关于OLED屏幕普及，这些技术难关必须攻克

比起传统的液晶显示（LCD）屏幕，被业界公认为下一代显示技术的有机发光二极管（OLED，又被称为有机电激光显示）屏幕不仅具有全固态、轻薄、主动发光、高画质、低耗电等优点，还可以用于尝试透明、卷轴、折叠、曲面等突破传统的屏幕形式，OLED是行业共同关注的未来显示技术方向，但相对于应用低温多晶硅技术的中小尺寸OLED屏幕，应用氧化物技术的大尺寸OLED屏幕在普及中遇到了众多技术难点，目前受制于一些关键技术、成本及良品率偏低等因素影响，OLED面板规模性应用及大尺寸产业化尚有较长一段进程。

采用OLED大屏幕的产品

面板、有机材料镀膜及封装为OLED大屏幕产品量产化的三大指标，由于开发大尺寸设备的瓶颈难以突破，低温多晶矽（LTPS）面板制程难以跨越5.5代OLED面板生产线，因为这种技术是把红、绿、蓝有机发光体在玻璃面板上水平蒸镀，由于在蒸镀时必须要使用金属遮罩，在做大面板时由于重力会造成金属遮罩下沉及混色等问题，因此不适合实现大尺寸和高分辨率。鉴于此，非晶矽（a-Si）与氧化物薄膜晶体管（Oxide TFT）面板成为技术研发的选择。不过，前者的电子移动速度太慢，会降低OLED面板的动态显示反应速度。因此，后者已成为技术研发的首选，但是一直以来，这项技术进展缓慢。好在氧化物薄膜晶体管面板材料与制程与非晶矽相近，所以，部分非晶矽既有制程设备可被氧化物薄膜晶体管所沿用。

面板技术比较表

常见的氧化物半导体如氧化铟镓锌（InGaZnO），是一种电子移动率可达10平方厘米（cm2）/VS的新材料，为传统非晶矽（《1cm2/VS）的数十倍以上。加上非晶（Amorphous）结构可以在大尺寸获得良好的均匀度，适合应用在大尺寸面板，达到高清晰度、低能耗、低漏电的优点，但其可靠度不 佳以及PMOS制造工艺困难一直是亟待改善的技术，前者是量产商品化必须克服的重要关键，后者可用补偿电路（CompensaTIon Circuit）加以克服。

采用OLED透明屏幕的产品

常见的氧化物薄膜晶体管元件结构主要有共平面（Coplanar）、蚀刻阻障层（Island Stop/Etch Stop Layer，IS/ESL）和背通道蚀刻（Back Channel Etch，BCE）这三种。共平面结构制程简单，但因为氧化物半导体层要攀爬源汲极金属，容易导致电特性与接触问题，且可靠度不 佳。至于背通道蚀刻和蚀刻阻障层结构在元件特性及制程良品率上则较具优势，尤其是背通道蚀刻结构相容于标准非晶矽结构，极具竞争力。但若考量可靠度，则以蚀刻阻障层结构最为理想，原因主要在于蚀刻阻挡层可保护元件的背通道，不受制程影响产生特性 差异，但缺点是复杂的制程导致成品与良品率问题。

常见的氧化物薄膜晶体管元件结构比较表

氧化物薄膜晶体管技术的重要性在于其量产机型相容于现有主流技术非晶硅的设备，由于氧化物薄膜晶体管材料特性对光与热会导致电特性的改变，即临界电压偏移（Threshold Voltage Shift，Vth Shift），甚至可以运用在光感应器（Photo Sensor）上，所以如何改善均匀度与可靠度将是一大难题，制程的调校相当困难与敏感，制程稳定度要求也相对高。通过与试验室的持续分析与改进，研究人员在氧化物技术上，研发试制线的整面OLED的临界电压偏移值已经小于0.8伏特。经过面板可靠度测试，发现使用寿命预估可超过10年，已经超越传统非晶硅技术，相当接近于低温多晶矽技术。

LCD与OLED特性比较表

OLED屏幕采用红、绿、蓝（R、G、B）像素组成，其使用主流的有机材料镀膜技术——真空蒸镀注，这种制作方式要平衡每个像素内红、绿、蓝有机发光体的放置量，维持亮度的均匀性，随着OLED屏幕尺寸加大，会导致生产良品率下降，由于蓝色有机发光体的寿命短，为了修复其缺陷，会稍微多蒸镀一点蓝色OLED有机发光体，但导致的结果是红、绿、蓝像素构造中的色彩歪曲现象。除因蒸镀槽设计缘故，致使蒸镀技术的生产效率欠佳之外，也面临适使用8代OLED面板生产线的蒸镀设备的难产窘境。除继续采用5.5代线生产OLED面板之外，也可以改用雷射技术进行有机材料镀膜，或采用氧化物面板和白光OLED搭配彩色滤光片滤出红、蓝、绿三原色，较接近现行的液晶显示屏幕制程，即将红、绿、蓝有机发光体在整片白光OLED面板上垂直蒸镀，通过色彩提纯技术来表现色彩信息，镀膜后再透过扩散膜达成均匀的面光源，这种方式在蒸镀有机物时由于不使用金属遮罩，所以不受面板尺寸限制，可以均匀蒸镀有机物，并且是通过垂直蒸镀红、绿、蓝有机发光体进行色彩提升的构造，所以蓝色有机发光体的寿命问题得到了很好的解决，