhe)全球(qiu)   OLED市场的(de)(de)风起云(yun)涌,Tokki公(gong)司(si)不(bu)断投入(ru)开(kai)发产(chan)能,但是仍然难以(yi)满足客(ke)户的(de)(de)需要。据说,Tokki一年的(de)(de)蒸(zheng)镀(du)(du)机产(chan)能也(ye)(ye)就区区几台而(er)(er)已,如LG   Display这样的(de)(de)大客(ke)户也(ye)(ye)不(bu)得不(bu)因(yin)为蒸(zheng)镀(du)(du)机数量(liang)有限而(er)(er)无奈的(de)(de)失去苹果(guo)订单。

PMOLED的典型工艺流程.jpg

PMOLED的典(dian)型(xing)工艺(yi)流程(cheng)

(备注:PMOLED也属于OLED,但(dan)结(jie)构比AMOLED简单,没有(you)TFT。)

印刷技术

OLED屏幕每个(ge)像素(su)“灯泡”除了是(shi)(shi)蒸上去的(de)(de)(de),还可(ke)以选择“印”出来。用喷(pen)(pen)墨(mo)打(da)(da)印机来举个(ge)例子(zi)(zi),喷(pen)(pen)墨(mo)打(da)(da)印机是(shi)(shi)把墨(mo)水喷(pen)(pen)到纸(zhi)上,从(cong)而(er)呈现出文(wen)稿或图片(pian)。而(er)印刷(shua)显(xian)示(shi)是(shi)(shi)使用印刷(shua)方式(shi)制作显(xian)示(shi)器的(de)(de)(de)有机材(cai)(cai)料(liao)(liao)膜层,是(shi)(shi)一种工艺方法。实现了印刷(shua)显(xian)示(shi)后(hou),可(ke)以印刷(shua)不同(tong)面板(ban),如(ru)果“喷(pen)(pen)”的(de)(de)(de)是(shi)(shi)OLED材(cai)(cai)料(liao)(liao),那就是(shi)(shi)OLED面板(ban);“喷(pen)(pen)”的(de)(de)(de)是(shi)(shi)量子(zi)(zi)点(dian)材(cai)(cai)料(liao)(liao),那就是(shi)(shi)量子(zi)(zi)点(dian)显(xian)示(shi)面板(ban)。印刷(shua)OLED,简单(dan)说,就是(shi)(shi)通过喷(pen)(pen)墨(mo)印刷(shua)设备上的(de)(de)(de)多个(ge)印刷(shua)喷(pen)(pen)头,将不同(tong)颜色的(de)(de)(de)聚合物发(fa)光材(cai)(cai)料(liao)(liao)溶液(ye)精确的(de)(de)(de)沉积(ji)在(zai)ITO玻璃基板(ban)的(de)(de)(de)隔离柱槽中,溶剂挥发(fa)后(hou)会(hui)形成100纳米(mi)左右厚度的(de)(de)(de)薄层,构成可(ke)发(fa)光的(de)(de)(de)像素(su)。

为什么说印刷显(xian)示(shi)技术(shu)是下一代显(xian)示(shi)革命?真空(kong)蒸镀工(gong)艺(yi)(yi),受(shou)限于设备与技术(shu),很难制作大(da)尺(chi)寸(cun)精细金属(shu)掩模(mo)板,导致(zhi)该(gai)工(gong)艺(yi)(yi)无(wu)法(fa)应(ying)用(yong)在大(da)尺(chi)寸(cun)面板的制造(zao)上(shang)(shang)。蒸镀过程(cheng)中,     有机材料(liao)(liao)气(qi)体(ti)无(wu)差别沉积在玻璃基板上(shang)(shang),导致(zhi)材料(liao)(liao)利用(yong)率低。也许由于不需要真空(kong)蒸镀腔体(ti)、不需要精密金属(shu)掩模(mo)板、不需要彩色滤光片等等,松下在2013年的CES展会上(shang)(shang),展示(shi)了一种采用(yong)自主研发“印刷”工(gong)艺(yi)(yi)的、而且(qie)据他们自己说是当时(shi)全球最大(da)4K   OLED电视(56寸(cun))。

印(yin)刷OLED有哪些(xie)优势足(zu)以(yi)挑战相对成(cheng)熟的(de)(de)蒸镀技术呢?首先就是成(cheng)本低廉,在OLED面板(ban)的(de)(de)原材料使用上,印(yin)刷OLED就比(bi)蒸镀技术节省90%;印(yin)刷OLED技术可以(yi)有效(xiao)提升成(cheng)品的(de)(de)寿命(ming);喷(pen)墨打印(yin)的(de)(de)制程要比(bi)蒸镀制程更容易适应大(da)(da)基板(ban)的(de)(de)切割的(de)(de)需要,这更利于高代线处理大(da)(da)尺寸(cun)基板(ban)的(de)(de)趋势。

印刷OLED实现技术示意图.jpg

印刷OLED实现技术示意图

据业界人士的(de)介(jie)绍称,印刷(shua)OLED最(zui)大的(de)瓶颈在于每一(yi)个(ge)(ge)微小(xiao)印刷(shua)点之间的(de)差(cha)异性(xing)控制(减小(xiao)像素间的(de)差(cha)异),以及对(dui)于极小(xiao)亚(ya)像素单位(wei)印刷(shua)的(de)设(she)备研发(提升设(she)备精度(du))。前者是整个(ge)(ge)印刷(shua)显示(shi)行业的(de)关键瓶颈,后(hou)者则主要是对(dui)于中小(xiao)尺(chi)寸(cun)显示(shi)产品而(er)言的(de)问题。或者说,对(dui)于印刷(shua)OLED,油(you)墨(mo)稳(wen)定(ding)性(xing)不是最(zui)终的(de)大问题,设(she)备精度(du)和稳(wen)定(ding)性(xing)才是真正(zheng)的(de)考验。这(zhei)个(ge)(ge)问题恰(qia)恰(qia)必须在建立示(shi)范性(xing)生产线后(hou)才能(neng)真正(zheng)从工程上解(jie)决。

国内(nei)华(hua)星光电联合国内(nei)多家印(yin)刷显(xian)示(shi)骨干单位,共同建(jian)立全国第(di)一个“印(yin)刷显(xian)示(shi)技(ji)(ji)(ji)术和材(cai)料技(ji)(ji)(ji)术创(chuang)新(xin)联盟”,搭建(jian)印(yin)刷及柔性显(xian)示(shi)公共技(ji)(ji)(ji)术服务平台,并以广东聚华(hua)印(yin)刷显(xian)示(shi)技(ji)(ji)(ji)术有限(xian)公司作(zuo)为(wei)平台运(yun)营实(shi)体(ti)。

OLED屏幕颜色三种实现方案.jpg

OLED屏幕颜色三种(zhong)实现方案(an)

上面提到的(de)这(zhei)(zhei)种高端大气(qi)上档次的(de)“蒸镀(du)”法,主要应用于RGB三(san)(san)(san)色排列的(de)典型OLED屏幕。三(san)(san)(san)星(xing)的(de)诸(zhu)多OLED电视产(chan)品都是(shi)基于这(zhei)(zhei)种方法蒸镀(du)出来(lai)的(de),效果很不(bu)错,三(san)(san)(san)原色都非(fei)常纯粹,但成(cheng)本(ben)非(fei)常高昂。这(zhei)(zhei)类(lei)蒸镀(du)所用的(de)技术(shu)叫FMM,精细金属(shu)掩模板,就是(shi)蒸镀(du)的(de)时候为了区分像素(su),盖(gai)个掩膜(mo),所以对齐的(de)问题,以及掩膜(mo)材料(liao)本(ben)身都会成(cheng)为技术(shu)难点。

实际上,人类为了控制成本,OLED电(dian)视不止上述(shu)一种,有一类蓝(lan)光(guang)+色(se)变换层:这种方案只(zhi)需要(yao)蒸(zheng)镀蓝(lan)光(guang)OLED元件,经过变换层将(jiang)光(guang)转为RGB三色(se),这类技(ji)术受到(dao)色(se)彩(cai)转换器开发(fa)难(nan)度的限制,并(bing)未被大规模采用。

还有一(yi)(yi)类(lei)OLED电视是白光+三种(zhong)(zhong)彩(cai)色(se)滤光片,原理上和LCD液晶(jing)面(mian)板有些类(lei)似,以白色(se)为(wei)背光,再加(jia)彩(cai)色(se)滤光片—这(zhei)种(zhong)(zhong)方(fang)(fang)式在成本上显然(ran)就低(di)了很多,LG就曾以这(zhei)种(zhong)(zhong)方(fang)(fang)案生产OLED电视,白光OLED+彩(cai)色(se)滤光片也一(yi)(yi)度被认为(wei)是OLED进(jin)一(yi)(yi)步实现低(di)成本的方(fang)(fang)案。只不(bu)过加(jia)上滤光片,透(tou)光率(lv)光色(se)纯度都更成问题,所以亮度、对比度、色(se)彩(cai)、节(jie)能表现理论上都不(bu)及(ji)RGB+OLED。

AMOLED平板显示研发过程和技术难点

AMOLED技术的开发主(zhu)要涉及到TFT背板和OLED器件两个(ge)方(fang)面。在(zai)(zai)技术路线的选择上,目(mu)前国际上尚未统一,有多种技术方(fang)案在(zai)(zai)开发中。

发(fa)(fa)(fa)光器(qi)件即OLED的(de)性能决(jue)定了AMOLED显示屏的(de)色彩表现力、功耗(hao)等(deng)品质,因此OLED器(qi)件技术的(de)开发(fa)(fa)(fa)对产品竞争(zheng)力的(de)提高具(ju)有非常重要的(de)意(yi)义。    OLED器(qi)件制备技术主要有两个(ge)关键(jian)点(dian),一(yi)个(ge)是开发(fa)(fa)(fa)高迁移率(lv)的(de)传输材(cai)(cai)料和(he)高效(xiao)率(lv)、长寿命发(fa)(fa)(fa)光材(cai)(cai)料,另(ling)一(yi)个(ge)是开发(fa)(fa)(fa)新型(xing)器(qi)件结(jie)构,提高器(qi)件性能。因此,开发(fa)(fa)(fa)新型(xing)有机材(cai)(cai)料、设计新型(xing)器(qi)件结(jie)构和(he)改进真(zhen)空(kong)蒸镀(du)技术将是研究(jiu)的(de)重点(dian)。

目(mu)前,TFT背板中(zhong)的(de)(de)沟道层半导体材料主要(yao)有(you)非晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)(a-Si)、微晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)(μ-Si)、低温多(duo)晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)(LTPS)、单(dan)晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)、有(you)机(ji)物和氧化物等(deng)。由于(yu)     OLED是电(dian)流(liu)驱(qu)动型器件,需(xu)要(yao)稳(wen)定的(de)(de)电(dian)流(liu)来(lai)控(kong)制发光特性。为了(le)达到足够的(de)(de)亮度(du),AMOLED需(xu)要(yao)TFT的(de)(de)沟道材料具有(you)较(jiao)高的(de)(de)迁(qian)移率(lv),以提(ti)供较(jiao)高的(de)(de)电(dian)流(liu)密(mi)度(du),因此目(mu)前普遍应用于(yu)TFT-LCD中(zhong)的(de)(de)非晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)TFT由于(yu)迁(qian)移率(lv)较(jiao)低很难(nan)(nan)满足要(yao)求。另外,与TFT-LCD所不同的(de)(de)是,AMOLED需(xu)要(yao)TFT长时(shi)间处于(yu)开启状(zhuang)态,非晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)TFT的(de)(de)阈(yu)值(zhi)电(dian)压漂移问题也(ye)使其很难(nan)(nan)应用在(zai)AMOLED中(zhong)。从(cong)技术(shu)发展现(xian)状(zhuang)来(lai)看,较(jiao)有(you)希望(wang)的(de)(de)是LTPS   TFT和氧化物TFT等(deng)技术(shu),但也(ye)存在(zai)很多(duo)难(nan)(nan)点。

目(mu)前,应用在(zai)AMOLED中(zhong)(zhong)最成熟的(de)(de)(de)TFT背(bei)板技(ji)术是低温多(duo)晶(jing)硅(gui)(LTPS)技(ji)术。在(zai)LTPS技(ji)术中(zhong)(zhong),最重要的(de)(de)(de)工艺难(nan)点即为(wei)多(duo)晶(jing)硅(gui)沟(gou)道层的(de)(de)(de)制备。工艺流(liu)程中(zhong)(zhong)首先(xian)使(shi)用PECVD等方(fang)法在(zai)不含碱(jian)离(li)子的(de)(de)(de)玻(bo)璃基(ji)板上(shang)淀积一层非晶(jing)硅(gui),而后采用激(ji)光或(huo)者(zhe)非激(ji)光的(de)(de)(de)方(fang)式使(shi)非晶(jing)硅(gui)薄膜吸收能(neng)量,原子重新排列以形成多(duo)晶(jing)硅(gui)结构,从而减少缺陷并得到较(jiao)高的(de)(de)(de)电子迁移率(lv)。

对LTPS结晶化技(ji)(ji)术(shu)(shu)而言,激光(guang)(guang)结晶化技(ji)(ji)术(shu)(shu)尤(you)其是(shi)准分子激光(guang)(guang)退火(huo)(ELA)技(ji)(ji)术(shu)(shu)目前在(zai)(zai)小尺寸应用方(fang)面(mian)已(yi)经较为成熟,全(quan)球(qiu)已(yi)经量产的(de)(de)(de)AMOLED产品基本都使用了ELA技(ji)(ji)术(shu)(shu)。ELA技(ji)(ji)术(shu)(shu)的(de)(de)(de)难(nan)点(dian)在(zai)(zai)于TFT的(de)(de)(de)一致(zhi)性(xing)问题(ti),各(ge)像素间TFT特性(xing)的(de)(de)(de)不(bu)同导致(zhi)OLED的(de)(de)(de)发光(guang)(guang)强度(du)出(chu)现(xian)不(bu)均匀,进(jin)而导致(zhi)面(mian)板成品率无法保障,因此提高ELA技(ji)(ji)术(shu)(shu)制(zhi)备的(de)(de)(de)TFT一致(zhi)性(xing)一直是(shi)国内外(wai)各(ge)单位研发的(de)(de)(de)重点(dian)。另外(wai),ELA技(ji)(ji)术(shu)(shu)在(zai)(zai)大尺寸基板的(de)(de)(de)量产方(fang)面(mian)也存(cun)在(zai)(zai)较大的(de)(de)(de)问题(ti)。

另一方(fang)面,非激光(guang)结晶(jing)化技(ji)(ji)术(shu)在(zai)实现大尺寸基板量产并降低成本(ben),以及在(zai)TFT均匀性方(fang)面具有很大优(you)势(shi)(shi)。但(dan)非激光(guang)结晶(jing)化技(ji)(ji)术(shu)在(zai)现阶段也同样存在(zai)着技(ji)(ji)术(shu)难题(ti)(ti)。其(qi)中金(jin)属诱导(dao)晶(jing)化(MIC)技(ji)(ji)术(shu)因为金(jin)属污染导(dao)致的(de)(de)漏(lou)电流等问(wen)题(ti)(ti),使得缺陷和(he)寿命问(wen)题(ti)(ti)很难解决;固相(xiang)结晶(jing)化(SPC)技(ji)(ji)术(shu)在(zai)大尺寸AMOLED的(de)(de)制备(bei)上(shang)具有较大的(de)(de)综合(he)性优(you)势(shi)(shi),但(dan)其(qi)载流子迁移(yi)率与激光(guang)结晶(jing)化技(ji)(ji)术(shu)相(xiang)比较低,而且在(zai)量产技(ji)(ji)术(shu)方(fang)面仍然需要进(jin)一步(bu)完善(shan)。

AMOLED制作工艺

LTPS-AMOLED的(de)制作工(gong)(gong)艺(yi)囊括了显示(shi)面板(ban)(ban)行业的(de)诸多(duo)尖端技术,其(qi)(qi)主要分为背(bei)(bei)板(ban)(ban)段,前板(ban)(ban)段以(yi)(yi)及(ji)模组段三道工(gong)(gong)艺(yi)。背(bei)(bei)板(ban)(ban)段工(gong)(gong)艺(yi)通过成膜,曝光,蚀刻叠加不同(tong)图形不同(tong)材(cai)质的(de)膜层以(yi)(yi)形成LTPS(低温(wen)多(duo)晶硅)驱动(dong)电(dian)(dian)路,其(qi)(qi)为发光器件提供点(dian)亮信号以(yi)(yi)及(ji)稳(wen)定的(de)电(dian)(dian)源输入。其(qi)(qi)技术难点(dian)在于微米级的(de)工(gong)(gong)艺(yi)精(jing)细度以(yi)(yi)及(ji)对(dui)于电(dian)(dian)性指标的(de)极(ji)高均一度要求。

镀膜(mo)工(gong)艺(yi)是使用镀膜(mo)设备,用物理或化(hua)学的方式将(jiang)所需材质沉积到玻璃基板(ban)上(2);

曝光工艺是采用光学(xue)照射(she)的方式,将光罩上的图案通过光阻转印到(dao)镀(du)膜后的基板上(3、4、5);

蚀刻(ke)工艺(yi)是(shi)使用化(hua)学或者物(wu)理的方(fang)式,将基(ji)板上(shang)未被光阻覆(fu)盖(gai)的图(tu)形(xing)(xing)下方(fang)的膜蚀刻(ke)掉,最后将覆(fu)盖(gai)膜上(shang)的光阻洗掉,留下具有所需图(tu)形(xing)(xing)的膜层(7、8)。

驱动背板工艺流程图.jpg

驱(qu)动背(bei)板(ban)工(gong)艺(yi)流程图

前(qian)(qian)板(ban)段(duan)工(gong)艺(yi)通过(guo)高精度金(jin)属掩膜板(ban)(FMM)将有机发光(guang)材料以及阴极等材料蒸(zheng)镀在(zai)背板(ban)上,与(yu)驱动(dong)电路结(jie)合(he)形成发光(guang)器件,再在(zai)无氧环境中进行封装以起到保护(hu)作用。蒸(zheng)镀的对位精度与(yu)封装的气(qi)密性都是(shi)前(qian)(qian)板(ban)段(duan)工(gong)艺(yi)的挑战所在(zai)。

高精度(du)金属掩膜板(FMM):其主要(yao)采用具有极(ji)低热变形系数的(de)材料制作(zuo),是定义像素精密度(du)的(de)关键。制作(zuo)完成后的(de)FMM由张(zhang)网机将其精确地定位在(zai)金属框架(jia)上并送至蒸镀段(2);

蒸镀(du)(du)机(ji)在超高真(zhen)空下,将(jiang)有机(ji)材料透过FMM蒸镀(du)(du)到LTPS基(ji)板(ban)限定区域上(3);

蒸镀完成后将(jiang)LTPS基板送至封装段(duan),在(zai)真空环境下,用(yong)高效能阻绝水汽的(de)玻璃(li)胶将(jiang)其(qi)与保护(hu)板进行贴(tie)合。玻璃(li)胶的(de)选(xuan)用(yong)及其(qi)在(zai)制作工艺(yi)上的(de)应用(yong),将(jiang)直接(jie)影响OLED的(de)寿(shou)命(ming)(5、6)。

有机镀膜段工艺流程图.jpg

有机镀膜段工艺流程图

模组段工艺将封装完毕的面板切割成实际(ji)产品大小,之后再(zai)进行(xing)偏光片(pian)(pian)贴附、控制线路与(yu)芯片(pian)(pian)贴合(he)等各(ge)项工艺,并(bing)进行(xing)老(lao)化测试以及产品包装,最终呈现为客户手中(zhong)的产品。

切割:封装好的(de)AMOLED基板(ban)切割为面板(ban)(pannel)(1);

面(mian)板测试:进(jin)行面(mian)板点亮检查(2);

偏贴:将AMOLED面板贴附上偏光板(3);

IC+FPC绑定:将驱(qu)动IC和(he)柔性印刷线路板(ban)(FPC)与(yu)AMOLED面板(ban)的链接(4);

TP贴附(fu):将AMOLED面板(ban)(ban)与含触控(kong)感应器的强化盖板(ban)(ban)玻璃(cover Lens)贴合(5);

模组(zu)(zu)测试:模组(zu)(zu)的(de)老(lao)化测试与点亮(liang)检查(6)。

模组段工艺流程图.jpg

模组段(duan)工艺流程图

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