20121018-AMOLED简介-Visionox公开课

《AMOLED基础知识》学习会-AMOLED简介黄秀颀高孝裕/李俊峰黄秀颀高孝裕/李俊峰2012.8.21/2012-10-18问题的提出问题的提出......1什么是AMOLED?它与PMOLED有什么不同？1、什么是AMOLED?它与PMOLED有什么不同？与有什么不同2、AMOLED与LCD有什么不同？3、AMOLED是怎么做出来的？LTPS是什么？4、AMOLED行业现状如何？5、我们的AMOLED项目进展如何？Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司1问题问题111什么是AMOLED?它与PMOLED有什么不同？1、什么是AMOLED?它与PMOLED有什么不同？与有什么不同2、AMOLED与LCD有什么不同？3、AMOLED是怎么做出来的？LTPS是什么？4、AMOLED行业现状如何？5、我们的AMOLED项目进展如何？Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司21.1AMOLED1.1AMOLED与与PMOLEDPMOLED的对比的对比OLED按驱动方式划分，可分为两种：AMOLED(ActiveMatrixOLED)：AMOLED  (Active Matrix OLED)：使用TFT阵列来控制OLED像素，有电容存储信号，扫描过后像素仍能保持原亮度。PMOLED(PassiveMatrixOLED)PMOLED  (Passive Matrix OLED)：只有被扫描到的像素才会被点亮。项目PMOLEDAMOLED特点采用扫描的方式，瞬间注入高电流，产生高亮度发光；面板外接驱动IC；在TFT背板上形成OLED像素；使用TFT驱动电路对每个像素的发光进行独立控制面板外接驱动IC；独立控制。显示性能单色或彩色；小尺寸(3 inch)彩色；中大尺寸相对优点结构简单，技术门槛低，生产成本低，投资小；低驱动电压，低功耗，长寿命；适合中大尺寸、高分辨率应用；亮度不会随行数增加而变化亮度不会随行数增加而变化。相对缺点不适合大尺寸、高分辨率应用；耗电量大，器件易老化，寿命短。技术门槛高，生产成本高，投资大。应用领域车载显示器、手机副屏、PDA、仪器仪表等车载显示器、手机、笔记本电脑、TV等Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司3应用领域MP3、仪器仪表等车载显示器、手机、笔记本电脑、TV等1.2AMOLED1.2AMOLED的概念的概念AMOLED:ActiveMatrixOrganiclightemittingdiode(主动矩阵有机发光二极管)AMOLED是将OLED像素淀积或集成在TFT阵列上，通过TFT阵列来控制流入每个OLED像素的电流大小从而决定每个像素点发光强度的显示技术的电流大小，从而决定每个像素点发光强度的显示技术。其中，OLED像素包括阴极、有机发光层及阳极层的堆叠，而TFT阵列层加上基板即组成了所谓的TFT背板。Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司41.2AMOLED1.2AMOLED的概念的概念阴极阴极有机EL发光层Gate线ITO阳极Gate线信号线TFT像素电路Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司51.2AMOLED1.2AMOLED的概念的概念PADDataLineDataStorageCapacitorPowerLine（）PADSwitchinScanLine（Vdd）gTFTDataStorageCapacitorDrivingTFTSwitchingTFTDrivingTFTOLEDgTFTOLED2T1C 像素结构示意图2T1C 像素等效电路示意图Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司6问题问题221什么是AMOLED?它与PMOLED有什么不同？1、什么是AMOLED?它与PMOLED有什么不同？与有什么不同2、AMOLED与LCD有什么不同？3、AMOLED是怎么做出来的？LTPS是什么？4、AMOLED行业现状如何？5、我们的AMOLED项目进展如何？Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司72.AMOLED2.AMOLED与与LCDLCD的对比的对比LCDAMOLED与LCD相比，AMOLED的结构相对简单，这决定了AMOLED先天具有优异的性能和低廉的成本。如果工艺成熟，其成本优势将会很快显露出来。AMLCD = 背光源(Backlight) + TFT 背板+ 液晶盒(Cell)AMOLED = TFT 背板+ OLED器件指标AMLCDAMOLEDAMOLED产品的相对优势发光方式被动发光自主发光无需背光源，色彩鲜艳，对比度高发光方式被动发光自主发光无需背光源，色彩鲜艳，对比度高器件结构复杂简单全固态结构，结构简单，成本低视角受限制接近180度宽视角，侧视画面色彩不失真视角受限制接近度宽视角，侧视画面色彩不失真响应时间10‐3秒10‐6秒更适合动态显示，无拖尾现象温度范围‐20－600C‐40－800C高低温性能优越，适应各种特殊环境Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司82.AMOLED2.AMOLED与与LCDLCD的对比的对比AMLCD=背光源+TFT背板+液晶盒AMOLED=TFT背板+OLED器件AMOLED=TFT背板+OLED器件AMOLED像素等效电路图LCD像素等效电路图DataLineDataStorageCapacitorPowerLine（Vdd）DataLineDataStorageCapacitorPowerLine（Vdd）ScanLine（Vdd）ScanLine（Vdd）SwitchingTFTDrivingTFTOLEDSwitchingTFTDrivingTFTOLEDOLEDOLED电压驱动，只有开关TFT电流驱动，开关TFT+驱动TFTCopyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司9驱动只有开关驱动开关驱动2.AMOLED2.AMOLED与与LCDLCD的对比的对比与LCD相比，除了柔性显示、透明显示、高亮度和更适合动画外，AMOLED更具突出优势之处为低功耗、触摸屏应用和3D应用。单片玻璃结构易于集成触摸感应功能触摸屏低功耗反应速度比LCD快数千倍3DAMOLED高对比度黑底白字柔性显示电子书Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司10功耗AMOLED vsAMLCDSamsung’sComparison:LowPowerConsumption(Source:IMID2012)功耗AMOLED vsAMLCDLG’sComparison.Source:IMID2012.问题问题331什么是AMOLED?它与PMOLED有什么不同？1、什么是AMOLED?它与PMOLED有什么不同？与有什么不同2、AMOLED与LCD有什么不同？3、AMOLED是怎么做出来的？LTPS是什么？4、AMOLED行业现状如何？5、我们的AMOLED项目进展如何？Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司133.1AMOLED3.1AMOLED技术技术驱动电路技术驱动电路技术OLED器件OLED器件AMOLEDAMOLEDOLED器件技术OLED器件技术AMOLED技术AMOLED技术TFT背板技术TFT背板技术TFT背板技术TFT背板技术Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司143.2.1TFT3.2.1TFT背板技术分类：沟道层材料背板技术分类：沟道层材料在平板显示行业，TFT沟道层的材料主要为Si，包括非晶硅、多晶硅，以及微晶硅和单晶硅等，除此之外研究较多的还有二单等除外究有六族化合物、氧化物半导体和有机物半导体材料。TFT沟道Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司153.2.1TFT3.2.1TFT沟道层：沟道层：SiSi材料材料非晶硅/微晶硅多晶硅单晶硅目前广泛应用于TFT-LCD产业非晶硅/ 微晶硅多晶硅单晶硅a‐Si / μ‐SiPoly‐Sic‐Si制备方式直接生长非激光晶化(SC/C)激光晶化(/SS)SiOG制备方式直接生长(SPC/MIC)(ELA/SLS)SiOGSi结构示意图晶粒大小N/A~1μm1μm单晶载流子迁移率1cm2/V·s50cm2/V·s50~200cm2/V·s250cm2/V·sCopyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司163.2.23.2.2非晶硅非晶硅TFTTFT背板背板W=3m迁移率(cm2/Vs)电流(A)多晶硅1000150•载流子迁移率低：每个像素的驱动电流要求大约多晶硅100.015.0非晶硅0.70.1为10 μA，对于实际TFT尺寸来说，驱动OLED需要TFT迁移率大于20 cm2/Vs需要大尺寸TFT (几百微米)•可靠性差：阈值电压漂移，需要补偿电路AMLCD工作时TFT负荷约为0.1~0.2%，而AMOLED工作时为100%，因此对阈值电压漂移程度要求高的多。Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司173.2.33.2.3多晶硅多晶硅TFTTFT背板背板•TFT性能优异：•均匀性问题：‐载流子迁移率高，可以制作P型器件，有希望集成驱动电路‐晶界导致非均匀性，TFT间阈值电压和载流子迁移率的差异导致OLED电流的差异钝化层钝化层CMOSTFTCMOSTFT钝化层钝化层栅极栅极栅绝缘层栅绝缘层中间层中间层源极源极漏极漏极多晶硅沟道多晶硅沟道LDDLDD栅极栅极栅极栅极源极源极漏极漏极多晶硅沟道多晶硅沟道LDDLDDppMOSMOSTFTTFT源极源极漏极漏极多晶硅沟道多晶硅沟道nnMOSMOSLDD TFTLDD TFT源极源极漏极漏极多晶硅沟道多晶硅沟道Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司183.2.3TFT3.2.3TFT背板：背板：LTPSLTPS技术技术在半导体制造产业中通常是用LPCVD淀积后再进行900℃的退火处理来获得多晶硅在半导体制造产业中，通常是用LPCVD淀积后，再进行900℃的退火处理来获得多晶硅。→普通玻璃基板的昀高耐受温度只有650℃左右，此方法并不适用于平板显示制造产业使用具有高耐热性的石英玻璃作为基板。→基板价格昂贵且尺寸受限无法应用在量产中→基板价格昂贵且尺寸受限，无法应用在量产中因此在平板显示产业中目前通常采用LTPS(LowTemperaturePolySilicon)技术来制备多晶硅因此，在平板显示产业中，目前通常采用LTPS(LowTemperaturePoly-Silicon)技术来制备多晶硅所谓的低温是指工艺温度在600℃以下。采用与非晶硅工艺中相同的不含碱离子的玻璃基板。制备方法：在工艺流程中，先使用PECVD等方法淀积一层非晶硅，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结构，从而减少缺陷并得到高电子迁移率。Copyright©昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司193.2.3LTPS3.2.3LTPS技术的核心：结晶化技术技术的核心：结晶化技术结晶化技术Non‐Laser(Solid Phase)Laser(Melt‐Mediated)Furnace/(电场/磁场)ExcimerLaser: ELA/SLSldld/RTA/FERTA (电场/磁场)Solid State Laser: Pulsed/CW方法结晶化技术设备技术特点LaserELA、SLS、CWExcimerLaserYAG Laser低温工艺、在p‐SiTFT‐LCD中已经广泛应用成本高、一致性较差（Mura）/Furnace成本较低、一致性好Non‐LaserSPC、MIC/MILCFurnaceRTA成本较低、致性好工艺温度高、引起玻璃损伤HybridSPC+Melt‐mediatedMIC+ELA (CGS, Sharp)SPC+ELACopyright©昆山工研院新型平板显示技