1.AMOLED技术简介

显示屏作为为用户带来直接感官体验的产品,对卓越性能的追求从未止步 —— 高画质、超轻薄、长寿命、低功耗等均是衡量平板显示器产品的重要指标。AMOLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode),即有源矩阵有机发光二极体显示面板,以其卓越画质、轻薄外形、宽温操作、户外可视、节能省电等特性,尤其是在健康护眼方面的巨大优势,得到了业界的广泛关注,有望成为继阴极射线管显示技术(CRT),液晶显示技术(LCD)之后的第三代主流显示技术。

2.AMOLED基本原理

1. 发光原理

OLED器件结构为阳极、金属阴极以及夹在中间的有机功能层,呈现三明治结构。常规有机功能层包括空穴传输层,电子传输层,有机发光层。当对OLED器件施加电压时,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层与空穴传输层中,电子和空穴在发光层中复合形成单线态或三线态激子,激子经辐射衰变以光子形式发出。

2. 驱动模式

OLED驱动模式分为被动(PMOLED)与主动(AMOLED)两种。PMOLED的结构简单,每个像素点由分立的阴极阳极控制,不需要额外的驱动电路,但是太多的控制线路限制其在大尺寸高分辨率屏幕上的应用。AMOLED则是通过驱动电路来驱动发光二极管,最大程度的减少了控制线路的数量,使其具备低能耗,高分辨率,快速响应和其他优良光电特性,因此AMOLED逐渐成为OLED显示的主流技术。 高分辨率AMLOED的驱动电路越来越小,但是相应的电学性能要求则越来精高,所以常规的非晶硅技术已经很难满足新的需求。低温多晶硅(LTPS)则可以迎合新的发展要求,其核心技术是将非晶硅经过”准分子激光晶化法”形成多晶硅。低温多晶硅相较于非晶硅有着更高的载流子迁移率,更低的缺陷密度,以及更好的电学特性

3.AMOLED器件结构

LTPS-AMOLED的与LCD的结构在驱动电路的结构基本相同,但由于AMOLED是自发光结构,不需要背光源,因此体积更轻薄。同时,也由于自发光的特性,使得暗画面下的功耗远低于LCD的背光恒定功耗,使AMOLED显示面板拥有节能的特性。 AMOLED也拥有底发光顶发光两种结构。顶发光结构中,光线不会受到驱动电路的遮挡,相比底发光结构拥有更高的开口率,从而在高解析度的应用中具有更大的优势,因此逐渐成为了AMOLED的主流。

4.AMOLED工艺流程

LTPS-AMOLED的制作工艺囊括了显示面板行业的诸多尖端技术,其主要分为背板段,前板段以及模组段三道工艺。 背板段工艺通过成膜,曝光,蚀刻叠加不同图形不同材质的膜层以形成LTPS(低温多晶硅)驱动电路,其为发光器件提供点亮信号以及稳定的电源输入。其技术难点在于微米级的工艺精细度以及对于电性指标的极高均一度要求。 1)镀膜工艺是使用镀膜设备,用物理或化学的方式将所需材质沉积到玻璃基板上(2); 2)曝光工艺是采用光学照射的方式,将光罩上的图案通过光阻转印到镀膜后的基板上(3、4、5); 3)蚀刻工艺是使用化学或者物理的方式,将基板上未被光阻覆盖的图形下方的膜蚀刻掉,最后将覆盖膜上的光阻洗掉,留下具有所需图形的膜层(7、8)。 驱动背板工艺流程图 前板段工艺通过高精度金属掩膜板(FMM)将有机发光材料以及阴极等材料蒸镀在背板上,与驱动电路结合形成发光器件,再在无氧环境中进行封装以起到保护作用。蒸镀的对位精度与封装的气密性都是前板段工艺的挑战所在。 1)高精度金属掩膜板(FMM):其主要采用具有极低热变形系数的材料制作,是定义像素精密度的关键。制作完成后的FMM由张网机将其精确地定位在金属框架上并送至蒸镀段(2); 2)蒸镀机在超高真空下,将有机材料透过FMM蒸镀到LTPS基板限定区域上(3); 3)蒸镀完成后将LTPS基板送至封装段,在真空环境下,用高效能阻绝水汽的玻璃胶将其与保护板进行贴合。玻璃胶的选用及其在制作工艺上的应用,将直接影响OLED的寿命(5、6)。 有机镀膜段工艺流程图 模组段工艺将封装完毕的面板切割成实际产品大小,之后再进行偏光片贴附、控制线路与芯片贴合等各项工艺,并进行老化测试以及产品包装,最终呈现为客户手中的产品。 1)切割:封装好的AMOLED基板切割为面板(pannel)(1); 2)面板测试:进行面板点亮检查(2); 3)偏贴:将AMOLED面板贴附上偏光板(3); 4)IC+FPC绑定:将驱动IC和柔性印刷线路板(FPC)与AMOLED面板的链接(4); 5)TP贴附:将AMOLED面板与含触控感应器的强化盖板玻璃(cover Lens)贴合(5); 6)模组测试:模组的老化测试与点亮检查(6)。 模组段工艺流程图 FPD:Flat Panel Display,平板显示器件,是显示屏对角线的长度与整机厚度之比大于4:1的显示器件,包括液晶显示器、等离子显示器、OLED显示器等。 LTPS: Low Temperature Poly-Silicon,低温多晶硅技术,即非晶硅结构的玻璃基板吸收准分子照射的能量后,会转变成为多晶硅结构,整个处理过程在600℃以下完成。 Array制程:前段制程,将薄膜电晶体作于玻璃上,主要包含成膜、 微影、蚀刻和检测等步骤。 Cell制程:中段制程,以前段Array制程制好的玻璃为基板,与彩色滤光片的玻璃基本结合,并在两片 玻璃基板中注入液晶。 Module制程:后段模组制程,即完成显示屏与Touch、IC驱动芯片等的贴合、邦定等。 尼特:亮度单位,亮度是用每平方米的烛光亮度(cd/m2)或nits来表示。 ITO:Indium Tin Oxides,一种N型氧化物半导体:氧化铟锡。 HIL:空穴注入层(Hole Inject Layer)。 HTL:空穴传输层(Hole Transport Layer)。 ETL:电子传输层(Electron Transport Layer)。 EIL:电子注入层(Electron Inject Layer)。

蒸镀

蒸镀就是真空中通过电流加热,电子束轰击加热和激光加热等方法,使被蒸材料蒸发成原子或分子,它们随即以较大的自由程作直线运动,碰撞基片表面而凝结,形成薄膜。 这是PMOLED的典型工艺流程,PMOLED也属于OLED,但结构比AMOLED简单,没有TFT 上面提到的这种高端大气上档次的“蒸镀”法,主要应用于RGB三色排列的典型OLED屏幕。三星的诸多OLED电视产品都是基于这种方法蒸出来的,效果很不错,三原色都非常纯粹,但成本非常高昂。这类蒸镀所用的技术叫FMM,精细金属掩模板,就是蒸镀的时候为了区分像素,盖个掩膜,所以怎么对齐,以及掩膜材料本身都会成为技术难点。