IGZO能否成為AMOLED主要技術(shù)路線？

有關(guān)IGZO TFT技術(shù)被引入AMOLED顯示器制備之中的話題引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。大型化、高分辨和柔性顯示一直是AMOLED發(fā)展的重要方向，IGZO TFT技術(shù)的引入使AMOLED顯示器在大型化與柔性等發(fā)展方向上又多了一個探討的熱點。中國企業(yè)對AMOLED技術(shù)一直不乏熱情，由于AMOLED仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，在制備技術(shù)和良品率上還需進行大量摸索，在此之際，業(yè)者既需密切關(guān)注不斷涌現(xiàn)的新的技術(shù)路線，也應(yīng)具有決心和信心，在看清方向后快速搶占產(chǎn)業(yè)技術(shù)的先機。

大型化、柔性顯示是發(fā)展方向

基于OLED本身的技術(shù)特點，未來大尺寸、柔性都是OLED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

AMOLED的領(lǐng)域應(yīng)用不斷增多，市場熱度不斷提升。根據(jù)DIGITIMES Research預(yù)估，2015年全球AMOLED面板產(chǎn)能將達1147萬平方米，較2012年增加327%，這使得AMOLED顯示器制造商前程似錦。

盡管目前AMOLED產(chǎn)業(yè)仍然處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期，無論制造技術(shù)還是市場需求都有很大的發(fā)展空間，但在總體方向上已較為明確。“作為大眾化顯示產(chǎn)品，AMOLED顯示屏將向四個方面突破：一是向理想顯示性能逼近，目前AMOLED顯示屏的亮度、功耗、壽命和陽光下的可視性等還有很大的改善空間。二是向大尺寸產(chǎn)品拓展，理論上AMOLED產(chǎn)品沒有尺寸限制，甚至比LCD更容易制作大尺寸顯示屏。三是向高分辨產(chǎn)品發(fā)展，以滿足智能手機等對小尺寸、高分辨顯示屏的需求。雖然韓國三星已成功推出了440ppi的AMOLED顯示屏，但一般而言，量產(chǎn)300ppi以上的AMOLED產(chǎn)品目前還很困難。四是努力降低AMOLED產(chǎn)品的成本，在理論上AMOLED可比LCD制造工序更少，所用材料也更少，但主要由于良率的影響，加之量產(chǎn)規(guī)模不大，目前成本還較高。”四川虹視顯示技術(shù)有限公司研發(fā)部部長田朝勇表示。

維信諾公司副總裁吳延德認為：“基于OLED本身的技術(shù)特點，未來大尺寸、柔性都是OLED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，尤其AMOLED是全固態(tài)的薄膜器件，基于塑料等柔性基板，容易實現(xiàn)柔性顯示，這是AMOLED的主要優(yōu)勢之一。柔性顯示是AMOLED技術(shù)未來的技術(shù)方向之一，也是整個顯示技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前柔性顯示受到壽命和產(chǎn)品制造成本等問題的制約，尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。未來如何提升器件壽命、降低產(chǎn)品綜合成本成為柔性顯示屏投入大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。”

IGZO TFT技術(shù)路線值得探索

IGZO為代表的氧化物半導(dǎo)體TFT逐漸接近實用化水平，AMOLED又掀起大型化熱潮。

AMOLED需要解決TFT背板和OLED等關(guān)鍵技術(shù)。在OLED技術(shù)方面，目前我國已經(jīng)成功解決了關(guān)鍵技術(shù)難題，早在2008年就建成了中國大陸第一條PMOLED大規(guī)模生產(chǎn)線，實現(xiàn)了OLED技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。然而在AMOLED領(lǐng)域，實現(xiàn)大型化、高分辨和柔性顯示等方面一直存在制備工藝上的問題，甚至有人在比較了IGZO TFT LCD與AMOLED后，指出LCD在功耗、輕薄和高分辨等方面比AMOLED更有優(yōu)勢。但是去年中期夏普和日本半導(dǎo)體能源研究所宣布，IGZO TFT技術(shù)亦可被引入OLED顯示器制備，使得AMOLED在解決大型化、高分辨等方面的工藝問題上又有了新的思路。

復(fù)旦大學(xué)平板顯示中心谷至華教授介紹：“AMOLED顯示器之所以很難實現(xiàn)大型化，存在多項技術(shù)課題，其中重要原因是，此前小型顯示器的主流技術(shù)——低溫多晶硅(LTPS)TFT技術(shù)存在尺寸增大時良品率會急劇下滑的問題。但隨著以InGaZnO(IGZO)為代表的氧化物半導(dǎo)體TFT技術(shù)逐漸接近實用化水平，AMOLED顯示器重又開始掀起大型化熱潮。此外，IGZO TFT還有一大優(yōu)點，那就是制造工藝所需溫度較低，可制造出柔性顯示器。”在“FPD International 2012”展會上夏普和日本半導(dǎo)體能源研究所展示的3.4英寸IGZO AMOLED面板就實現(xiàn)了柔性化。

吳延德表示，AMOLED技術(shù)包括了OLED技術(shù)和TFT背板技術(shù)，其中作為AMOLED核心技術(shù)的OLED技術(shù)我們已經(jīng)掌握，這奠定了未來發(fā)展AMOLED產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。而TFT背板技術(shù)目前有幾種發(fā)展路線選擇：低溫多晶硅TFT背板技術(shù)已經(jīng)在中小尺寸AMOLED產(chǎn)業(yè)化方面獲得大規(guī)模應(yīng)用，氧化物TFT技術(shù)也越來越受到業(yè)界的重視。而IGZO技術(shù)只是氧化物TFT技術(shù)中的一種，就是將非晶硅TFT中的非晶硅半導(dǎo)體替換為氧化物IGZO半導(dǎo)體作為溝道層材料，以獲得更高的遷移率和穩(wěn)定性，適應(yīng)AMOLED對TFT背板的遷移率等性能要求。通過改變IGZO中各個元素不同的比例以及不同的制備工藝條件，可以獲得不同的TFT特性，但受制于工藝不穩(wěn)定和OLED電流器件需求的獨特性，IGZO TFT背板技術(shù)距離成熟地應(yīng)用于AMOLED，還有不少艱辛的路程。除了IGZO TFT背板技術(shù)之外，業(yè)界還在繼續(xù)探索其他氧化物TFT背板技術(shù)。

田朝勇認為：“LTPS TFT具有載流子遷移率高且閾值電壓穩(wěn)定的優(yōu)點，是目前認為最適合驅(qū)動OLED尤其是中小尺寸、高分辨OLED的技術(shù)，近年也已成功用于中小尺寸LCD。但由于LTPS TFT均勻性較差，該問題雖對LCD的正常顯示沒有太大影響，但在AMOLED上卻表現(xiàn)為必須解決的圖像亮度不均(MURA)問題。此外，LTPS TFT與非晶硅(a-Si)TFT相比，增加了非常復(fù)雜的結(jié)晶化工藝，生產(chǎn)成本也有所上升，且難以用于6代以上的高世代線。而IGZO作為LCD行業(yè)最近導(dǎo)入量產(chǎn)的TFT技術(shù)，具有與a-Si TFT線體兼容、成本適中、適用于高世代線等優(yōu)點，TFT特性介于a-Si和LTPS之間，是最有潛力用于高世代AMOLED產(chǎn)線的TFT技術(shù)。”

　　能否成為AMOLED主要技術(shù)路線？

采用IGZO TFT的OLED小批量生產(chǎn)較容易，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)還有很多問題需要解決。

隨著AMOLED技術(shù)的突破，大型彩電用OLED顯示采用何種背板技術(shù)已經(jīng)成為行業(yè)爭論的焦點。其中三星采用LTPS技術(shù)生產(chǎn)出了55英寸AMOLED電視，而LG也同期推出了采用IGZO技術(shù)的AMOLED電視。

對此谷至華表示：“現(xiàn)在AMOLED的技術(shù)路線很明確，中國的大型OLED TV必須要走IGZO路線，只不過現(xiàn)在還在試制階段，IZGO國內(nèi)還沒有真正的量產(chǎn)技術(shù)。同時，向IGZO轉(zhuǎn)移要進行資金投入、設(shè)備改造，工藝也要進行標準化。從非晶硅向IZGO過渡需要一定的時間。”

維信諾公司副總裁吳延德指出：“IGZO TFT技術(shù)是近年來的研究熱點之一。與非晶硅TFT相比，其具有更高的遷移和穩(wěn)定性，能夠滿足OLED的技術(shù)要求；而與LTPS TFT相比，IGZO TFT制備工藝簡單，能夠以更低的成本實現(xiàn)生產(chǎn)。但IGZO還面臨穩(wěn)定性差的問題，IGZO的制備工藝及成品率也有待提高，特別是對應(yīng)OLED的高性能、高穩(wěn)定性、高一致性的要求?？梢哉f，采用IGZO TFT的OLED出樣品和小批量生產(chǎn)較容易，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)還有很多問題需要解決。”

“雖然現(xiàn)在OLED仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，既然現(xiàn)在普遍認為OLED是下一代主流顯示技術(shù)，那么現(xiàn)在就很有必要進行資金、技術(shù)投入。只有這樣才能更加有效地掌握產(chǎn)業(yè)資源，更加有能力提升產(chǎn)品質(zhì)量，更接近客戶做出快速響應(yīng)。否則一旦市場大規(guī)模爆發(fā)，再進行投入就來不及了。而在此之際，業(yè)者既需密切關(guān)注不斷涌現(xiàn)的新的技術(shù)路線，也應(yīng)具有決心和信心，在看清方向后快速搶占產(chǎn)業(yè)技術(shù)的先機。”谷至華表示。