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材料技术提升助OLED电视进一步普及

2015-09-22 09:49
安娜PARKER
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   近年来,OLED电视由于外形轻薄,无需背光,并能呈现生动的色彩和高对比度,因而备受市场瞩目。尽管如此,液晶电视仍然是其强劲的竞争对手,并不断推出超高清及量子点等创新技术。而OLED电视的制造成本更是高达液晶电视的10倍以上,导致目前OLED电视的普及率仍较低。因此,只有降低生产成本,才能使OLED电视的价格更为亲民,被更多人所接受。OLED电视成本高昂的主要原因是良品率较低。OLED电视制造商面临的挑战还包括高性价比、高质量的AMOLED背板,因为这项关键技术与电视面板的寿命直接相关。薄膜封装可以延长OLED电视的寿命,提高画质表现,降低总体成本。

  OLED发展道路及挑战

  今年,液晶电视和OLED电视之争出现了明显转变,液晶电视增长动能显著,创新技术层出不穷,实现更鲜艳的色彩和画质。一种名为“量子点”的纳米级微粒能使液晶电视屏幕拥有与OLED电视相媲美的色域。这种技术通过使用量子点在更宽的频率范围内重新发射LED背光,从而实现更鲜明的画质。液晶电视屏幕的对比度也在不断提高以提高画质,全阵列背光可灵活的局部调暗背光,给予夜间或其它黑暗图像以更深的黑色展现。

  目前,提高OLED电视普及率的主要障碍仍在于高昂的成本,因此必须解决关键工艺和良率方面的挑战,从而提高OLED电视的成本效益。根据研究机构NPD Display Search最近发布的《AMOLED工艺路线图报告》,55”OLED电视面板的制造成本高达相同尺寸液晶电视面板的10倍。

  OLED器件结构及降低制造成本的挑战

  许多制造技术的主要目标是实现背板和OLED发射层的均匀性和性能的稳定性。薄膜封装(TFE)工艺旨在以关键阻隔膜层保护支持柔性OLED显示器。

  为了在基本OLED电路中驱动AMOLED像素,每个子像素至少需要两个薄膜晶体管(TFT)和一个电容器电路,才能提供OLED发光材料所需的电流。如今,因电子迁移率较高(约50-100cm/V-s),低温多晶硅(LTPS)成为驱动背板的最佳技术。然而,由于半导体层存在均匀性和可靠性的问题,如果不加入额外的补偿电路,会导致驱动背板稳定性欠佳。OLED的像素亮度由电流直接控制,TFT电流的轻微变化就可能导致像素亮度的差异。因此,TFT性能只要稍有不均匀的情况,就可能带来严重的图像质量问题。

  低温多晶硅技术(LTPS)凭借较高的电子迁移率,是目前用于驱动AMOLED器件的最佳解决方案。使用金属氧化物(MOx)替代LTPS有望通过简化像素电路设计,减少掩模工序,降低昂贵设备投入,整体提高TFT的均匀性,从而降低整体生产成本。

  为了在AMOLED背板中使用氧化物TFT,必须确保TFT的高迁移率和均匀性。电子迁移率则取决于使用PVD溅射技术进行的氧化物沉积效果。为了有效驱动240Hz以上的OLED电视,电子迁移率应大于30cm/v-s。目前其阈值电压漂移(约为2V,并显著高于LTPSTFT)高于LTPS材料,而目标是在带补偿的情况下,阈值电压漂移降至0.1V或1.0V。

  沉积高品质的SiOx可降低界面相互渗透并减少氢含量,从而提高栅极的绝缘效果。通过改善蚀刻停止层的性能,则能在一体化过程中(源极/漏极,蚀刻)及之后给予IGZO膜层的保护。此外,通过将钝化材料替代为氧化铝,能够提高湿气阻隔。此外,微粒也是一个重要挑战,亚微米级以下的微粒会严重影响氧化物TFT的良率。部分小于1微米的微粒会产生屏幕黑点之类的缺陷。

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