●     文/陜西咸陽  費民權

　　眾所周知，被業界稱為第三代顯示的OEL（有機電致發光）顯示技術，近年來發展迅猛。在市場需求的推動下，產業化技術得了迅速的提升，未來將進入快速發展期。據市場調研機構預測顯示，未來五年，OEL的年平均增長率將在20％以上。

　　按照發光材料分類，OEL可分為小分子型（稱為OLED）和高分子型（稱為PLED）兩大類。OLED主要采用真空蒸鍍制作，PLED主要采用旋涂或噴墨打印制作。

　　按照驅動方式分類，OEL可分為無源驅動（稱為PM-OEL）和有源驅動（稱為AM-OEL）兩大類。AM-OLED是AM-OEL具有代表性的一種，也是近期研發與生產的重點。

　　一、概述

　　AM-OLED的發展瓶頸是有源驅動陣列（即TFT）的制作技術。目前，低溫多晶硅（即LTPS）技術相對成熟，其激光退火法為應用的主流，已實現規模化量產，是生產TFT背板的主導技術。

　　盡管中國OLED用有機發光材料的研發起步較晚，但在器件制備與器件結構方面仍處于國際領先水平。我們已經掌握了用真空蒸鍍技術批量制備有機薄膜的方法；突破了有機薄膜印刷制備方面的一些難關，可實現用全印刷技術制備OLED顯示屏。

　　未來，我們將著眼于突破AM-OLED產業化瓶頸，全面掌握TFT基板的設計、制造和工藝集成技術，著力提高顯示屏的亮度，延長其壽命，同時提升自主生產配套材料與裝備的能力。

　　二、AM-OLED主要研究的內容

　　AM-OLED主要研究以下三部分的內容：

　　1、顯示屏的量產技術

　　⑴ 低溫多晶硅TFT基板的生產工藝技術。

　　⑵ 開發器件的量產技術和工藝集成技術。

　　⑶ 研究量產用器件印刷技術。

　　2、器件用材料

　　⑴ 生產高光效的發光材料和功能性材料。

　　⑵ 研發高品質玻璃基板與ITO玻璃的生產技術。

　　⑶ 開展TFT靶材生產技術的研究。

　　⑷ 研究光刻用化學材料及特種氣體材料的生產技術。

　　3、核心裝備

　　曝光機及有機薄膜蒸鍍設備的研發與生產。

　　三、AM-OLED產品要達到的指標

　　1、中小尺寸的量產產品壽命達到10000小時以上。

　　2、白光加彩色濾光片結構的器件亮度達到250cd/m2～300cd/m2，壽命大于12000小時。

　　四、AM-OLED的技術要求

　　目前已量產的AM-OLED產線，基本上還停留在4.5世代（即920mm×730mm）以下階段，只可生產中小尺寸產品，而這些量產線均采用低溫多晶硅（即LTPS）技術，生產技術相對成熟。   

　　AM-OLED的TFT技術要求與性能參數如下：

　　1、要求低溫工藝：玻璃基板溫度不高于400 oC。

　　2、要求TFT均勻型好：均勻性在95%以上。

　　3、要求TFT電子遷移率高：LTPS的電子遷移率在50cm2～100cm2/V-sec。

　　4、開關電流比高：開關電流比大于106。

　　5、工作穩定時間長：臨界電壓不隨著時間的變化而變化。

　　五、幾種AM-OLED的TFT基板加工技術

　　1、金屬氧化物（即IGZO）TFT  

　　在加工金屬氧化物TFT基板的過程中，通常采用大面積的濺鍍成膜方法，使用該技術的產品，其電子遷移率為10cm2/V-sec。雖然其電子遷移率小于LTPS的電子遷移率（50cm2～100cm2/V-sec），但仍為非晶硅電子遷移率的10倍以上，完全可以滿足AM-OLED的電流驅動要求。

　　IGZO的TFT具有制造工藝簡單（僅需5～6道掩模板即可）；鍍膜可用低溫PVD進行；IGZO表面光潔（擊穿電壓高）；無激光晶化過程（均勻性好）等優點。

　　2、低溫多晶硅（即LTPS）TFT

　　該技術是一種相對成熟的技術，其器件結構如圖2所示。

　　低溫多晶硅技術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0.5cm2/V-sec提高到50cm2～100cm2/V-sec，以滿足OLED電流驅動的要求。低溫多晶硅技術已經應用于商業化產品中，其良品率已達到90%左右，極大的降低了產品成本。

　　LTPS技術的缺點是生產工藝較復雜（使用6～9道掩模板）；初期設備投入成本高；大尺寸化較困難（受激光晶化工藝所限）；激光晶化造成斑點嚴重。

　　3、非晶硅（即a-Si）TFT

　　非晶硅TFT是一種普遍使用在TFT-LCD中的成熟技術，其器件結構如圖3所示。

　　非晶硅TFT器件結構簡單，它只有1個薄膜晶體管和1個存儲電容，適用于電壓驅動型器件。但是，OLED屬于電流驅動型器件，由于非晶硅的電子遷移率很低，無法滿足電流驅動要求，所以，目前在OLED器件中很少使用非晶硅TFT。

　　4、微晶硅（即μc-Si)TFT

　　微晶硅TFT所使用的材料及膜層結構與非晶硅TFT相似，但微晶硅的電子遷移率可達到1cm2～10cm2/V-s，比非晶硅高一些。其器件結構如圖4所示。

　　微晶硅TFT與非晶硅TFT在溝道區域所用的材料不同。微晶硅TFT溝道用的是微晶硅層，它可以使用PECVD沉積膜層，也可以用加熱法使非晶硅轉變成微晶硅。盡管如此，也不能滿足AM-OLED的要求，目前仍在研究階段。

　　綜上所述，目前，在制作AM-OLED的TFT方面，非晶硅和微晶硅暫時還不適合，而適合于制作AM-OLED的TFT技術中，低溫多晶硅最好，金屬氧化物次之。

　　六、AM-OLED的制備技術

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