AMOLED平板顯示研發(fā)過程和技術難點

　　AMOLED技術的開發(fā)主要涉及到TFT背板和OLED器件兩個方面。在技術路線的選擇上，目前國際上尚未統(tǒng)一，有多種技術方案在開發(fā)中。

　　發(fā)光器件即OLED的性能決定了AMOLED顯示屏的色彩表現(xiàn)力、功耗等品質，因此OLED器件技術的開發(fā)對產品競爭力的提高具有非常重要的意義。 OLED器件制備技術主要有兩個關鍵點，一個是開發(fā)高遷移率的傳輸材料和高效率、長壽命發(fā)光材料，另一個是開發(fā)新型器件結構，提高器件性能。因此，開發(fā)新型有機材料、設計新型器件結構和改進真空蒸鍍技術將是研究的重點。

　　目前，TFT背板中的溝道層半導體材料主要有非晶硅(a-Si)、微晶硅(μ-Si)、低溫多晶硅(LTPS)、單晶硅、有機物和氧化物等。由于 OLED是電流驅動型器件，需要穩(wěn)定的電流來控制發(fā)光特性。為了達到足夠的亮度，AMOLED需要TFT的溝道材料具有較高的遷移率，以提供較高的電流密度，因此目前普遍應用于TFT-LCD中的非晶硅TFT由于遷移率較低很難滿足要求。另外，與TFT-LCD所不同的是，AMOLED需要TFT長時間處于開啟狀態(tài)，非晶硅TFT的閾值電壓漂移問題也使其很難應用在AMOLED中。從技術發(fā)展現(xiàn)狀來看，較有希望的是LTPS TFT和氧化物TFT等技術，但也存在很多難點。

　　目前，應用在AMOLED中最成熟的TFT背板技術是低溫多晶硅(LTPS)技術。在LTPS技術中，最重要的工藝難點即為多晶硅溝道層的制備。工藝流程中首先使用PECVD等方法在不含堿離子的玻璃基板上淀積一層非晶硅，而后采用激光或者非激光的方式使非晶硅薄膜吸收能量，原子重新排列以形成多晶硅結構，從而減少缺陷并得到較高的電子遷移率。

　　對LTPS結晶化技術而言，激光結晶化技術尤其是準分子激光退火(ELA)技術目前在小尺寸應用方面已經(jīng)較為成熟，全球已經(jīng)量產的AMOLED產品基本都使用了ELA技術。ELA技術的難點在于TFT的一致性問題，各像素間TFT特性的不同導致OLED的發(fā)光強度出現(xiàn)不均勻，進而導致面板成品率無法保障，因此提高ELA技術制備的TFT一致性一直是國內外各單位研發(fā)的重點。另外，ELA技術在大尺寸基板的量產方面也存在較大的問題。

　　另一方面，非激光結晶化技術在實現(xiàn)大尺寸基板量產并降低成本，以及在TFT均勻性方面具有很大優(yōu)勢。但非激光結晶化技術在現(xiàn)階段也同樣存在著技術難題。其中金屬誘導晶化(MIC)技術因為金屬污染導致的漏電流等問題，使得缺陷和壽命問題很難解決;固相結晶化(SPC)技術在大尺寸AMOLED的制備上具有較大的綜合性優(yōu)勢，但其載流子遷移率與激光結晶化技術相比較低，而且在量產技術方面仍然需要進一步完善。

　　AMOLED制作工藝

　　LTPS-AMOLED的制作工藝囊括了顯示面板行業(yè)的諸多尖端技術，其主要分為背板段，前板段以及模組段三道工藝。 背板段工藝通過成膜，曝光，蝕刻疊加不同圖形不同材質的膜層以形成LTPS(低溫多晶硅)驅動電路，其為發(fā)光器件提供點亮信號以及穩(wěn)定的電源輸入。其技術難點在于微米級的工藝精細度以及對于電性指標的極高均一度要求。

　　鍍膜工藝是使用鍍膜設備，用物理或化學的方式將所需材質沉積到玻璃基板上(2);

　　曝光工藝是采用光學照射的方式，將光罩上的圖案通過光阻轉印到鍍膜后的基板上(3、4、5);

　　蝕刻工藝是使用化學或者物理的方式，將基板上未被光阻覆蓋的圖形下方的膜蝕刻掉，最后將覆蓋膜上的光阻洗掉，留下具有所需圖形的膜層(7、8)。

　　驅動背板工藝流程圖

　　前板段工藝通過高精度金屬掩膜板(FMM)將有機發(fā)光材料以及陰極等材料蒸鍍在背板上，與驅動電路結合形成發(fā)光器件，再在無氧環(huán)境中進行封裝以起到保護作用。蒸鍍的對位精度與封裝的氣密性都是前板段工藝的挑戰(zhàn)所在。

　　高精度金屬掩膜板(FMM)：其主要采用具有極低熱變形系數(shù)的材料制作，是定義像素精密度的關鍵。制作完成后的FMM由張網(wǎng)機將其精確地定位在金屬框架上并送至蒸鍍段(2);

　　蒸鍍機在超高真空下，將有機材料透過FMM蒸鍍到LTPS基板限定區(qū)域上(3);

　　蒸鍍完成后將LTPS基板送至封裝段，在真空環(huán)境下，用高效能阻絕水汽的玻璃膠將其與保護板進行貼合。玻璃膠的選用及其在制作工藝上的應用，將直接影響OLED的壽命(5、6)。

　　有機鍍膜段工藝流程圖

　　模組段工藝將封裝完畢的面板切割成實際產品大小，之后再進行偏光片貼附、控制線路與芯片貼合等各項工藝，并進行老化測試以及產品包裝，最終呈現(xiàn)為客戶手中的產品。

　　切割：封裝好的AMOLED基板切割為面板(pannel)(1);

　　面板測試：進行面板點亮檢查(2);

　　偏貼：將AMOLED面板貼附上偏光板(3);

　　IC+FPC綁定：將驅動IC和柔性印刷線路板(FPC)與AMOLED面板的鏈接(4);

　　TP貼附：將AMOLED面板與含觸控感應器的強化蓋板玻璃(cover Lens)貼合(5);

　　模組測試：模組的老化測試與點亮檢查(6)。

　　模組段工藝流程圖