AMOLED研發(fā)大聯(lián)盟成立 中國該如何破局？

 工研院籌組「AMOLED檢測設(shè)備研發(fā)聯(lián)盟」，聯(lián)盟成員包括群創(chuàng)、友達(dá)、錸寶、華映、勝華、崇電雷射、廣化科技、宏瀨科技、旭東機(jī)械、源臺精密等產(chǎn)學(xué)單位，將協(xié)助AMOLED制造商加速產(chǎn)品量產(chǎn)及提升良率，以搶得市場商機(jī)。

工研院指出，影響AMOLED生產(chǎn)的主要關(guān)鍵，包括材料及設(shè)備技術(shù)能力，因此從材料的取得到制程處理、量產(chǎn)品質(zhì)及良率控制，都需要有效率、精準(zhǔn)及高穩(wěn)定性的檢測設(shè)備來進(jìn)行監(jiān)控與分析改善。

AMOLED聯(lián)盟將整合國內(nèi)產(chǎn)、學(xué)、研各方資源，共同開發(fā)關(guān)鍵檢測設(shè)備，包括結(jié)晶缺陷檢測設(shè)備，以及微粒瑕疵檢測設(shè)備，以提升產(chǎn)品良率、提高檢測準(zhǔn)確度、并降低設(shè)備開發(fā)成本。

工研院量測中心主任段家瑞說，AMOLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大關(guān)鍵技術(shù)，包括研發(fā)、制程的改善以及良率提升，工研院在相關(guān)方面有很好的基礎(chǔ)與資源，希望藉由聯(lián)盟的成立，提供工研院各方面的資源，并結(jié)合產(chǎn)學(xué)研的技術(shù)能量，協(xié)助臺廠開發(fā)AMOLED制程關(guān)鍵的檢測設(shè)備、解決技術(shù)上的問題，加速產(chǎn)品量產(chǎn)時程。

幾種常規(guī)AMOLED技術(shù)盤點(diǎn)

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

因?yàn)锳MOLED不管在畫質(zhì)、效能及成本上，先天表現(xiàn)都較TFT LCD優(yōu)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(fā)AMOLED的原因。目前還持續(xù)投入開發(fā)AMOLED的廠商，除了已經(jīng)宣布產(chǎn)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(dú)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的松下，還有宣稱不看好的夏普。2008年8月發(fā)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(yīng)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(fā)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(diǎn)，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(chǎn)品，許多國際大廠都很喜歡，甚至是手機(jī)市場最熱門的產(chǎn)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(jī)，目前AMOLED面板耗電量大約僅有TFT LCD的6成，未來技術(shù)還有再下降的空間。

當(dāng)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(xiàn)階段也還在調(diào)良率的練兵期，不敢輕易大量接單。

(1)金屬氧化物技術(shù)(Metal oxide TFT)

這種生產(chǎn)技術(shù)目前被很多廠家及專業(yè)調(diào)查公司看好，并認(rèn)為是將來大尺寸AMOLED技術(shù)路線的首選，各個公司也有相應(yīng)的大尺寸樣品展出。

該技術(shù)TFT基板在加工過程中，可采取液晶行業(yè)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(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品要低，基本為10 cm2/V-sec，但這個遷移率參數(shù)為非晶硅技術(shù)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(qū)動要求，因此可以應(yīng)用于OLED的驅(qū)動。

目前金屬氧化物技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段，世界上沒有真正進(jìn)行過量產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，主要的因素是其再現(xiàn)性及長期工作穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步改善和確認(rèn)。

(2)低溫多晶硅技術(shù)(LTPS TFT)

該技術(shù)是目前世界上唯一經(jīng)過商業(yè)化量產(chǎn)驗(yàn)證、在G4.5代以下生產(chǎn)線相當(dāng)成熟的AMOLED生產(chǎn)技術(shù)。

該技術(shù)和非晶硅技術(shù)主要的區(qū)別是利用激光晶化的方式，將非晶硅薄膜變?yōu)槎嗑Ч?，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(qū)動的要求。

該技術(shù)經(jīng)過多年的商業(yè)化量產(chǎn)，產(chǎn)品性能優(yōu)越，工作穩(wěn)定性好，同時在這幾年的量產(chǎn)中，其良品率已得到很大的提高，達(dá)到90%左右，極大的降低了產(chǎn)品成本。

從以上LTPS的工藝流程可以看出，其和非晶硅技術(shù)的主要區(qū)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(shè)備也和非晶硅生產(chǎn)有相通之處。

另外，晶化的技術(shù)也有很多種，目前小尺寸最常用的是ELA，其它的晶化技術(shù)還有：SLS、YLA等，有的公司也在利用其它的技術(shù)研發(fā)AMOLED的TFT基板，例如金屬誘導(dǎo)晶化技術(shù)，也有相應(yīng)的樣品展出，但這一技術(shù)的主要問題是金屬會導(dǎo)致膜層間的電壓擊穿，漏電流大，器件穩(wěn)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(xiàng)課題)。

LTPS技術(shù)的主要缺陷有如下幾點(diǎn)：

●生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，使用的Mask數(shù)量為6—9道，初期設(shè)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(chǎn)線為G4.5代。

●激光晶化造成Mura嚴(yán)重，使用在TV面板上，會造成視覺上的缺陷。

(3)非晶硅技術(shù)(a-Si TFT)

非晶硅技術(shù)最成功的應(yīng)用是在液晶生產(chǎn)工藝中，目前的LCD 廠家，除少數(shù)使用LTPS技術(shù)外，絕大部分使用的是a-Si技術(shù)。

a-Si技術(shù)在液晶領(lǐng)域成熟度高，其器件結(jié)構(gòu)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(chǎn)制造使用的Mask數(shù)量為4—5，目前也有廠家在研究3Mask工藝。

另外，采用a-Si技術(shù)進(jìn)行AMOLED的生產(chǎn)，設(shè)備完全可以使用目前液晶TFT加工的原有設(shè)備，初期投入成本低。

再者，非晶硅技術(shù)大尺寸化已完全實(shí)現(xiàn)，目前在LCD領(lǐng)域已做到100寸以上。

雖然在LCD領(lǐng)域，a-Si技術(shù)為主流，但OLED器件是電流驅(qū)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(shè)計上進(jìn)行了一些改善，但目前還無法從根本上解決問題

LTPS技術(shù)主要技術(shù)瓶頸在晶化的過程，而a-Si技術(shù)雖然制造過程沒有技術(shù)難題，但匹配的IC的設(shè)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(fā)投入少，因此如果采用a-Si技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，則IC的來源是一個嚴(yán)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(shù)(Microcrystalline Silicon TFT)

微晶硅技術(shù)在材料使用和膜層結(jié)構(gòu)上，和LCD常見的非晶硅技術(shù)基本上是相同的。

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

這種技術(shù)雖然也能達(dá)到驅(qū)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(shù)比較，我們可以看出，LTPS技術(shù)主要的優(yōu)點(diǎn)是電子遷移率極高，完全滿足OLED的驅(qū)動要求，而且經(jīng)過幾年的商業(yè)化生產(chǎn)，良品率已達(dá)到90%左右，生產(chǎn)成熟度高。主要的問題是初期設(shè)備投入成本高，大尺寸化比較困難。

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

微晶硅和非晶硅技術(shù)雖然相對簡單，容易實(shí)現(xiàn)大尺寸化，并且在目前LCD生產(chǎn)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(qū)動，而不適用OLED的電流驅(qū)動模式，并且在OLED沒有成熟的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，器件穩(wěn)定性和工藝成熟性無法保證。

結(jié)合目前世界上所有AMOLED生產(chǎn)廠家的實(shí)際情況，以及我們上面對幾種技術(shù)的比較和分析，我們認(rèn)為廣東省當(dāng)前在TFT基板技術(shù)上應(yīng)采用低溫多晶硅技術(shù)(LTPS)技術(shù)，采用激光晶化方式。同時鼓勵金屬誘導(dǎo)方式的發(fā)展，如果能夠在金屬誘導(dǎo)方面取得突破，也可以作為一個技術(shù)方向。

(5)、有機(jī)膜蒸鍍技術(shù)路線選擇

有機(jī)層形成方式，可分為傳統(tǒng)方式和新型方式。傳統(tǒng)方式是以氣相沉積技術(shù)為基礎(chǔ)的，而新興方式是以轉(zhuǎn)印和印刷技術(shù)為基礎(chǔ)的。

新興方式中轉(zhuǎn)印技術(shù)由三星和3M聯(lián)合開發(fā)和研制;印刷技術(shù)主要由愛普生開發(fā)和研制。這兩種方法最大的優(yōu)點(diǎn)是提高材料使用率和簡化生產(chǎn)制程，但其技術(shù)和材料具有一定的壟斷性，目前還不具備量產(chǎn)的能力。

傳統(tǒng)的氣相沉積方法也就是我們通常所講的CVD，對于有機(jī)材料的蒸發(fā)，按照蒸發(fā)源的不同和蒸發(fā)方式的不同又分為點(diǎn)源式、線源式及OVPD(有機(jī)氣相沉積)。

OVPD是由德國愛思強(qiáng)公司研發(fā)，該工藝設(shè)計改進(jìn)了可生產(chǎn)性，相對于蒸鍍技術(shù)可以降低制造成 本。具有優(yōu)越的重復(fù)性和工藝穩(wěn)定性以及顯著的膜層均勻性和摻雜的精確控制，為高良率批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，同時減少了維護(hù)和清潔要求，從而降級了材料消耗，具有提高材料利用率的巨大潛力。

OVPD方式具有較好的優(yōu)越性，由非OLED生產(chǎn)商研制，面向廣大的OLED生產(chǎn)商，是業(yè)界較為看好的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備。但是該設(shè)備目前存在兩個問題：

1)目前成熟的設(shè)備僅可以制作370×470的尺寸，還無法滿足大尺寸生產(chǎn)的要求。

2)該設(shè)備目前對單色器件有較好的可靠性，但全彩的穩(wěn)定性還不夠理想。

鑒于以上的分析，我們只能采用點(diǎn)源或線源的蒸鍍方式。目前來看，點(diǎn)源技術(shù)日本TOKKI公司較為優(yōu)秀，線源技術(shù)日本ULVAC公司較為優(yōu)秀。宏威公司也可以在這方面加以努力。

(6)、光射出方式技術(shù)路線選擇

目前OLED器件有兩種光出射方式：底發(fā)光和頂發(fā)光，下表是這兩種方式的對比：

底發(fā)光技術(shù)工藝成熟，選擇風(fēng)險小，甚至沒有風(fēng)險。頂發(fā)光制作工藝有兩個難點(diǎn)，一是陰極制作，另一個就是封裝方式。盡管頂部發(fā)光困難尚存，但已是趨勢所在(最少在背板材料沒有新的突破下)。但從長遠(yuǎn)看，如果背板材料有了新的突破，如遷移率和均勻性得到質(zhì)的改善，那么底發(fā)光就有更低成本的優(yōu)勢?？傮w而言，采用a-Si背板，頂發(fā)光是較好的選擇;P-Si背板就可以考慮底發(fā)光方式。

中國AMOLED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及如何破局?

目前全球AMOLED FAB建設(shè)計畫，預(yù)計2014年年底，全球AMOLED六代線以下產(chǎn)線都將進(jìn)入量產(chǎn)階段，產(chǎn)能將大幅提升。有鑒于此，中國AMOLED面板產(chǎn)線投資步伐加快，截至到2013年5月為止，中國大陸面板產(chǎn)線共計七條，其中4.5代線4條、5.5代線3條，累計投資約合85億美元。

據(jù)了解，信陽激藍(lán)、上海天馬、上海和輝、佛山彩虹為新建4.5代線;廈門天馬、京東方以及昆山國顯為5.5代線。而且，京東方在合肥和重慶以及華星新建的8.5代線TFT-LCD面板產(chǎn)線將相容AMOLED。不僅如此，中國中央政府對于AMOLED發(fā)展也高度重視。對此，中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會液晶分會胡春明表示：“除了中央政府大力推動OLED產(chǎn)業(yè)，甚至連地方政府也一同加入。”

他進(jìn)一步表示，廣東地方政府積極扶持相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，初步完成產(chǎn)業(yè)聚集;而四川則是以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為核心，助力推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展;而江蘇政府則是以產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為抓手，瞄準(zhǔn)契機(jī)，大力推動OLED照明產(chǎn)業(yè)化。談到全球針對OLED的投資重點(diǎn)比較，胡春明分析，以韓國來說，投資方向主要集中在跨越高世代面板線以及全產(chǎn)業(yè)鏈，投資主體逐漸從面板企業(yè)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐哉邪l(fā)專案為主的多元模式。不僅如此，韓國投資規(guī)模持續(xù)上升，且政府投資介入程度很深，主要集中技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。

至于日本，則與韓國不同，集中在中小尺寸，并細(xì)分市場、材料裝備。投資主體主要是面板企業(yè)，但投資規(guī)模比較小，且政府涉入不深，但已開始向韓國學(xué)習(xí)。而臺灣部份，投資方向尚局限于面板產(chǎn)線，投資規(guī)模比較小，不過政府投資開始介入，但程度不深且方向是產(chǎn)業(yè)鏈整合而非技術(shù)研發(fā)。至于中國，胡春明表示：“中國大陸目前投資方向主要以面板產(chǎn)線為主，較難形成優(yōu)勢的全產(chǎn)業(yè)鏈，且投資主體又與日韓臺比較相對分散，投資規(guī)模雖然比日本與臺灣大，卻與韓國相差甚遠(yuǎn)，相對的，技術(shù)研發(fā)投入明顯不足。”

足見，中國大陸市場雖然潛在需求龐大，但仍必須等待產(chǎn)業(yè)化技術(shù)取得一定突破，以及兩岸產(chǎn)業(yè)合作之后，才能得以在激烈的市場競爭中破局，形成規(guī)模。目前京東方在建擬建產(chǎn)線3條，全部相容AMOLED面板。而天馬其中一條4.5代線完成AMOLED改造，在建一條5.5代線相容LTPS與AMOLED。至于維信諾則已建立完整的OLED產(chǎn)業(yè)化體系。彩虹則是建制兩條AMOLED面板產(chǎn)線，目前廠房建設(shè)已完成，技術(shù)方案也準(zhǔn)備完畢;虹視則在目前PMOLED基礎(chǔ)上研發(fā)AMOLED。而TCL工研院則是在OLED顯示與材料方面開始初步布局。

目前，AMOLED市場規(guī)模依舊持續(xù)成長，然而產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)以及競爭都相當(dāng)激烈，對上游(原材料、設(shè)備)以及下游(整機(jī))的依賴性也很強(qiáng)，因此機(jī)遇與挑戰(zhàn)仍是并存的階段，要破局仍存在一定困難。