介紹6種AMOLED技術

AMOLED(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode)是有源矩陣有機發光二極體面板。相比傳統的液晶面板，AMOLED具有反應速度較快、對比度更高、視角較廣等特點。

因為AMOLED不管在畫質、效能及成本上，先天表現都較TFT LCD優勢很多。這也是許多國際大廠盡管良率難以突破，依然不放棄開發AMOLED的原因。目前還持續投入開發AMOLED的廠商，除了已經宣布產品上市時間的Sony，投資東芝松下Display(TMD)的東芝，以及另外又單獨進行產品開發的松下，還有宣稱不看好的夏普。2008年8月發布的NOKIA N85，以及2009年第一季度上市的NOKIA N86都采用了AMOLED。

在顯示效能方面，AMOLED反應速度較快、對比度更高、視角也較廣，這些是AMOLED天生就勝過TFT LCD的地方;另外AMOLED具自發光的特色，不需使用背光板，因此比TFT更能夠做得輕薄，而且更省電;還有一個更重要的特點，不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 3~4成比重的背光模塊成本。

AMOLED的確是很有魅力的產品，許多國際大廠都很喜歡，甚至是手機市場最熱門的產品iPhone，都對AMOLED有興趣，相信在良率提升之后，iPhone也會考慮采用AMOLED，尤其AMOLED在省電方面的特色，很適合手機，目前AMOLED面板耗電量大約僅有TFT LCD的6成，未來技術還有再下降的空間。

當然AMOLED最大的問題還是在良率，以目前的良率，AMOLED面板的價格足足高出TFT LCD 50%，這對客戶大量采用的意愿，絕對是一個門檻，而對奇晶而言，現階段也還在調良率的練兵期，不敢輕易大量接單。

(1)金屬氧化物技術(Metal oxide TFT)

這種生產技術目前被很多廠家及專業調查公司看好，并認為是將來大尺寸AMOLED技術路線的首選，各個公司也有相應的大尺寸樣品展出。

該技術TFT基板在加工過程中，可采取液晶行業中常見的、成熟的大面積的濺鍍成膜的方式，氧化物為InGaO3(ZNO)5，盡管這種器件的電子遷移率較LTPS技術生產出來的產品要低，基本為10 cm2/V-sec，但這個遷移率參數為非晶硅技術器件的10倍以上，該器件電子遷移率完全能夠滿足AMOLED的電流驅動要求，因此可以應用于OLED的驅動。

目前金屬氧化物技術還處于實驗室驗證階段，世界上沒有真正進行過量產的經驗，主要的因素是其再現性及長期工作穩定性還需要進一步改善和確認。

(2)低溫多晶硅技術(LTPS TFT)

該技術是目前世界上唯一經過商業化量產驗證、在G4.5代以下生產線相當成熟的AMOLED生產技術。

該技術和非晶硅技術主要的區別是利用激光晶化的方式，將非晶硅薄膜變為多晶硅，從而將電子遷移率從0.5提高到50-100 cm2/V-s，以滿足OLED電流驅動的要求。

該技術經過多年的商業化量產，產品性能優越，工作穩定性好，同時在這幾年的量產中，其良品率已得到很大的提高，達到90%左右，極大的降低了產品成本。

從以上LTPS的工藝流程可以看出，其和非晶硅技術的主要區別是增加了激光晶化過程和離子注入過程，其它的加工工藝基本相同，設備也和非晶硅生產有相通之處。

另外，晶化的技術也有很多種，目前小尺寸最常用的是ELA，其它的晶化技術還有：SLS、YLA等，有的公司也在利用其它的技術研發AMOLED的TFT基板，例如金屬誘導晶化技術，也有相應的樣品展出，但這一技術的主要問題是金屬會導致膜層間的電壓擊穿，漏電流大，器件穩定性無法保證(由于AMOLED器件是特別薄的，各層間加工時保證層面干凈度，防止電壓擊穿是重要的一項課題)。

LTPS技術的主要缺陷有如下幾點：

●生產工藝比較復雜，使用的Mask數量為6—9道，初期設備投入成本高。

●受激光晶化工藝的限制，大尺寸化比較困難，目前最大的生產線為G4.5代。

●激光晶化造成Mura嚴重，使用在TV面板上，會造成視覺上的缺陷。

(3)非晶硅技術(a-Si TFT)

非晶硅技術最成功的應用是在液晶生產工藝中，目前的LCD 廠家，除少數使用LTPS技術外，絕大部分使用的是a-Si技術。

a-Si技術在液晶領域成熟度高，其器件結構簡單，一般都為1T1C(1個TFT薄膜晶體管電路，1個存儲電容)，生產制造使用的Mask數量為4—5，目前也有廠家在研究3Mask工藝。

另外，采用a-Si技術進行AMOLED的生產，設備完全可以使用目前液晶TFT加工的原有設備，初期投入成本低。

再者，非晶硅技術大尺寸化已完全實現，目前在LCD領域已做到100寸以上。

雖然在LCD領域，a-Si技術為主流，但OLED器件是電流驅動方式，a-Si器件很低的電子遷移率無法滿足這一要求，雖然也有公司(例如加拿大的IGNIS)在IC的設計上進行了一些改善，但目前還無法從根本上解決問題

LTPS技術主要技術瓶頸在晶化的過程，而a-Si技術雖然制造過程沒有技術難題，但匹配的IC的設計難度要高得很，而且目前IC廠商都是以LTPS為主流，對a-Si用IC的開發投入少，因此如果采用a-Si技術進行生產，則IC的來源是一個嚴重的瓶頸和掣肘，另外器件的性能將會大打折扣。

(4)微晶硅技術(Microcrystalline Silicon TFT)

微晶硅技術在材料使用和膜層結構上，和LCD常見的非晶硅技術基本上是相同的。

微晶硅技術器件的電子遷移率可達到1—10 cm2/V-s，是目前索尼選擇的技術。

這種技術雖然也能達到驅動OLED的目的，但由于其電子遷移率低，器件顯示效果差，目前選擇作為研究方向的廠家較少。

通過對各種TFT技術比較，我們可以看出，LTPS技術主要的優點是電子遷移率極高，完全滿足OLED的驅動要求，而且經過幾年的商業化生產，良品率已達到90%左右，生產成熟度高。主要的問題是初期設備投入成本高，大尺寸化比較困難。

金屬氧化物技術電子遷移率雖然沒有LTPS高，但能夠滿足OLED的驅動要求，并且其大尺寸化比較容易。主要的問題是穩定性差，沒有成熟的生產工藝。

微晶硅和非晶硅技術雖然相對簡單，容易實現大尺寸化，并且在目前LCD生產線上可以制造，初期的投入成本較低，但其主要的問題是電子遷移率低的問題，適合LCD的電壓驅動，而不適用OLED的電流驅動模式，并且在OLED沒有成熟的生產經驗，器件穩定性和工藝成熟性無法保證。