印刷OLED有哪些優(yōu)勢(shì)足以挑戰(zhàn)相對(duì)成熟的蒸鍍技術(shù)呢?首先就是成本低廉,在OLED面板的原材料使用上,印刷OLED就比蒸鍍技術(shù)節(jié)省90%;印刷OLED技術(shù)可以有效提升成品的壽命;噴墨打印的制程要比蒸鍍制程更容易適應(yīng)大基板的切割的需要,這更利于高代線(xiàn)處理大尺寸基板的趨勢(shì)。
據(jù)業(yè)界人士的介紹稱(chēng),印刷OLED最大的瓶頸在于每一個(gè)微小印刷點(diǎn)之間的差異性控制(減小像素間的差異),以及對(duì)于極小亞像素單位印刷的設(shè)備研發(fā)(提升設(shè)備精度)。前者是整個(gè)印刷顯示行業(yè)的關(guān)鍵瓶頸,后者則主要是對(duì)于中小尺寸顯示產(chǎn)品而言的問(wèn)題。或者說(shuō),對(duì)于印刷OLED,油墨穩(wěn)定性不是最終的大問(wèn)題,設(shè)備精度和穩(wěn)定性才是真正的考驗(yàn)。這個(gè)問(wèn)題恰恰必須在建立示范性生產(chǎn)線(xiàn)后才能真正從工程上解決。
國(guó)內(nèi)華星光電聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家印刷顯示骨干單位,共同建立全國(guó)第一個(gè)“印刷顯示技術(shù)和材料技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”,搭建印刷及柔性顯示公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái),并以廣東聚華印刷顯示技術(shù)有限公司作為平臺(tái)運(yùn)營(yíng)實(shí)體。
OLED屏幕顏色三種實(shí)現(xiàn)方案
上面提到的這種高端大氣上檔次的“蒸鍍”法,主要應(yīng)用于RGB三色排列的典型OLED屏幕。三星的諸多OLED電視產(chǎn)品都是基于這種方法蒸鍍出來(lái)的,效果很不錯(cuò),三原色都非常純粹,但成本非常高昂。這類(lèi)蒸鍍所用的技術(shù)叫FMM,精細(xì)金屬掩模板,就是蒸鍍的時(shí)候?yàn)榱藚^(qū)分像素,蓋個(gè)掩膜,所以對(duì)齊的問(wèn)題,以及掩膜材料本身都會(huì)成為技術(shù)難點(diǎn)。
實(shí)際上,人類(lèi)為了控制成本,OLED電視不止上述一種,有一類(lèi)藍(lán)光+色變換層:這種方案只需要蒸鍍藍(lán)光OLED元件,經(jīng)過(guò)變換層將光轉(zhuǎn)為RGB三色,這類(lèi)技術(shù)受到色彩轉(zhuǎn)換器開(kāi)發(fā)難度的限制,并未被大規(guī)模采用。
還有一類(lèi)OLED電視是白光+三種彩色濾光片,原理上和LCD液晶面板有些類(lèi)似,以白色為背光,再加彩色濾光片—這種方式在成本上顯然就低了很多,LG就曾以這種方案生產(chǎn)OLED電視,白光OLED +彩色濾光片也一度被認(rèn)為是OLED進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低成本的方案。只不過(guò)加上濾光片,透光率光色純度都更成問(wèn)題,所以亮度、對(duì)比度、色彩、節(jié)能表現(xiàn)理論上都不及RGB OLED。
AMOLED平板顯示研發(fā)過(guò)程和技術(shù)難點(diǎn)
AMOLED技術(shù)的開(kāi)發(fā)主要涉及到TFT背板和OLED器件兩個(gè)方面。在技術(shù)路線(xiàn)的選擇上,目前國(guó)際上尚未統(tǒng)一,有多種技術(shù)方案在開(kāi)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(zhì),因此OLED器件技術(shù)的開(kāi)發(fā)對(duì)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的提高具有非常重要的意義。 OLED器件制備技術(shù)主要有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),一個(gè)是開(kāi)發(fā)高遷移率的傳輸材料和高效率、長(zhǎng)壽命發(fā)光材料,另一個(gè)是開(kāi)發(fā)新型器件結(jié)構(gòu),提高器件性能。因此,開(kāi)發(fā)新型有機(jī)材料、設(shè)計(jì)新型器件結(jié)構(gòu)和改進(jìn)真空蒸鍍技術(shù)將是研究的重點(diǎn)。
目前,TFT背板中的溝道層半導(dǎo)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(jī)物和氧化物等。由于 OLED是電流驅(qū)動(dòng)型器件,需要穩(wěn)定的電流來(lái)控制發(fā)光特性。為了達(dá)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(yīng)用于TFT-LCD中的非晶硅TFT由于遷移率較低很難滿(mǎn)足要求。另外,與TFT-LCD所不同的是,AMOLED需要TFT長(zhǎng)時(shí)間處于開(kāi)啟狀態(tài),非晶硅TFT的閾值電壓漂移問(wèn)題也使其很難應(yīng)用在A(yíng)MOLED中。從技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,較有希望的是LTPS TFT和氧化物TFT等技術(shù),但也存在很多難點(diǎn)。
目前,應(yīng)用在A(yíng)MOLED中最成熟的TFT背板技術(shù)是低溫多晶硅(LTPS)技術(shù)。在LTPS技術(shù)中,最重要的工藝難點(diǎn)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(jié)構(gòu),從而減少缺陷并得到較高的電子遷移率。
對(duì)LTPS結(jié)晶化技術(shù)而言,激光結(jié)晶化技術(shù)尤其是準(zhǔn)分子激光退火(ELA)技術(shù)目前在小尺寸應(yīng)用方面已經(jīng)較為成熟,全球已經(jīng)量產(chǎn)的AMOLED產(chǎn)品基本都使用了ELA技術(shù)。ELA技術(shù)的難點(diǎn)在于TFT的一致性問(wèn)題,各像素間TFT特性的不同導(dǎo)致OLED的發(fā)光強(qiáng)度出現(xiàn)不均勻,進(jìn)而導(dǎo)致面板成品率無(wú)法保障,因此提高ELA技術(shù)制備的TFT一致性一直是國(guó)內(nèi)外各單位研發(fā)的重點(diǎn)。另外,ELA技術(shù)在大尺寸基板的量產(chǎn)方面也存在較大的問(wèn)題。
另一方面,非激光結(jié)晶化技術(shù)在實(shí)現(xiàn)大尺寸基板量產(chǎn)并降低成本,以及在TFT均勻性方面具有很大優(yōu)勢(shì)。但非激光結(jié)晶化技術(shù)在現(xiàn)階段也同樣存在著技術(shù)難題。其中金屬誘導(dǎo)晶化(MIC)技術(shù)因?yàn)榻饘傥廴緦?dǎo)致的漏電流等問(wèn)題,使得缺陷和壽命問(wèn)題很難解決;固相結(jié)晶化(SPC)技術(shù)在大尺寸AMOLED的制備上具有較大的綜合性?xún)?yōu)勢(shì),但其載流子遷移率與激光結(jié)晶化技術(shù)相比較低,而且在量產(chǎn)技術(shù)方面仍然需要進(jìn)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(shù),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(guò)成膜,曝光,蝕刻疊加不同圖形不同材質(zhì)的膜層以形成LTPS(低溫多晶硅)驅(qū)動(dòng)電路,其為發(fā)光器件提供點(diǎn)亮信號(hào)以及穩(wěn)定的電源輸入。其技術(shù)難點(diǎn)在于微米級(jí)的工藝精細(xì)度以及對(duì)于電性指標(biāo)的極高均一度要求。
鍍膜工藝是使用鍍膜設(shè)備,用物理或化學(xué)的方式將所需材質(zhì)沉積到玻璃基板上(2);
曝光工藝是采用光學(xué)照射的方式,將光罩上的圖案通過(guò)光阻轉(zhuǎn)印到鍍膜后的基板上(3、4、5);
蝕刻工藝是使用化學(xué)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(qū)動(dòng)背板工藝流程圖
前板段工藝通過(guò)高精度金屬掩膜板(FMM)將有機(jī)發(fā)光材料以及陰極等材料蒸鍍?cè)诒嘲迳希c驅(qū)動(dòng)電路結(jié)合形成發(fā)光器件,再在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行封裝以起到保護(hù)作用。蒸鍍的對(duì)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(guān)鍵。制作完成后的FMM由張網(wǎng)機(jī)將其精確地定位在金屬框架上并送至蒸鍍段(2);
蒸鍍機(jī)在超高真空下,將有機(jī)材料透過(guò)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(hù)板進(jìn)行貼合。玻璃膠的選用及其在制作工藝上的應(yīng)用,將直接影響OLED的壽命(5、6)。
有機(jī)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(shí)際產(chǎn)品大小,之后再進(jìn)行偏光片貼附、控制線(xiàn)路與芯片貼合等各項(xiàng)工藝,并進(jìn)行老化測(cè)試以及產(chǎn)品包裝,最終呈現(xiàn)為客戶(hù)手中的產(chǎn)品。
切割:封裝好的AMOLED基板切割為面板(pannel)(1);
面板測(cè)試:進(jìn)行面板點(diǎn)亮檢查(2);
偏貼:將AMOLED面板貼附上偏光板(3);
IC+FPC綁定:將驅(qū)動(dòng)IC和柔性印刷線(xiàn)路板(FPC)與AMOLED面板的鏈接(4);
TP貼附:將AMOLED面板與含觸控感應(yīng)器的強(qiáng)化蓋板玻璃(cover Lens)貼合(5);
模組測(cè)試:模組的老化測(cè)試與點(diǎn)亮檢查(6)。
模組段工藝流程圖
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